1èreGéométrie

Formules d'addition

20 min5 exercicesSéquence 3.3 — 1ère
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Durée : 20 min

Formules d'addition et de soustraction

Pour tous réels aa et bb :

cos⁡(a−b)=cos⁡acos⁡b+sin⁡asin⁡b\cos(a-b) = \cos a\cos b + \sin a\sin b

cos⁡(a+b)=cos⁡acos⁡b−sin⁡asin⁡b\cos(a+b) = \cos a\cos b - \sin a\sin b

sin⁡(a+b)=sin⁡acos⁡b+cos⁡asin⁡b\sin(a+b) = \sin a\cos b + \cos a\sin b

sin⁡(a−b)=sin⁡acos⁡b−cos⁡asin⁡b\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=π3−π4\dfrac{\pi}{12} = \dfrac{\pi}{3}-\dfrac{\pi}{4}. On applique la formule de cos⁡(a−b)\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 cos⁡a+cos⁡b\cos a + \cos b.

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