Nombres complexes

Transformer l'expression Acos(ωt+φ){\color{blue}{A\cos \left(\omega t+\varphi \right)}} en acos(ωt)+bsin(ωt){\color{red}{a\cos \left(\omega t\right)+b\sin \left(\omega t\right)}} - Exercice 2

7 min
20
On considère la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par : f(t)=4cos(2tπ4)f\left(t\right)=4\cos \left(2t-\frac{\pi }{4} \right)
Question 1

Pour tout réel tt, exprimer f(t)f\left(t\right) sous la forme acos(2t)+bsin(2t)a \cos \left(2t\right)+b \sin \left(2t\right) avec aa et bb à déterminer.

Correction
    Formule d’addition\red{\text{Formule d'addition}}
  • cos(ab)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)\cos \left({\color{blue}{a}}-{\color{red}{b}}\right)=\cos \left({\color{blue}{a}}\right)\cos \left({\color{red}{b}}\right)+\sin \left({\color{blue}{a}}\right)\sin \left({\color{red}{b}}\right)
f(t)=4cos(2tπ4)f\left(t\right)=4\cos \left({\color{blue}{2t}}-{\color{red}{\frac{\pi }{4}}} \right) . Nous allons appliquer le rappel, il vient que :

f(t)=4(cos(2t)cos(π4)+sin(2t)sin(π4))f\left(t\right)=4\left(\cos \left({\color{blue}{2t}}\right)\cos \left({\color{red}{\frac{\pi }{4}}}\right)+\sin \left({\color{blue}{2t}}\right)\sin \left({\color{red}{\frac{\pi }{4}}} \right)\right) . Ci dessous, vous trouverez le cercle trigonométrique sur lesquelles vous trouverez les valeurs remarquables à connaitre pour les cosinus et sinus.
f(t)=4(cos(2t)×22+sin(2t)×22)f\left(t\right)=4\left(\cos \left(2t\right)\times \frac{\sqrt{2}}{2} +\sin \left(2t\right)\times \frac{\sqrt{2} }{2} \right)
f(t)=4(22cos(2t)+22sin(2t))f\left(t\right)=4\left(\frac{\sqrt{2} }{2} \cos \left(2t\right)+\frac{\sqrt{2} }{2} \sin \left(2t\right)\right)
f(t)=4×22cos(2t)+4×22sin(2t)f\left(t\right)=4\times \frac{\sqrt{2} }{2} \cos \left(2t\right)+4\times \frac{\sqrt{2} }{2} \sin \left(2t\right)
Ainsi :
f(t)=22cos(2t)+22sin(2t)f\left(t\right)=2\sqrt{2} \cos \left(2t\right)+2\sqrt{2} \sin \left(2t\right)

L'écriture est bien de la forme acos(2t)+bsin(2t)a \cos \left(2t\right)+b \sin \left(2t\right) avec a=22a=2\sqrt{2} et b=22b=2\sqrt{2}