Trigonométrie Exemples

$8 \cos^{2} (x) + 10 \cos (x) + 3 = 0$

Étape 1

Factorisez le côté gauche de l’équation.

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Étape 1.1

Laissez $u = \cos (x)$ . Remplacez toutes les occurrences de $\cos (x)$ par $u$ .

$8 u^{2} + 10 u + 3 = 0$

Étape 1.2

Factorisez par regroupement.

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Étape 1.2.1

Pour un polynôme de la forme $a x^{2} + b x + c$ , réécrivez le point milieu comme la somme de deux termes dont le produit est $a \cdot c = 8 \cdot 3 = 24$ et dont la somme est $b = 10$ .

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Étape 1.2.1.1

Factorisez $10$ à partir de $10 u$ .

$8 u^{2} + 10 (u) + 3 = 0$

Étape 1.2.1.2

Réécrivez $10$ comme $4$ plus $6$

$8 u^{2} + (4 + 6) u + 3 = 0$

Étape 1.2.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$8 u^{2} + 4 u + 6 u + 3 = 0$

Étape 1.2.2

Factorisez le plus grand facteur commun à partir de chaque groupe.

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Étape 1.2.2.1

Regroupez les deux premiers termes et les deux derniers termes.

$(8 u^{2} + 4 u) + 6 u + 3 = 0$

Étape 1.2.2.2

Factorisez le plus grand facteur commun à partir de chaque groupe.

$4 u (2 u + 1) + 3 (2 u + 1) = 0$

Étape 1.2.3

Factorisez le polynôme en factorisant le plus grand facteur commun, $2 u + 1$ .

$(2 u + 1) (4 u + 3) = 0$

Étape 1.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $\cos (x)$ .

$(2 \cos (x) + 1) (4 \cos (x) + 3) = 0$

Étape 2

Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à $0$ , l’expression entière sera égale à $0$ .

$2 \cos (x) + 1 = 0$

$4 \cos (x) + 3 = 0$

Étape 3

Définissez $2 \cos (x) + 1$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 3.1

Définissez $2 \cos (x) + 1$ égal à $0$ .

$2 \cos (x) + 1 = 0$

Étape 3.2

Résolvez $2 \cos (x) + 1 = 0$ pour $x$ .

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Étape 3.2.1

Soustrayez $1$ des deux côtés de l’équation.

$2 \cos (x) = - 1$

Étape 3.2.2

Divisez chaque terme dans $2 \cos (x) = - 1$ par $2$ et simplifiez.

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Étape 3.2.2.1

Divisez chaque terme dans $2 \cos (x) = - 1$ par $2$ .

$\frac{2 \cos (x)}{2} = \frac{- 1}{2}$

Étape 3.2.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.2.2.2.1

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 3.2.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{2 \cos (x)}{2} = \frac{- 1}{2}$

Étape 3.2.2.2.1.2

Divisez $\cos (x)$ par $1$ .

$\cos (x) = \frac{- 1}{2}$

Étape 3.2.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.2.2.3.1

Placez le signe moins devant la fraction.

$\cos (x) = - \frac{1}{2}$

Étape 3.2.3

Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $x$ de l’intérieur du cosinus.

$x = \arccos (- \frac{1}{2})$

Étape 3.2.4

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.2.4.1

La valeur exacte de $\arccos (- \frac{1}{2})$ est $\frac{2 π}{3}$ .

$x = \frac{2 π}{3}$

Étape 3.2.5

La fonction cosinus est négative dans les deuxième et troisième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de $2 π$ pour déterminer la solution dans le troisième quadrant.

$x = 2 π - \frac{2 π}{3}$

Étape 3.2.6

Simplifiez $2 π - \frac{2 π}{3}$ .

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Étape 3.2.6.1

Pour écrire $2 π$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$x = 2 π \cdot \frac{3}{3} - \frac{2 π}{3}$

Étape 3.2.6.2

Associez les fractions.

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Étape 3.2.6.2.1

Associez $2 π$ et $\frac{3}{3}$ .

$x = \frac{2 π \cdot 3}{3} - \frac{2 π}{3}$

Étape 3.2.6.2.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$x = \frac{2 π \cdot 3 - 2 π}{3}$

Étape 3.2.6.3

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.2.6.3.1

Multipliez $3$ par $2$ .

