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Trigonométrie : exercices de maths 1ère

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Exercices de maths 1ère : Trigonométrie

23 exercices classés par difficulté (★ facile, ★★ moyen, ★★★ difficile). Cherche d’abord sans regarder le corrigé !

2 Radians vers degrés ★★★

Convertis en degrés :

  1. π5
  2. 3π4
  3. 7π6
  4. 5π3
  5. 2π9
  6. 11π12

3 Arcs et secteurs ★★★

Dans chaque cas, calcule la grandeur demandée (valeur exacte, puis valeur approchée au centième si besoin).

  1. Longueur de l’arc d’un cercle de rayon 6 cm intercepté par un angle de π3 rad.
  2. Longueur de l’arc d’un cercle de rayon 4 cm intercepté par un angle de 1,5 rad.
  3. Un arc de 9 cm est tracé sur un cercle de rayon 5 cm : quelle est la mesure de l’angle au centre, en radians puis en degrés (arrondi au dixième) ?
  4. Aire du secteur d’angle π3 rad dans un cercle de rayon 6 cm.

4 Mesures principales ★★★

Donne la mesure principale (dans ]−π ; π]) de chacun des angles suivants :

  1. 7π3
  2. −11π4
  3. 13π6
  4. 25π4
  5. −5π
  6. 17π3

5 Valeurs remarquables ★★★

Donne la valeur exacte de :

  1. cos π3
  2. sin π4
  3. cos π6
  4. sin π2
  5. cos π
  6. sin 0
  7. sin π6
  8. cos π2

6 Vrai ou faux ? ★★★

Dis si chaque affirmation est vraie ou fausse, et justifie.

  1. Il existe un réel x tel que cos x = 1,2.
  2. Pour tout réel x : sin² x + cos² x = 1.
  3. Pour tout réel x : cos(π − x) = cos x.
  4. Pour tout réel x : sin(x + 2π) = sin x.
  5. Pour tout réel x : cos(−x) = −cos x.
  6. Si sin x = 12, alors x = π6.

7 Sinus ou cosinus déduit ★★★

Dans chaque cas, calcule la valeur exacte demandée.

  1. cos x = 35 et x ∈ [0 ; π]. Calcule sin x.
  2. sin x = −513 et x ∈ ]−π2 ; 0[. Calcule cos x.
  3. cos x = −√53 et sin x > 0. Calcule sin x.

8 Angles associés : calculs ★★★

Donne la valeur exacte de :

  1. cos 5π6
  2. sin 7π6
  3. cos(−π3)
  4. sin 2π3
  5. cos 5π4
  6. sin(−3π4)
  7. cos 11π6
  8. sin 4π3

9 Simplifier des expressions ★★★

Simplifie, pour tout réel x :

  1. A = cos(π − x) + cos(π + x) + cos(−x)
  2. B = sin(π + x) − sin(π − x) + sin(−x)
  3. D = cos(π2 + x) + sin(π − x)
  4. E = cos(π2 − x)² + sin(π2 − x)²

10 Équations de base ★★★

Résous :

  1. cos x = √32 sur ]−π ; π]
  2. cos x = −12 sur ]−π ; π]
  3. sin x = −√22 sur ]−π ; π]
  4. sin x = 12 sur [0 ; 2π[
  5. cos x = 0 sur [0 ; 2π[

11 Équations à ramener ★★★

Résous sur [0 ; 2π[ :

  1. 2cos x − 1 = 0
  2. 2sin x + √3 = 0
  3. √2 cos x + 1 = 0
  4. sin x = 2

12 Parité ★★★

Étudie la parité de chaque fonction définie sur ℝ :

  1. f(x) = x sin x
  2. g(x) = sin x + x
  3. h(x) = sin x cos x
  4. k(x) = sin x + 1
  5. m(x) = cos x + x²

13 Périodicité pour calculer ★★★

En utilisant la périodicité (période 2π), calcule la valeur exacte de :

  1. cos 25π3
  2. sin(−19π6)
  3. cos(2027π)
  4. sin 41π4
  5. cos(−33π2)

14 Une roue de vélo ★★★

Une roue de vélo a un rayon de 33 cm.

