Fonctions sinus et cosinus
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Exercice 1
FacileCalculer les dérivées des fonctions suivantes, définies sur :
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On utilise , , ainsi que la dérivée d'un produit et la formule .
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-
.
-
Avec où , on a .
-
est un produit avec et . Donc
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Exercice 2
FacileRésoudre dans l'intervalle l'équation , puis l'équation .
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On connaît les valeurs remarquables : et . On utilise la parité du cosinus et l'imparité du sinus.
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Équation . On sait que . Comme est paire, aussi. Sur , les solutions sont donc
Équation . On sait que , donc (imparité). L'autre solution sur vérifie avec . Les solutions sont donc
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Exercice 3
FacileSoit la fonction définie sur par .
- Montrer que est -périodique.
- Calculer et déterminer le signe de sur .
- Dresser le tableau de variations de sur .
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Pour la périodicité, utiliser et . Pour le signe de , résoudre , c'est-à-dire .
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-
Pour tout réel , . Donc est -périodique.
-
. On résout . Sur , cela donne et .
On a . Sur , ; sur , ; sur , .
- est croissante sur , décroissante sur , croissante sur . Le maximum vaut et le minimum vaut .
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Exercice 4
FacileEn utilisant la limite , calculer les limites suivantes :
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Faire apparaître le quotient en multipliant et divisant par la bonne quantité.
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- Pour :
Posons ; quand , et . Donc
- Pour :
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Inégalité
MoyenOn considère la fonction définie sur par .
- Étudier la parité de .
- Calculer et déterminer son signe.
- En déduire le sens de variation de et le signe de pour . Conclure que pour tout .
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Pour le signe de , se rappeler que . Pour le signe de , utiliser et le sens de variation.
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Aire maximale d'un rectangle inscrit
MoyenUn rectangle est inscrit dans un demi-cercle de rayon de la manière suivante : le côté est porté par le diamètre, et les sommets et sont sur le demi-cercle. On note l'angle tel que, en plaçant le centre au milieu de , on ait et avec . L'aire du rectangle est alors .
- Justifier que .
- Déterminer la valeur de qui rend l'aire maximale, et donner cette aire maximale.
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Utiliser la formule de duplication , ou bien dériver . Le sinus atteint son maximum en .
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Étude de
MoyenSoit la fonction définie sur par .
- Montrer que est paire et -périodique. On pourra donc l'étudier sur .
- Calculer et montrer que .
On rappelle que .
- Étudier le signe de sur et dresser le tableau de variations de sur cet intervalle.
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Pour la factorisation, exprimer en fonction de et . Sur , , donc le signe de dépend de celui de .
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Exercice 8
DifficileOn étudie la fonction tangente définie par sur .
- Montrer que .
- En déduire le sens de variation de sur .
- Déterminer .
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Exercice 9
DifficileEn admettant que , on veut établir que .
- Montrer que pour tout réel , .
- En déduire la limite demandée.
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