Trigonométrie dans le triangle rectangle


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I
Vocabulaire de base (vidéo 1)


Dans le triangle ABC rectangle en B, il y a deux angles aigus : $\widehat{A}$ et $\widehat C$
Rappel :
On appelle hypoténuse le côté opposé à l'angle doit
Si on s'intéresse à l'angle $\widehat C$  :
$\quad\bullet\quad$On dit que est $[BC]$ est le côté adjacent.
$\quad\bullet\quad$On dit que est $[AB]$ est le côté opposé.
Si on s'intéresse à l'angle $\widehat A$  :
$\quad\bullet\quad$On dit que est $[AB]$ est le côté adjacent.
$\quad\bullet\quad$On dit que est $[BC]$ est le côté opposé.
Remarque 1 :
Le côté adjacent à l'angle $\widehat A$  est en même temps le côté opposé à l'angle $\widehat C$, et inversement.
QCM pour s'évaluer : Accès sans indentifiants $\quad$ Accès avec indentifiants

II
Les formules trigonométriques
A
Cosinus d'un angle aîgu :

Propriété 1 :
Dans des triangles rectangles semblables, l'hypoténuse est proportionnelle au côté adjacent.

Le coefficient de proportionnalité qui dépend de l'angle, s'appelle Cosinus

Définition 1 :
Dans le triangle $ABC$ rectangle en B, on appelle cosinus de l'angle $\widehat{C}$, noté $\cos \left(\widehat{C}\right)$, le quotient :
$$\cos \left(\widehat{C}\right)=\dfrac{\text{Côté adjacent à l'angle }\widehat {C}}{\text{Hypoténuse}}=\dfrac{BC}{CA}$$

QCM pour s'évaluer : Accès sans indentifiants $\quad$ Accès avec indentifiants

B
Sinus d'un angle aîgu :

Propriété 1 :
Dans des triangles rectangles semblables,l'hypoténuse est proportionnelle au côté opposé.

Le coefficient de proportionnalité qui dépend de l'angle, s'appelle SINUS.

Définition 1 :
Dans le triangle ABC rectangle en B, on appelle sinus de l'angle $\widehat{C}$, noté $\sin \left(\widehat{C}\right)$, le quotient :
$$\sin \left(\widehat{C}\right)=\dfrac{\text{Côté opposé à l'angle }\widehat {C}}{\text{Hypoténuse}}=\dfrac{AB}{CA}$$

C
Tangente d'un angle aîgu :
Propriété 1 :
Dans des triangles rectangles semblables,le côté adjacent est proportionnel au côté opposé.

Le coefficient de proportionnalité qui dépend de l'angle, s'appelle TANGENTE.

Définition 1 :
Dans le triangle ABC rectangle en B, on appelle tangente de l'angle $\widehat{C}$, noté $\tan\left(\widehat{C}\right)$, le quotient :
$$\tan \left(\widehat{C}\right)=\dfrac{\text{Côté opposé à l'angle }\widehat {C}}{\text{Côté adjacent à l'angle} \widehat{C}}=\dfrac{AB}{CA}$$

D
Synthèse :
Méthode :
Moyen mnémotechnique pour apprendre :

On lit : « CAH SOH TOA » et on pense à « casse-toi »

QCM pour s'évaluer : Accès sans indentifiants $\quad$ Accès avec indentifiants

III
Applications :
A
Calculer une longueur :
Exemple 1 :
Dans le triangle $ABC$ rectangle en A ci contre, calculer $AB$.



Méthode :
Dans le triangle rectangle $ABC$ :
On connaît un angle aîgu :$\widehat B$ et $BC$ qui est la mesure de l'hypoténuse du triangle.
On cherche $AB$ qui est la mesure du côté adjacent à $\widehat B$.
Les deux côtés qui interviennent sont donc : adjacent et hypoténuse $\Rightarrow$ On pense au cosinus.
$\cos \left(\widehat{B}\right)=\dfrac{\text{Côté adjacent à l'angle }\widehat {C}}{\text{Hypoténuse}}=\dfrac{AB}{BC}$
On applique : $\cos 40°=\dfrac{AB}{5}$
On applique l'égalité du produit en croix : On applique :$\dfrac{\cos 40°}{1}=\dfrac{AB}{5}$
$AB=5\times \cos 40°$ Valeur exacte
$AB\approx 3,8$ Valeur approchée au dixième
QCM pour s'évaluer : Accès sans indentifiants $\quad$ Accès avec indentifiants

S'entraîner seul :


B
Calculer la valeur approchée d'angle aigu :
Exemple 1 :
Dans cette situation, déterminer une valeur approchée de l'angle $\widehat B$.



Méthode :
Dans le triangle rectangle $ABC$ :
On connaît $AB$ qui est adjacent à $\widehat B$, et $AC$ qui lui est opposé.
On pense donc à la tangente.
$\cos \left(\widehat{B}\right)=\dfrac{\text{Côté adjacent à l'angle }\widehat {C}}{\text{Hypoténuse}}=\dfrac{AB}{BC}$
On applique :$\tan \widehat B =\dfrac{AC}{AB}$
On applique :$\tan \widehat B =\dfrac{7}{5}$
A la calculatrice, en utilisant la fonction Arctan (mais sans l'écrire sur la copie),
on obtient :$\widehat B\approx 54°$
S'entraîner seul :


QCM pour s'évaluer : Accès sans indentifiants $\quad$ Accès avec indentifiants

IV
Compléments facultatifs :
A
Remarques autour de la définition

B
Égalité trigonométrique : angles complémentaires

C
Égalité trigonométrique : sinus et cosinus avec tangente