Définitions Cosinus, Sinus et Tangente | Trigonométrie dans le Triangle Rectangle

Introduction à la trigonométrie dans le triangle rectangle

DÉFINITIONS COSINUS, SINUS ET TANGENTE
Géométrie plane - Trigonométrie dans le triangle rectangle

Découvrez les définitions des fonctions trigonométriques dans le triangle rectangle

Cosinus
Sinus
Tangente

Triangle rectangle et vocabulaire

Notions de base

DÉFINITION D'UN TRIANGLE RECTANGLE
Définition

Un triangle rectangle est un triangle qui possède un angle droit (90°).

Le côté opposé à l'angle droit s'appelle l'hypoténuse.

Les deux autres côtés s'appellent les côtés de l'angle droit ou cathètes.

Triangle rectangle ABC avec l'angle droit en A
A (90°)
Côté [AB]
(adjacent à B)
Côté [AC]
(opposé à B)
Hypoténuse [BC]
B
C
Dans un triangle rectangle, on définit les fonctions trigonométriques par rapport à un angle aigu.
Vocabulaire relatif à un angle aigu

Dans le triangle rectangle ABC rectangle en A, pour l'angle aigu B :

  • L'hypoténuse est le côté [BC]
  • Le côté adjacent à l'angle B est le côté [AB]
  • Le côté opposé à l'angle B est le côté [AC]

Définition du cosinus

Fonction cosinus

DÉFINITION DU COSINUS
Cosinus d'un angle aigu

Dans un triangle rectangle, le cosinus d'un angle aigu est égal au quotient du côté adjacent à cet angle par l'hypoténuse.

\( \cos(B) = \frac{\text{côté adjacent à } B}{\text{hypoténuse}} = \frac{AB}{BC} \)
Cosinus de l'angle B dans le triangle ABC
A (90°)
Côté adjacent [AB]
Côté opposé [AC]
Hypoténuse [BC]
B
C
PROPRIÉTÉS DU COSINUS
Caractéristiques importantes
  • Le cosinus d'un angle aigu est toujours compris entre 0 et 1
  • Le cosinus d'un angle de 0° vaut 1
  • Le cosinus d'un angle de 90° vaut 0
  • Plus l'angle est grand, plus son cosinus est petit

Définition du sinus

Fonction sinus

DÉFINITION DU SINUS
Sinus d'un angle aigu

Dans un triangle rectangle, le sinus d'un angle aigu est égal au quotient du côté opposé à cet angle par l'hypoténuse.

\( \sin(B) = \frac{\text{côté opposé à } B}{\text{hypoténuse}} = \frac{AC}{BC} \)
Sinus de l'angle B dans le triangle ABC
A (90°)
Côté adjacent [AB]
Côté opposé [AC]
Hypoténuse [BC]
B
C
PROPRIÉTÉS DU SINUS
Caractéristiques importantes
  • Le sinus d'un angle aigu est toujours compris entre 0 et 1
  • Le sinus d'un angle de 0° vaut 0
  • Le sinus d'un angle de 90° vaut 1
  • Plus l'angle est grand, plus son sinus est grand

Définition de la tangente

Fonction tangente

DÉFINITION DE LA TANGENTE
Tangente d'un angle aigu

Dans un triangle rectangle, la tangente d'un angle aigu est égale au quotient du côté opposé à cet angle par le côté adjacent à cet angle.

\( \tan(B) = \frac{\text{côté opposé à } B}{\text{côté adjacent à } B} = \frac{AC}{AB} \)
Tangente de l'angle B dans le triangle ABC
A (90°)
Côté adjacent [AB]
Côté opposé [AC]
Hypoténuse [BC]
B
C
PROPRIÉTÉS DE LA TANGENTE
Caractéristiques importantes
  • La tangente d'un angle aigu est toujours positive
  • La tangente d'un angle de 0° vaut 0
  • La tangente d'un angle de 45° vaut 1
  • Quand l'angle tend vers 90°, la tangente tend vers +∞
  • La tangente est le quotient du sinus par le cosinus : \( \tan(B) = \frac{\sin(B)}{\cos(B)} \)

Relations entre cosinus, sinus et tangente

Relations fondamentales

RELATION FONDAMENTALE
Identité trigonométrique

Pour tout angle aigu B dans un triangle rectangle :

\( \cos^2(B) + \sin^2(B) = 1 \)

Cette relation permet de calculer un cosinus si on connaît le sinus, ou inversement.

