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Programme de mathématiques PTSI · semestre 1

d) Trigonométrie

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175 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Cercle trigonométrique. Paramétrisation par cosinus et sinus.
Relation de congruence modulo $2\pi$ sur $\mathbb{R}$.
Notation $a\equiv b\ [2\pi]$.
Cosinus et sinus de $\pi\pm x$, de $\frac{\pi}{2}\pm x$.
Cosinus et sinus des angles usuels.
Les étudiants doivent savoir retrouver ces résultats et résoudre des équations et inéquations trigonométriques simples en s’aidant du cercle trigonométrique.
Formules d’addition $\cos(a\pm b)$, $\sin(a\pm b)$. Cas particulier des formules de duplication : $\cos(2a)$, $\sin(2a)$.
On présente une justification géométrique de l’une de ces formules. Les étudiants doivent savoir retrouver rapidement les formules donnant $\cos(a)\cos(b)$, $\cos(a)\sin(b)$, $\sin(a)\sin(b)$.
Fonctions circulaires cosinus et sinus.
On justifie les formules donnant les fonctions dérivées de sinus et cosinus vues en classe de terminale.
Pour $x\in\mathbb{R}$, inégalité $\lvert\sin(x)\rvert\leqslant\lvert x\rvert$.
Fonction tangente.
Notation tan. Dérivée, variations, représentation graphique.
Tangente de $\pi\pm x$. Tangente des angles usuels.
Formule d’addition $\tan(a\pm b)$.
Interprétation sur le cercle trigonométrique.
L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 3926

Montrer que : \(4\arctan\frac 15 - \arctan \frac 1{239} = \frac \pi4\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 3927

Montrer que : \(\forall\ x \in \R,\ \arctan x + 2\arctan\bigl(\sqrt{1+x^2} - x\bigr) = \frac \pi2\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 3928

Soit \(a \in \left[0,\frac \pi2\right[\). On pose ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 3964

Calculer la dérivée \(n^{\text{ème}}\) de la fonction \(x \mapsto \cos^3 x\). ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 3992

Soit \(n \ge 3\) et \(A_1A_2\dots A_n\) un polygone convexe à ...

L1 Analyse Développement limité solution

exo7 4010

Soit \(f : {[-a,a]} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\). Montrer que :

...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4278

Soit \(\alpha \in\, ]0,\pi[\) et ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 44

Calculer \(\frac{\frac{1+i\sqrt3}{2}}{\frac{\sqrt2(1+i)}{2}}\) algébriquement, puis trigonométriquement. En déduir ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4409

Résoudre dans \(\C\) :

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4436

Montrer que \(\sum_{k=0}^\infty \Arctan\Bigl(\frac1{k^2+k+1}\Bigr) = \frac \pi2\). (On pourra calculer ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4528

On pose \(f(x) = \sum_{n=0}^\infty \frac{\arccos(\cos nx)}{n!}\).

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4560

[\(x\in\,]0,\pi[\), TPE MP 2005]

L2 Analyse Série entière

exo7 4606

Pour \(a,b\in\R\) avec \(b\not\equiv 0(\mathrm{mod}\,{\pi})\), vérifier l’identit ...

L2 Analyse Série de Fourier

exo7 4628

Montrer que : \(\forall\ x \in \R,\ |\sin x| = \frac8\pi\sum_{n=1}^\infty \frac{\sin^2nx}{4n^2-1}\).

L1 Analyse Suite

exo7 4677

Soit \(\theta \in \R\). Montrer que si ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace

exo7 4897

Soit \(ABC\) un triangle. On note : \(a = BC\), ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace solution

exo7 4898

Soit \(ABC\) un triangle. On note : \(a = BC\), ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace solution

exo7 4899

Soit \(ABC\) un triangle. On note : ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 4901

Montrer que le support de la courbe paramétrée : \(\begin{cases} x = \cos t\cr y = \cos t+\sin t\cr\end{cases}\) e ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 4913

Soient \({\cal E} : \frac {x^2}{4a^2} + \frac {y^2}{4b^2} = 1\), et ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 4922

Soient \(O,A\) deux points distincts du plan. Trouver les points \(M\) tels que ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 4955

Soit \(ABC\) un triangle d’angles \(\alpha,\beta,\gamma\).

On note ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 4972

Soient \(P\) un plan, \(D\) une droite tels que ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 4973

Quel est l’angle entre deux faces d’un dodécaèdre régulier ? (on donne : \(4\sin\frac\pi5 = \sqrt{10-2\sqrt5}\)) ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5009

Soit \(\mathcal{C}\) le cercle : \(x^2+y^2=1\). Soit ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5063

Résoudre dans \(\Rr\) puis dans \([0,2\pi]\) les équations suivantes :

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5064

Résoudre dans \(\Rr\) puis dans \([0,2\pi]\) les équations suivantes :

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5065

Résoudre dans \(\Rr\) puis dans \(I\) les équations suivantes :

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5066

Résoudre dans \(I\) les inéquations suivantes :

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5067

Calculer \(\cos\frac{\pi}{8}\) et \(\sin\frac{\pi}{8}\).

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5068

Calculer \(\cos\frac{\pi}{12}\) et \(\sin\frac{\pi}{12}\).

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5071

Résoudre dans \(\Rr\) l’équation \(2^{4\cos^2x+1}+16.2^{4\sin^2x-3}=20\).

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5072

Soit \(a\) un réel distinct de \(\frac{1}{\sqrt{3}}\) et ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5073

On veut calculer \(S=\tan9^\circ-\tan27^\circ-\tan63^\circ+\tan81^\circ\).

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5074

Combien l’équation \[\tan x+\tan(2x)+\tan(3x)+\tan(4x)=0,\] possède-t-elle de solutions dans ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5076

Calculer une primitive de chacune des fonctions suivantes :

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5078

Démontrer les identités suivantes, en précisant à chaque fois leur domaine de validité :

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5082

Montrer que \(\cos^4\frac{\pi}{8}+\cos^4\frac{3\pi}{8}+\cos^4\frac{5\pi}{8}+\cos^4\frac{7\pi}{8}=\frac{3}{2}\). ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 5083

Résoudre dans \(\Rr\) l’équation \(\cos(3x)=\sin(2x)\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 5085

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 5088

Simplifier les expressions suivantes :

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 5089

Calculer \(\Arctan\frac{1}{2}+\Arctan\frac{1}{5}+\Arctan\frac{1}{8}\).

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses solution

exo7 5090

Calculer \(u_n=\Arctan\frac{2}{1^2}+\Arctan\frac{2}{2^2}+...+\Arctan\frac{2}{n^2}\) pour ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5143

Calculer les sommes suivantes :

L1 Analyse Suite solution

exo7 5145

(*) Calculer \(\prod_{k=1}^{n}(1+\frac{1}{k})\), \(n\in\Nn^*\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5163

Montrer que \(\forall n\in\Nn,\;\forall x\in\Rr,\;|\sin(nx)|\leq n|\sin x|\).

L1 Analyse Suite solution

exo7 5241

Montrer que, pour \(n\geq2\),

...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5458

Montrer que \(\sum_{k=1}^{n}\sin\frac{k}{n}=\frac{1}{2}+\frac{1}{2n}+o(\frac{1}{n})\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5467

Calculer les primitives des fonctions suivantes en précisant le ou les intervalles considérés : ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace solution

exo7 5517

Angle des plans \(x+2y+2z=3\) et \(x+y=0\).