Formules de l'angle double

Apprenez les formules de l'angle double pour le sinus, le cosinus et la tangente afin de simplifier des expressions et résoudre des équations.

Avancé30 minLeçon

Définition

Les formules de l'angle double expriment les fonctions trigonométriques de en termes de fonctions de .

Sinus de l'angle double

Cosinus de l'angle double (Trois formes)

Tangente de l'angle double

Ces identités sont dérivées des formules d'addition en posant les deux angles égaux à .

Essaie tout de suite

Quelle est la formule de l'angle double pour le sinus ?

Exemples résolus

Utilisez la formule d'addition pour démontrer .

1

Commencez avec la formule d'addition

Formule d'addition

2

Posez

3

Regroupez les termes semblables

Erreurs courantes

Écrire

Pourquoi c'est faux: Les élèves oublient parfois le facteur cosinus. La fonction sinus n'est pas linéaire, donc on ne peut pas simplement doubler l'argument en doublant le résultat.

Correct: — le sinus ET le cosinus de sont nécessaires.

Utiliser la mauvaise forme de

Pourquoi c'est faux: Il existe trois formes équivalentes. Choisir la mauvaise peut rendre les problèmes plus difficiles.

Correct: Choisissez la forme qui correspond à vos données : utilisez si vous connaissez , utilisez si vous connaissez .

Oublier le signe du dénominateur de

Pourquoi c'est faux: La formule a au dénominateur, pas .

Correct:

Visuel interactif

Cercle trigonométrique

Degrés

0°

Radians

0

sin(θ)

0

cos(θ)

1

tan(θ)

0

Coordonnées (cos, sin)

(1, 0)

Clique et fais glisser pour faire tourner l'angle autour du cercle trigonométrique.

Trigonometrie du triangle rectangle

θ =30°
45°85°
sin(θ)
0.5
Opp / Hyp
cos(θ)
√3/2
Adj / Hyp
tan(θ)
√3/3
Opp / Adj

Deplace le curseur pour changer l'angle et voir comment les rapports changent.

Bac à sable interactif

Calculateur d'expressions

Essayez ceux-ci:

Historique

Aucun calcul encore

Exercices pratiques

15 exercices
Problème 1 sur 15
Facile

Quelle est la formule de l'angle double pour le sinus ?

Pourquoi c'est important

Les formules de l'angle double sont des outils essentiels en mathématiques avancées et en physique :
  • Calcul intégral : Simplifiez des intégrales comme en utilisant l'identité
  • Physique : Décrivez le mouvement des projectiles, où la portée dépend de
  • Traitement du signal : Analysez l'interférence des ondes et la modulation
  • Ingénierie : Concevez des machines rotatives et des systèmes oscillants
Sans ces identités, de nombreux calculs en science et ingénierie seraient beaucoup plus complexes !

Applications dans le monde réel

Formule de la portée d'un projectile

La portée d'un projectile lancé à l'angle $\theta$ avec une vitesse initiale $v_0$ est $R = \frac{v_0^2 \sin(2\theta)}{g}$. La portée maximale est atteinte quand $\sin(2\theta) = 1$, c'est-à-dire $\theta = 45°$.

Exemple:

Un ballon de football frappé à 20 m/s à un angle de 30° : mètres.

1Essayez vous-même

Un athlète lance un javelot à 25 m/s. Il veut maximiser la distance.

À quel angle doit-il lancer, et quelle est la portée maximale ?

Étape 1 : Écrivez l'expression mathématique

Pour une portée maximale, , donc

Électrotechnique : Facteur de puissance

Dans les circuits à courant alternatif, les calculs de puissance impliquent souvent $\cos(2\omega t)$ où $\omega$ est la pulsation. L'identité de l'angle double aide à analyser la puissance instantanée.

Exemple:

Si la tension et le courant , la puissance instantanée implique .

2Essayez vous-même

Un ingénieur doit trouver la moyenne de sur une période.

Utilisez l'identité pour trouver cette moyenne.

Étape 1 : Écrivez l'expression mathématique

La moyenne de sur une période est 0, donc...

Points clés

  • 1
  • 2 a trois formes : , et
  • 3
  • 4Ces identités proviennent des formules d'addition avec
  • 5Choisissez la forme de qui correspond à vos informations données

Questions fréquentes

Les trois sont équivalentes, mais chacune est utile dans différentes situations. Utilisez quand vous connaissez les deux. Utilisez quand vous ne connaissez que le cosinus. Utilisez quand vous ne connaissez que le sinus. Elles sont dérivées en utilisant .
Les trois sont équivalentes, mais chacune est utile dans différentes situations. Utilisez quand vous connaissez les deux. Utilisez quand vous ne connaissez que le cosinus. Utilisez quand vous ne connaissez que le sinus. Elles sont dérivées en utilisant .
Remplacez par dans la formule de l'angle double. Par exemple, de , posez : , ce qui donne .
Quand le dénominateur égale zéro : , donc , ce qui signifie (ou ). À ces angles, est un multiple impair de .

Glossaire

Angle double
Un angle qui est le double d'un autre angle, écrit
Identité
Une équation qui est vraie pour toutes les valeurs valides de la variable
Formule d'addition
Formules comme utilisées pour trouver les valeurs trigonométriques des sommes
Identité pythagoricienne
L'identité fondamentale

Carte des formules

Sinus

Formule de l'angle double pour le sinus

Cosinus (Forme 1)

Avec sinus et cosinus

Cosinus (Forme 2)

Avec cosinus uniquement

Cosinus (Forme 3)

Avec sinus uniquement

Tangente

Formule de l'angle double pour la tangente

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