RELATION ENTRE TANGENTE, SINUS ET COSINUS
Formule de la tangente

La tangente d'un angle est égale au quotient du sinus par le cosinus de cet angle :

\( \tan(B) = \frac{\sin(B)}{\cos(B)} \)

Applications concrètes

Utilisations pratiques

GÉOMÉTRIE ANALYTIQUE
Calculer des longueurs et des angles

Les fonctions trigonométriques permettent de :

  • Calculer une longueur inconnue dans un triangle rectangle
  • Déterminer la mesure d'un angle dans un triangle rectangle
  • Résoudre des problèmes de la vie courante
  • Effectuer des calculs en astronomie, en architecture, etc.
PROBLÈMES DE VIE COURANTE
Applications concrètes
  • 1 Calculer la hauteur d'un arbre ou d'un bâtiment
  • 2 Déterminer la distance inaccessible
  • 3 Navigation maritime et aérienne
  • 4 Dessin technique et architecture

Exercice d'application

Problème complet

ÉNONCÉ
Question

Dans le triangle ABC rectangle en A, on donne : AB = 5 cm et BC = 13 cm.

1. Calculez la longueur AC.

2. Calculez le cosinus, le sinus et la tangente de l'angle B.

3. Déterminez la mesure de l'angle B arrondie au degré près.

Solution de l'exercice

Correction détaillée

QUESTION 1 : CALCUL DE AC
Utilisation du théorème de Pythagore

Dans le triangle rectangle ABC, on applique le théorème de Pythagore :

\( AB^2 + AC^2 = BC^2 \)

Soit : \( 5^2 + AC^2 = 13^2 \)

Donc : \( 25 + AC^2 = 169 \)

Soit : \( AC^2 = 169 - 25 = 144 \)

Donc : \( AC = \sqrt{144} = 12 \) cm

QUESTION 2 : CALCUL DES FONCTIONS TRIGONOMÉTRIQUES
Cosinus, sinus et tangente de l'angle B

Dans le triangle ABC rectangle en A :

  • Hypoténuse : BC = 13 cm
  • Côté adjacent à B : AB = 5 cm
  • Côté opposé à B : AC = 12 cm
\( \cos(B) = \frac{AB}{BC} = \frac{5}{13} \)
\( \sin(B) = \frac{AC}{BC} = \frac{12}{13} \)
\( \tan(B) = \frac{AC}{AB} = \frac{12}{5} \)
QUESTION 3 : MESURE DE L'ANGLE B
Utilisation de la fonction arccosinus

On a : \( \cos(B) = \frac{5}{13} \approx 0.3846 \)

Donc : \( B = \arccos(0.3846) \)

À la calculatrice : \( B \approx 67° \) (arrondi au degré près)

On peut vérifier : \( \sin(67°) \approx 0.9205 \) et \( \frac{12}{13} \approx 0.9231 \) (proche)

Résumé

Points clés

DÉFINITIONS DANS UN TRIANGLE RECTANGLE
Fonctions trigonométriques

Pour un angle aigu B dans un triangle rectangle :

  • \( \cos(B) = \frac{\text{côté adjacent}}{\text{hypoténuse}} \)
  • \( \sin(B) = \frac{\text{côté opposé}}{\text{hypoténuse}} \)
  • \( \tan(B) = \frac{\text{côté opposé}}{\text{côté adjacent}} \)
RELATIONS IMPORTANTES
Identités trigonométriques
  • \( \cos^2(B) + \sin^2(B) = 1 \)
  • \( \tan(B) = \frac{\sin(B)}{\cos(B)} \)
PROPRIÉTÉS
Caractéristiques des fonctions
  • Pour un angle aigu, le cosinus et le sinus sont compris entre 0 et 1
  • La tangente est positive et peut prendre n'importe quelle valeur positive
  • Le cosinus diminue quand l'angle augmente
  • Le sinus augmente quand l'angle augmente
  • La tangente augmente quand l'angle augmente
Les fonctions trigonométriques sont des outils puissants pour résoudre des problèmes géométriques !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DES DÉFINITIONS COSINUS, SINUS ET TANGENTE
Vous comprenez maintenant les définitions des fonctions trigonométriques dans le triangle rectangle !

Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences

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