Trigonométrie Exemples

$10 \cos^{2} (x) + 5 \cos (x) - 5 = 0$

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 $u$ .

$10 u^{2} + 5 u - 5 = 0$

Étape 1.2

Factorisez $5$ à partir de $10 u^{2} + 5 u - 5$ .

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Étape 1.2.1

Factorisez $5$ à partir de $10 u^{2}$ .

$5 (2 u^{2}) + 5 u - 5 = 0$

Étape 1.2.2

Factorisez $5$ à partir de $5 u$ .

$5 (2 u^{2}) + 5 (u) - 5 = 0$

Étape 1.2.3

Factorisez $5$ à partir de $- 5$ .

$5 (2 u^{2}) + 5 (u) + 5 (- 1) = 0$

Étape 1.2.4

Factorisez $5$ à partir de $5 (2 u^{2}) + 5 (u)$ .

$5 (2 u^{2} + u) + 5 (- 1) = 0$

Étape 1.2.5

Factorisez $5$ à partir de $5 (2 u^{2} + u) + 5 (- 1)$ .

$5 (2 u^{2} + u - 1) = 0$

Étape 1.3

Factorisez.

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Étape 1.3.1

Factorisez par regroupement.

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Étape 1.3.1.1

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 $a \cdot c = 2 \cdot - 1 = - 2$ et dont la somme est $b = 1$ .

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Étape 1.3.1.1.1

Multipliez par $1$ .

$5 (2 u^{2} + 1 u - 1) = 0$

Étape 1.3.1.1.2

Réécrivez $1$ comme $- 1$ plus $2$

$5 (2 u^{2} + (- 1 + 2) u - 1) = 0$

Étape 1.3.1.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$5 (2 u^{2} - 1 u + 2 u - 1) = 0$

Étape 1.3.1.2

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

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Étape 1.3.1.2.1

Regroupez les deux premiers termes et les deux derniers termes.

$5 ((2 u^{2} - 1 u) + 2 u - 1) = 0$

Étape 1.3.1.2.2

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

$5 (u (2 u - 1) + 1 (2 u - 1)) = 0$

Étape 1.3.1.3

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

$5 ((2 u - 1) (u + 1)) = 0$

Étape 1.3.2

Supprimez les parenthèses inutiles.

$5 (2 u - 1) (u + 1) = 0$

Étape 1.4

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

$5 (2 \cos (x) - 1) (\cos (x) + 1) = 0$

Étape 2

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

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

$\cos (x) + 1 = 0$

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

Ajoutez $1$ aux 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 3.2.3

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 $\frac{π}{3}$ .

$x = \frac{π}{3}$

Étape 3.2.5

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

$x = 2 π - \frac{π}{3}$

Étape 3.2.6

Simplifiez $2 π - \frac{π}{3}$ .

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Étape 3.2.6.1

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

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

Étape 3.2.6.2

Associez les fractions.

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Étape 3.2.6.2.1

Associez $2 π$ et $\frac{3}{3}$ .

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

Étape 3.2.6.2.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$x = \frac{2 π \cdot 3 - π}{3}$

Étape 3.2.6.3

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.2.6.3.1

Multipliez $3$ par $2$ .

$x = \frac{6 π - π}{3}$

Étape 3.2.6.3.2

Soustrayez $π$ de $6 π$ .

$x = \frac{5 π}{3}$

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.

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n$ , pour tout entier $n$

Étape 4

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

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Étape 4.1

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

$\cos (x) + 1 = 0$

Étape 4.2

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

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Étape 4.2.1

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

$\cos (x) = - 1$

Étape 4.2.2

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

$x = \arccos (- 1)$

Étape 4.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 4.2.3.1

La valeur exacte de $\arccos (- 1)$ est $π$ .

$x = π$

Étape 4.2.4

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.

$x = 2 π - π$

Étape 4.2.5

Soustrayez $π$ de $2 π$ .

$x = π$

Étape 4.2.6

Déterminez la période de $\cos (x)$ .

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Étape 4.2.6.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Étape 4.2.6.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Étape 4.2.6.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Étape 4.2.6.4

Divisez $2 π$ par $1$ .

$2 π$

Étape 4.2.7

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.

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

Étape 5

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent $5 (2 \cos (x) - 1) (\cos (x) + 1) = 0$ vraie.

$x = \frac{π}{3} + 2 π n, \frac{5 π}{3} + 2 π n, π + 2 π n$ , pour tout entier $n$

Étape 6

Consolidez les réponses.

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