Transformer l'expression acos(ωt)+bsin(ωt) en Acos(ωt+φ) - Exercice 3
7 min
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On considère la fonction f définie sur R par : f(t)=23cos(6t)+2sin(6t)
Question 1
Pour tout réel t, écrire f(t) sous la forme Acos(6t+φ) avec A et φ à déterminer.
Correction
La fonction f(t)=23cos(6t)+2sin(6t) est bien de la forme acos(ωt)+bsin(ωt) . On identifie a=23 ; b=2 et ω=6 Pour pourvoir exprimer f(t) sous la forme Acos(6t+φ). Il va falloir suivre les deux étapes suivantes.
Premieˋre eˊtape : Calculons la valeur de A
La valeur de A est égale à A=a2+b2 A=(23)2+22 A=12+4 A=16 Ainsi :
A=4
Deuxieˋme eˊtape : Nous allons factoriser f(t) par la valeur A=4
Soit f(t)=23cos(6t)+2sin(6t) . Factorisons cette expression par A=4. Cela nous donne : f(t)=4(423cos(6t)+2sin(6t)) f(t)=4(423cos(6t)+42sin(6t)) f(t)=4(423cos(6t)+42sin(6t)) f(t)=4(23cos(6t)+21sin(6t)) L'expression 23cos(6t)+21sin(6t) est de la forme cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b) Nous devons chercher une valeur de θ qui vérifie cos(θ)=23 et sin(θ)=21 A l'aide du cercle trigonométrique ci-dessous, θ=6π convient car cos(θ)=23 et sin(θ)=21
Nous pouvons alors écrire que : f(t)=4(23cos(6t)+21sin(6t)) f(t)=4(cos(6π)sin(2t)+sin(6π)sin(6t)) Or, nous savons que : cos(a−b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b) Ainsi :
f(t)=4cos(6t−6π)
f(t) est bien sous la forme Acos(6t+φ) avec A=4 et φ=−6π .
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