1èreGéométrie

Formules d'addition

20 min5 exercicesSéquence 3.31ère

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Durée : 20 min

Formules d'addition et de soustraction

Pour tous réels aa et bb :

cos(ab)=cosacosb+sinasinb\cos(a-b) = \cos a\cos b + \sin a\sin b

cos(a+b)=cosacosbsinasinb\cos(a+b) = \cos a\cos b - \sin a\sin b

sin(a+b)=sinacosb+cosasinb\sin(a+b) = \sin a\cos b + \cos a\sin b

sin(ab)=sinacosbcosasinb\sin(a-b) = \sin a\cos b - \cos a\sin b

Ces formules permettent de calculer la valeur exacte de cos\cos ou sin\sin d'angles qui ne sont pas dans le tableau des valeurs remarquables, mais qui s'écrivent comme somme ou différence d'angles remarquables.

Exemple : calcul de cos(π12)\cos\left(\dfrac{\pi}{12}\right)

On remarque que π12=π3π4\dfrac{\pi}{12} = \dfrac{\pi}{3}-\dfrac{\pi}{4}. On applique la formule de cos(ab)\cos(a-b) avec a=π3a=\dfrac{\pi}{3} et b=π4b=\dfrac{\pi}{4} :

cos(π12)=cos(π3)cos(π4)+sin(π3)sin(π4)\cos\left(\dfrac{\pi}{12}\right) = \cos\left(\dfrac{\pi}{3}\right)\cos\left(\dfrac{\pi}{4}\right)+\sin\left(\dfrac{\pi}{3}\right)\sin\left(\dfrac{\pi}{4}\right)

=12×22+32×22=24+64=2+64= \dfrac{1}{2}\times\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{\sqrt{3}}{2}\times\dfrac{\sqrt{2}}{2} = \dfrac{\sqrt{2}}{4}+\dfrac{\sqrt{6}}{4} = \dfrac{\sqrt{2}+\sqrt{6}}{4}

Exemple : calcul de sin(7π12)\sin\left(\dfrac{7\pi}{12}\right)

On remarque que 7π12=π3+π4\dfrac{7\pi}{12} = \dfrac{\pi}{3}+\dfrac{\pi}{4}. On applique la formule de sin(a+b)\sin(a+b) :

sin(7π12)=sin(π3)cos(π4)+cos(π3)sin(π4)\sin\left(\dfrac{7\pi}{12}\right) = \sin\left(\dfrac{\pi}{3}\right)\cos\left(\dfrac{\pi}{4}\right)+\cos\left(\dfrac{\pi}{3}\right)\sin\left(\dfrac{\pi}{4}\right)

=32×22+12×22=64+24=6+24= \dfrac{\sqrt{3}}{2}\times\dfrac{\sqrt{2}}{2}+\dfrac{1}{2}\times\dfrac{\sqrt{2}}{2} = \dfrac{\sqrt{6}}{4}+\dfrac{\sqrt{2}}{4} = \dfrac{\sqrt{6}+\sqrt{2}}{4}

Astuce mnémotechnique

Pour cos\cos : « cosinus cosinus moins/plus sinus sinus » (le signe s'inverse par rapport à celui de l'angle).

Pour sin\sin : « sinus cosinus plus/moins cosinus sinus » (le signe reste le même que celui de l'angle).

Exercices

La formule correcte pour cos(a+b)\cos(a+b) est :

cos(a+b)\cos(a+b) est toujours égal à cosa+cosb\cos a + \cos b.

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