Cercle trigonométrique et angles orientés
Le cercle trigonométrique
Le cercle trigonométrique est un outil fondamental en trigonométrie.
Définition et propriétés :
- C'est un cercle dont le rayon est égal à 1 (on parle de rayon unitaire).
- Son centre est l'origine d'un repère orthonormé .
- Il est orienté : le sens positif (ou sens direct) est le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le sens négatif (ou sens indirect) est le sens des aiguilles d'une montre.
- Le point de départ pour mesurer les angles est le point , qui correspond à l'axe des abscisses positives.
Repérage d'un point sur le cercle : Tout point sur le cercle trigonométrique peut être repéré par un angle (alpha). Cet angle est formé par le vecteur et le vecteur . Si l'angle est mesuré dans le sens direct, il est positif ; s'il est mesuré dans le sens indirect, il est négatif.
Sens direct et indirect :
- Sens direct (ou sens positif ou sens trigonométrique) : C'est le sens anti-horaire (contraire à celui des aiguilles d'une montre). Les angles mesurés dans ce sens sont positifs.
- Sens indirect (ou sens négatif) : C'est le sens horaire (celui des aiguilles d'une montre). Les angles mesurés dans ce sens sont négatifs.
Mesure d'un angle en radians
Jusqu'à présent, vous avez probablement mesuré les angles en degrés. En trigonométrie, une autre unité est essentielle : le radian.
Définition du radian : Un radian est la mesure d'un angle au centre d'un cercle qui intercepte un arc dont la longueur est égale au rayon du cercle. Sur le cercle trigonométrique (rayon ), un angle de 1 radian intercepte un arc de longueur 1.
- Un tour complet du cercle (360°) correspond à la circonférence du cercle, soit . Sur un cercle de rayon 1, cela fait . Donc, ==360° = radians==.
- Un demi-tour (180°) correspond à radians.
Conversion degrés-radians : La relation clé est radians.
- Pour convertir des degrés en radians : multiplier par .
- Exemple : radians.
- Pour convertir des radians en degrés : multiplier par .
- Exemple : radians .
Mesure principale d'un angle : Un angle sur le cercle trigonométrique n'est pas unique. Ajouter ou soustraire radians (un tour complet) ne change pas la position du point sur le cercle. Par exemple, , , et représentent tous le même point sur le cercle. La mesure principale d'un angle est la mesure qui appartient à l'intervalle . C'est la valeur unique de l'angle qui est la plus proche de 0. Pour trouver la mesure principale d'un angle :
- Diviser par . Soit la partie entière du résultat.
- Calculer .
- Si , alors la mesure principale est .
- Si , alors la mesure principale est .
- Sinon, la mesure principale est .
Angles orientés et leurs propriétés
Un angle orienté est un couple de vecteurs non nuls . Sa mesure représente la rotation nécessaire pour amener sur dans le sens direct.
Définition d'un angle orienté : Soient et deux vecteurs non nuls. L'angle orienté est la mesure de la rotation qui transforme en . Cette mesure est définie à près. On note .
Égalité de deux angles orientés : Deux angles orientés et sont égaux si et seulement si ils ont la même mesure principale. Plus généralement, ils sont égaux si leur mesure est la même à un multiple de près. signifie que la différence de leurs mesures est un multiple entier de .
Relation de Chasles pour les angles : La relation de Chasles permet de "décomposer" un angle orienté en plusieurs. Pour trois vecteurs non nuls , et : Cette propriété est très utile pour simplifier des expressions d'angles ou pour relier différents angles dans une figure géométrique. Elle est similaire à la relation de Chasles pour les vecteurs, mais appliquée aux mesures d'angles.