$x = \frac{6 π - 2 π}{3}$

Étape 3.2.6.3.2

Soustrayez $2 π$ de $6 π$ .

$x = \frac{4 π}{3}$

Étape 3.2.7

Déterminez la période de $\cos (x)$ .

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Étape 3.2.7.1

La période de la fonction peut être calculée en utilisant $\frac{2 π}{| b |}$ .

$\frac{2 π}{| b |}$

Étape 3.2.7.2

Remplacez $b$ par $1$ dans la formule pour la période.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Étape 3.2.7.3

La valeur absolue est la distance entre un nombre et zéro. La distance entre $0$ et $1$ est $1$ .

$\frac{2 π}{1}$

Étape 3.2.7.4

Divisez $2 π$ par $1$ .

$2 π$

Étape 3.2.8

La période de la fonction $\cos (x)$ est $2 π$ si bien que les valeurs se répètent tous les $2 π$ radians dans les deux sens.

$x = \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n$ , pour tout entier $n$

Étape 4

Définissez $4 \cos (x) + 3$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 4.1

Définissez $4 \cos (x) + 3$ égal à $0$ .

$4 \cos (x) + 3 = 0$

Étape 4.2

Résolvez $4 \cos (x) + 3 = 0$ pour $x$ .

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Étape 4.2.1

Soustrayez $3$ des deux côtés de l’équation.

$4 \cos (x) = - 3$

Étape 4.2.2

Divisez chaque terme dans $4 \cos (x) = - 3$ par $4$ et simplifiez.

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Étape 4.2.2.1

Divisez chaque terme dans $4 \cos (x) = - 3$ par $4$ .

$\frac{4 \cos (x)}{4} = \frac{- 3}{4}$

Étape 4.2.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 4.2.2.2.1

Annulez le facteur commun de $4$ .

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Étape 4.2.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{4 \cos (x)}{4} = \frac{- 3}{4}$

Étape 4.2.2.2.1.2

Divisez $\cos (x)$ par $1$ .

$\cos (x) = \frac{- 3}{4}$

Étape 4.2.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 4.2.2.3.1

Placez le signe moins devant la fraction.

$\cos (x) = - \frac{3}{4}$

Étape 4.2.3

Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $x$ de l’intérieur du cosinus.

$x = \arccos (- \frac{3}{4})$

Étape 4.2.4

Simplifiez le côté droit.

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Étape 4.2.4.1

Évaluez $\arccos (- \frac{3}{4})$ .

$x = 2.4188584$

Étape 4.2.5

$x = 2 (3.14159265) - 2.4188584$

Étape 4.2.6

Résolvez $x$ .

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Étape 4.2.6.1

Supprimez les parenthèses.

$x = 2 (3.14159265) - 2.4188584$

Étape 4.2.6.2

Simplifiez $2 (3.14159265) - 2.4188584$ .

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Étape 4.2.6.2.1

Multipliez $2$ par $3.14159265$ .

$x = 6.2831853 - 2.4188584$

Étape 4.2.6.2.2

Soustrayez $2.4188584$ de $6.2831853$ .

$x = 3.8643269$

Étape 4.2.7

Déterminez la période de $\cos (x)$ .

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Étape 4.2.7.1

La période de la fonction peut être calculée en utilisant $\frac{2 π}{| b |}$ .

$\frac{2 π}{| b |}$

Étape 4.2.7.2

Remplacez $b$ par $1$ dans la formule pour la période.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Étape 4.2.7.3

La valeur absolue est la distance entre un nombre et zéro. La distance entre $0$ et $1$ est $1$ .

$\frac{2 π}{1}$

Étape 4.2.7.4

Divisez $2 π$ par $1$ .

$2 π$

Étape 4.2.8

La période de la fonction $\cos (x)$ est $2 π$ si bien que les valeurs se répètent tous les $2 π$ radians dans les deux sens.

$x = 2.4188584 + 2 π n, 3.8643269 + 2 π n$ , pour tout entier $n$

Étape 5

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent $(2 \cos (x) + 1) (4 \cos (x) + 3) = 0$ vraie.

$x = \frac{2 π}{3} + 2 π n, \frac{4 π}{3} + 2 π n, 2.4188584 + 2 π n, 3.8643269 + 2 π n$ , pour tout entier $n$