Résoudre une équation ou une inéquation cosinus

Fiche | Mathématiques
Définition

Une équation ou une inéquation cosinus contient un rapport cosinus, où l’inconnue |(x)| apparait dans l’argument.

Puisque la fonction cosinus est périodique, ce type d’équation peut ne posséder aucune solution, peut posséder une solution, plusieurs solutions ou une infinité de solutions.

De plus, il est nécessaire d’utiliser les angles en radians.

Important!

Dans le cercle trigonométrique, le cosinus d’un angle correspond à l’abscisse du point sur le cercle. Lorsqu’on résout une équation cosinus, on cherche les angles qui possèdent une certaine abscisse. Pour y arriver, on peut utiliser les points remarquables du cercle trigonométrique ou la fonction réciproque |\boldsymbol{\arccos}.|

Lorsqu’on utilise le cercle trigonométrique, on choisit généralement des angles compris entre |0| et |2\pi.|

Lorsqu’on utilise la fonction réciproque |\arccos,| le résultat obtenu est toujours un angle situé dans le 1er quadrant ou dans le 2e quadrant du cercle trigonométrique. Autrement dit, l’angle est compris entre |0| et |\pi.|

Or, il y a toujours 2 angles trigonométriques différents qui possèdent la même abscisse. C’est pourquoi, à partir de l’angle obtenu |\boldsymbol{\color{#fa7921}{(\theta)}},| on obtient le 2e angle en faisant |\boldsymbol{\color{#51b6c2}{-\theta}}.|

Deux angles quelconques qui possèdent la même abscisse dans le cercle trigonométrique.
Attention!

La fonction réciproque |\arccos| est parfois notée |\cos^{-1},| notamment sur les calculatrices.

Résoudre une équation ou une inéquation cosinus - Explication

Résoudre une équation ou une inéquation cosinus - Explication

Résoudre une équation cosinus

La démarche à suivre pour résoudre une équation cosinus est la suivante.

Règle
  1. Isoler le rapport cosinus.

  2. Déterminer les angles trigonométriques.
    - Si le rapport cosinus est égal à une coordonnée de points remarquables, utiliser le cercle trigonométrique.
    - Sinon, utiliser la fonction réciproque |\boldsymbol{\arccos}.|

  3. Résoudre les équations obtenues avec les angles trigonométriques.

  4. Calculer la période de la fonction cosinus.

  5. Donner les solutions de l’équation.

Résoudre une équation cosinus à l’aide du cercle trigonométrique

Voici un exemple où on utilise les points remarquables du cercle trigonométrique pour résoudre l’équation.

Exemple

Résous l’équation suivante.||2\cos(5x)+\sqrt{3}=0||

Résoudre une équation cosinus - Exemple

Résoudre une équation cosinus - Exemple

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Résoudre une équation cosinus à l’aide de |\boldsymbol{\arccos}|

Voici un exemple où on utilise la fonction réciproque arc cosinus pour résoudre l’équation.

Exemple

Résous l'équation suivante dans l’intervalle |[-\pi,\pi].|||\dfrac{1}{2}\cos\left(\dfrac{3(x+1)}{2}\right)+\dfrac{9}{10}=1||

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Exercice - Résoudre une équation cosinus

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Résoudre une équation cosinus de degré 2

Voici un exemple où on résout une équation cosinus de degré 2.

Exemple

Résous l'équation suivante.||2\cos^2\left(\dfrac{x}{4}\right)-3\cos\left(\dfrac{x}{4}\right)+1=0||

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Résoudre une inéquation cosinus

La démarche à suivre pour résoudre une inéquation cosinus est la suivante.

Règle
  1. Changer le symbole d’inégalité par un symbole d’égalité.

  2. Isoler le rapport cosinus.

  3. Déterminer les angles trigonométriques.
    - Si le rapport cosinus est égal à une coordonnée de points remarquables, utiliser le cercle trigonométrique.
    - Sinon, utiliser la fonction réciproque |\boldsymbol{\arccos}.|

  4. Résoudre les équations obtenues avec les angles trigonométriques.

  5. Calculer la période de la fonction cosinus.

  6. Donner l’ensemble-solution de l’inéquation.

Résoudre une inéquation cosinus à l’aide du cercle trigonométrique

Voici un exemple où on utilise les points remarquables du cercle trigonométrique pour résoudre l’inéquation.

Exemple

Résous l'inéquation suivante.||2\cos(x−3)>1||

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Résoudre une inéquation cosinus à l’aide de |\boldsymbol{\arccos}|

Voici un exemple où on utilise la fonction réciproque arc cosinus pour résoudre l’inéquation.

Exemple

Résous l'inéquation suivante.||-\dfrac{1}{4}\cos\!\big(3(x+7)\big)-2\ge-\dfrac{29}{16}||

Résoudre une inéquation cosinus - Exemple

Résoudre une inéquation cosinus - Exemple

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Exercice - Résoudre une inéquation cosinus

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Résoudre une inéquation cosinus de degré 2

Voici un exemple où on résout une inéquation cosinus de degré 2.

Exemple

Résous l’inéquation suivante.||\cos^2(x)<\dfrac{1}{4}||

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