Trigonométrie Exemples

$16 \sin (x) = 4 \cos^{2} (x) - 11$

Étape 1

Déplacez toutes les expressions du côté gauche de l’équation.

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Étape 1.1

Soustrayez $4 \cos^{2} (x)$ des deux côtés de l’équation.

$16 \sin (x) - 4 \cos^{2} (x) = - 11$

Étape 1.2

Ajoutez $11$ aux deux côtés de l’équation.

$16 \sin (x) - 4 \cos^{2} (x) + 11 = 0$

Étape 2

Remplacez le $- 4 \cos^{2} (x)$ par $- 4 (1 - \sin^{2} (x))$ d’après l’identité $\sin^{2} (x) + \cos^{2} (x) = 1$ .

$16 \sin (x) - 4 (1 - \sin^{2} (x)) + 11 = 0$

Étape 3

Simplifiez chaque terme.

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Étape 3.1

Appliquez la propriété distributive.

$16 \sin (x) - 4 \cdot 1 - 4 (- \sin^{2} (x)) + 11 = 0$

Étape 3.2

Multipliez $- 4$ par $1$ .

$16 \sin (x) - 4 - 4 (- \sin^{2} (x)) + 11 = 0$

Étape 3.3

Multipliez $- 1$ par $- 4$ .

$16 \sin (x) - 4 + 4 \sin^{2} (x) + 11 = 0$

Étape 4

Additionnez $- 4$ et $11$ .

$16 \sin (x) + 4 \sin^{2} (x) + 7 = 0$

Étape 5

Remettez le polynôme dans l’ordre.

$4 \sin^{2} (x) + 16 \sin (x) + 7 = 0$

Étape 6

Remplacez $\sin (x)$ par $u$ .

$4 {(u)}^{2} + 16 (u) + 7 = 0$

Étape 7

Factorisez par regroupement.

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Étape 7.1

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 $a \cdot c = 4 \cdot 7 = 28$ et dont la somme est $b = 16$ .

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Étape 7.1.1

Factorisez $16$ à partir de $16 u$ .

$4 u^{2} + 16 u + 7 = 0$

Étape 7.1.2

Réécrivez $16$ comme $2$ plus $14$

$4 u^{2} + (2 + 14) u + 7 = 0$

Étape 7.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$4 u^{2} + 2 u + 14 u + 7 = 0$

Étape 7.2

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

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Étape 7.2.1

Regroupez les deux premiers termes et les deux derniers termes.

$4 u^{2} + 2 u + 14 u + 7 = 0$

Étape 7.2.2

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

$2 u (2 u + 1) + 7 (2 u + 1) = 0$

Étape 7.3

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

$(2 u + 1) (2 u + 7) = 0$

Étape 8

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

$2 u + 1 = 0$

$2 u + 7 = 0$

Étape 9

Définissez $2 u + 1$ égal à $0$ et résolvez $u$ .

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Étape 9.1

Définissez $2 u + 1$ égal à $0$ .

$2 u + 1 = 0$

Étape 9.2

Résolvez $2 u + 1 = 0$ pour $u$ .

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Étape 9.2.1

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

$2 u = - 1$

Étape 9.2.2

Divisez chaque terme dans $2 u = - 1$ par $2$ et simplifiez.

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Étape 9.2.2.1

Divisez chaque terme dans $2 u = - 1$ par $2$ .

$\frac{2 u}{2} = \frac{- 1}{2}$

Étape 9.2.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 9.2.2.2.1

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 9.2.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{2 u}{2} = \frac{- 1}{2}$

Étape 9.2.2.2.1.2

Divisez $u$ par $1$ .

$u = \frac{- 1}{2}$

Étape 9.2.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 9.2.2.3.1

Placez le signe moins devant la fraction.

$u = - \frac{1}{2}$

Étape 10

Définissez $2 u + 7$ égal à $0$ et résolvez $u$ .

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Étape 10.1

Définissez $2 u + 7$ égal à $0$ .

$2 u + 7 = 0$

Étape 10.2

Résolvez $2 u + 7 = 0$ pour $u$ .

