1. Énoncé du problème : On a \( \csc x = \frac{2\sqrt{3}}{3} \) avec \( x \in [0, \frac{\pi}{2}] \). On doit trouver :
a. \( \cos x \)
b. \( \tan x \)
c. \( \sec x \)
2. Rappel des formules importantes :
- \( \csc x = \frac{1}{\sin x} \)
- \( \sin^2 x + \cos^2 x = 1 \)
- \( \tan x = \frac{\sin x}{\cos x} \)
- \( \sec x = \frac{1}{\cos x} \)
3. Trouvons \( \sin x \) à partir de \( \csc x \) :
$$ \sin x = \frac{1}{\csc x} = \frac{1}{\frac{2\sqrt{3}}{3}} = \frac{3}{2\sqrt{3}} $$
4. Simplifions \( \sin x \) en rationalisant le dénominateur :
$$ \sin x = \frac{3}{2\sqrt{3}} \times \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \frac{3\sqrt{3}}{2 \times 3} = \frac{\sqrt{3}}{2} $$
5. Calculons \( \cos x \) avec l'identité trigonométrique :
$$ \cos^2 x = 1 - \sin^2 x = 1 - \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4} $$
$$ \cos x = \sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2} $$
(On prend la valeur positive car \( x \in [0, \frac{\pi}{2}] \))
6. Calculons \( \tan x \) :
$$ \tan x = \frac{\sin x}{\cos x} = \frac{\frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{1}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{2} \times \frac{2}{1} = \sqrt{3} $$
7. Calculons \( \sec x \) :
$$ \sec x = \frac{1}{\cos x} = \frac{1}{\frac{1}{2}} = 2 $$
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8. Déterminons la valeur exacte de \( \sin \left( \frac{3\pi}{8} \right) \) :
9. Utilisons la formule d'angle moitié :
$$ \sin \left( \frac{3\pi}{8} \right) = \sin \left( \frac{\pi}{2} + \frac{\pi}{8} \right) = \sin \left( \frac{\pi}{2} + \theta \right) $$
avec \( \theta = \frac{\pi}{8} \).
10. Rappel de la formule :
$$ \sin \left( \frac{\pi}{2} + \theta \right) = \cos \theta $$
11. Donc :
$$ \sin \left( \frac{3\pi}{8} \right) = \cos \left( \frac{\pi}{8} \right) $$
12. Calculons \( \cos \left( \frac{\pi}{8} \right) \) avec la formule d'angle moitié :
$$ \cos \frac{\alpha}{2} = \sqrt{\frac{1 + \cos \alpha}{2}} $$
avec \( \alpha = \frac{\pi}{4} \) car \( \frac{\pi}{8} = \frac{\pi}{4} / 2 \).
13. Sachant que \( \cos \frac{\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2} \), on a :
$$ \cos \left( \frac{\pi}{8} \right) = \sqrt{\frac{1 + \frac{\sqrt{2}}{2}}{2}} = \sqrt{\frac{2 + \sqrt{2}}{4}} = \frac{\sqrt{2 + \sqrt{2}}}{2} $$
Réponses finales :
a. \( \cos x = \frac{1}{2} \)
b. \( \tan x = \sqrt{3} \)
c. \( \sec x = 2 \)
Valeur exacte :
$$ \sin \left( \frac{3\pi}{8} \right) = \frac{\sqrt{2 + \sqrt{2}}}{2} $$
Trig Values F251F6
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