Trigonométrie/Trigonométrie réciproque

Une page de Wikiversité.


Trigonométrie réciproque
Nuvola apps edu mathematics-p.svg
Chapitre 7
Leçon : Trigonométrie
Chap. préc. : Les formules de trigonométrie


Icon falscher Titel.svg

En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « Trigonométrie : Trigonométrie réciproque
Trigonométrie/Trigonométrie réciproque
 », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.


[modifier] Fonctions arcsinus et arccosinus

La fonction sinus est une surjection de \scriptstyle\R vers \scriptstyle [-1;1]. Elle devient bijective si l'on ne considère que les angles compris dans l'intervalle \scriptstyle [-\frac{\pi}{2};\frac{\pi}{2}] (ou encore, plus généralement, dans l'intervalle \scriptstyle [(4k-1)\frac{\pi}{2};(4k+1)\frac{\pi}{2}],\ k\in\N). Il en est de même pour la fonction cosinus avec les angles allant de 0 à \scriptstyle\pi (ou de \scriptstyle 2k\pi à \scriptstyle (2k+1)\pi).

Par restriction à ces derniers intervalles, on peut définir les applications réciproques de ces fonctions.


Définitions

On appelle arcsinus et on note arcsin l'unique application réciproque de la restriction de sinus à l'intervalle \scriptstyle \left[-\frac{\pi}{2};\frac{\pi}{2} \right].

\arcsin x = y \Leftrightarrow x = \sin y,\ x\in\left[-\frac{\pi}{2};\frac{\pi}{2}\right]

On appelle arccosinus et on note arccos l'unique application réciproque de la restriction de cosinus à l'intervalle \scriptstyle [0;\pi].

\arccos x = y \Leftrightarrow x = \cos y,\ x\in [0;\pi]



Exemples

\begin{array}{lcll}
\sin\frac{\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2} &\quad\mbox{et}\quad &\arcsin\frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\pi}{3} &\\
\sin\frac{2\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2} &\quad\mbox{mais}\quad &\arcsin\frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\pi}{3} &\quad \left(\frac{2\pi}{3}\notin \left[-\frac{\pi}{2};\frac{\pi}{2}\right]\right)\\
\cos\frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} &\quad\mbox{et}\quad &\arccos\frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{\pi}{4} &\\
\cos -\frac{\pi}{3} = \frac{1}{2} &\quad\mbox{mais}\quad &\arccos\frac{1}{2} = \frac{\pi}{3} &\quad \left(-\frac{\pi}{3}\notin \left[0;\pi\right]\right)
\end{array}

Remarques :

  • \arcsin(\sin x) = x,\ x\in \textstyle\left[-\frac{\pi}{2};\frac{\pi}{2}\right]
  • \arccos(\cos x) = x,\ x\in\left[0;\pi\right]
  • \sin(\arcsin x) = x,\ x\in [-1;1]
  • \cos(\arccos x) = x,\ x\in [-1;1]