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Étape 10.2.1

Soustrayez $7$ des deux côtés de l’équation.

$2 u = - 7$

Étape 10.2.2

Divisez chaque terme dans $2 u = - 7$ par $2$ et simplifiez.

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Étape 10.2.2.1

Divisez chaque terme dans $2 u = - 7$ par $2$ .

$\frac{2 u}{2} = \frac{- 7}{2}$

Étape 10.2.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 10.2.2.2.1

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 10.2.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{2 u}{2} = \frac{- 7}{2}$

Étape 10.2.2.2.1.2

Divisez $u$ par $1$ .

$u = \frac{- 7}{2}$

Étape 10.2.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 10.2.2.3.1

Placez le signe moins devant la fraction.

$u = - \frac{7}{2}$

Étape 11

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent $(2 u + 1) (2 u + 7) = 0$ vraie.

$u = - \frac{1}{2}, - \frac{7}{2}$

Étape 12

Remplacez $u$ par $\sin (x)$ .

$\sin (x) = - \frac{1}{2}, - \frac{7}{2}$

Étape 13

Définissez chacune des solutions à résoudre pour $x$ .

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

$\sin (x) = - \frac{7}{2}$

Étape 14

Résolvez $x$ dans $\sin (x) = - \frac{1}{2}$ .

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Étape 14.1

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

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

Étape 14.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 14.2.1

La valeur exacte de $\arcsin (- \frac{1}{2})$ est $- \frac{π}{6}$ .

$x = - \frac{π}{6}$

Étape 14.3

La fonction sinus est négative dans les troisième et quatrième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez la solution de $2 π$ pour déterminer un angle de référence. Ajoutez ensuite cet angle de référence à $π$ pour déterminer la solution dans le troisième quadrant.

$x = 2 π + \frac{π}{6} + π$

Étape 14.4

Simplifiez l’expression pour déterminer la deuxième solution.

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Étape 14.4.1

Soustrayez $2 π$ de $2 π + \frac{π}{6} + π$ .

$x = 2 π + \frac{π}{6} + π - 2 π$

Étape 14.4.2

L’angle résultant de $\frac{7 π}{6}$ est positif, inférieur à $2 π$ et coterminal avec $2 π + \frac{π}{6} + π$ .

$x = \frac{7 π}{6}$

Étape 14.5

Déterminez la période de $\sin (x)$ .

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Étape 14.5.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Étape 14.5.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Étape 14.5.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Étape 14.5.4

Divisez $2 π$ par $1$ .

$2 π$

Étape 14.6

Ajoutez $2 π$ à chaque angle négatif pour obtenir des angles positifs.

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Étape 14.6.1

Ajoutez $2 π$ à $- \frac{π}{6}$ pour déterminer l’angle positif.

$- \frac{π}{6} + 2 π$

Étape 14.6.2

Pour écrire $2 π$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{6}{6}$ .

$2 π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

Étape 14.6.3

Associez les fractions.

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Étape 14.6.3.1

Associez $2 π$ et $\frac{6}{6}$ .

$\frac{2 π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

Étape 14.6.3.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{2 π \cdot 6 - π}{6}$

Étape 14.6.4

Simplifiez le numérateur.

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Étape 14.6.4.1

Multipliez $6$ par $2$ .

$\frac{12 π - π}{6}$

Étape 14.6.4.2

Soustrayez $π$ de $12 π$ .

$\frac{11 π}{6}$

Étape 14.6.5

Indiquez les nouveaux angles.

$x = \frac{11 π}{6}$

Étape 14.7

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

$x = \frac{7 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ , pour tout entier $n$

Étape 15

Résolvez $x$ dans $\sin (x) = - \frac{7}{2}$ .

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Étape 15.1

La plage du sinus est $- 1 \leq y \leq 1$ . Comme $- \frac{7}{2}$ n’est pas sur cette plage, il n’y a pas de solution.

Aucune solution

Étape 16

Indiquez toutes les solutions.

$x = \frac{7 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ , pour tout entier $n$