  1. De quelle distance avance le vélo quand la roue tourne d’un angle de 7π4 rad ? (valeur approchée au dixième de cm)
  2. Combien de tours la roue effectue-t-elle sur un trajet de 100 m ? (arrondi au dixième)

15 Lecture graphique ★★★

On a tracé la courbe de la fonction cosinus sur [−2π ; 2π] ainsi que la droite d’équation y = 12.

−2π−3π/2−π−π/2π/2π3π/22π−11/21y = 1/2

  1. Résous graphiquement cos x = 12 sur [−2π ; 2π].
  2. Vérifie ces valeurs par le calcul.
  3. Résous cos x ≥ 12 sur [−2π ; 2π].

16 Un triangle équilatéral dans le cercle ★★★

Dans le repère (O ; I, J), on place sur le cercle trigonométrique les points M(π2), N(7π6) et P(11π6).

MNP

  1. Donne les coordonnées exactes des trois points.
  2. Calcule les longueurs MN, NP et MP. Que peux-tu dire du triangle MNP ?
  3. Calcule son aire (valeur exacte puis arrondie au centième).

17 L’hexagone régulier ★★★

On place sur le cercle trigonométrique les six points Ak d’angle k × π3 pour k = 0, 1, …, 5.

  1. Donne les coordonnées exactes de A0, A1, …, A5.
  2. Calcule la longueur A0A1. En déduire le périmètre de l’hexagone.
  3. Compare ce périmètre à la circonférence du cercle. Est-ce cohérent ?
  4. Calcule l’aire de l’hexagone.

18 Équations qui se ramènent à des équations de base ★★★

Résous sur [0 ; 2π[ :

  1. 2cos² x − 1 = 0
  2. 2sin² x − sin x − 1 = 0

19 Équations avec deux angles ★★★

Résous :

  1. cos x = cos π5 sur ]−π ; π]
  2. sin x = sin 2π7 sur ]−π ; π]
  3. cos x = sin x sur [0 ; 2π[ (indice : sin x = cos(π2 − x))

20 Inéquations ★★★

Résous :

  1. cos x ≥ 12 sur ]−π ; π]
  2. sin x < −√22 sur ]−π ; π]
  3. cos x ≤ −√32 sur [0 ; 2π[

21 Étude d’une fonction ★★★

Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = 2cos x − 1.

  1. Calcule f(0), f(π3), f(π2) et f(π).
  2. Montre que f est paire et 2π-périodique.
  3. Dresse le tableau de variations de f sur [0 ; π].
  4. Quels sont le maximum et le minimum de f sur ℝ ?
  5. Résous f(x) = 0, puis f(x) > 0 sur [−π ; π].

22 La grande roue ★★★

Une grande roue a un rayon de 20 m. Son centre est à 22 m au-dessus du sol. Une nacelle est repérée par l’angle θ (en radians) que fait le segment centre-nacelle avec l’horizontale, mesuré dans le sens direct à partir de la position « à droite du centre ». Sa hauteur au-dessus du sol est H(θ) = 22 + 20 sin θ.

  1. Calcule H(0), H(π2) et H(7π6).
  2. Quelle est la hauteur minimale de la nacelle ? Pour quel θ de [0 ; 2π[ est-elle atteinte ?
  3. Pour quelles valeurs de θ dans [0 ; 2π[ la nacelle est-elle à 32 m de hauteur ?
  4. Pour quelle fraction d’un tour la nacelle est-elle à plus de 32 m ? Si un tour dure 9 minutes, quelle durée cela représente-t-il ?

23 Identités à démontrer ★★★

Démontre que, pour tout réel x :

  1. (cos x + sin x)² = 1 + 2 sin x cos x ;
  2. (cos x − sin x)² + (cos x + sin x)² = 2 ;
  3. en déduire que si cos x + sin x = 12, alors sin x cos x = −38.

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