Différences entre Pythagore et la trigonométrie
À l'heure qu'il est, tu as probablement déjà étudié le théorème de Pythagore. Dans cette section, nous allons rapidement récapituler ce que nous entendons par théorème de Pythagore et établir les principales différences entre Pythagore et la trigonométrie.
 
  Pythagore - triangle mis en place pour le théorème de Pythagore, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Pythagore - triangle mis en place pour le théorème de Pythagore, Jordan Madge- StudySmarter Originals 
Pour un triangle rectangle donné, le côté le plus long du triangle est appelé l'hypoténuse. L'hypoténuse est le côté qui semble incliné et est toujours le côté opposé à l' angle droit. 
Théorème de Pythagore
Le théorème de Pythagore stipule que pour tout triangle rectangle donné, avec l'hypoténuse, c, et les deux autres côtés étiquetés a et b (comme illustré dans la figure 1), le côté le plus long est appelé hypoténuse, .
Remarque : a et b dans la figure 1 sont interchangeables, mais c doit toujours être l'hypoténuse. 
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous, trouve le côté marqué x. 
 Pythagore - Exemple de recherche de l'hypoténuse, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Pythagore - Exemple de recherche de l'hypoténuse, Jordan Madge- StudySmarter Originals 
Solution : 
Commençons par étiqueter chacun des côtés a, b et c : 
 
Pythagore - Exemple de recherche de l'hypoténuse, Jordan Madge- StudySmarter Originals  
Le théorème de Pythagore stipule que .
En substituant  dans ce résultat, nous obtenons ou.
Par conséquent, pour trouver x, il suffit de prendre la racine carrée des deux côtés. Ainsi , .
Dans l'exemple ci-dessus, nous avons ce que l'on appelle un triple de Pythagore. Il s'agit d'un triangle rectangle dont chacun des trois côtés est un nombre entier.  
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous, trouve le côté marqué x. 
 
Pythagore - Exemple de recherche du côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals  
Solution : 
Commençons par étiqueter chacun des côtés a, b et c : 
 
Pythagore - Exemple de découverte d'un côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals  
Cet exemple est légèrement différent du précédent car cette fois-ci, nous ne trouvons pas l'hypoténuse, c. Par conséquent, nous devons utiliser une version réarrangée du théorème de Pythagore : . En remplaçant  et  dans cette formule, nous obtenons . Il suffit donc de faire la racine carrée des deux côtés pour obtenir que  (2.d.p).
Ce qu'il faut retenir du théorème de Pythagore, c'est qu'il ne fonctionne que pour les triangles rectangles où l'on nous donne deux côtés et où l'on souhaite trouver le troisième côté. Il n'implique aucun angle. Cependant, que se passerait-il si nous voulions trouver un angle manquant ? Et si on nous donnait un angle mais pas assez de côtés ? C'est là que la trigonométrie entre en jeu ! 
Le but de la trigonométrie est de trouver les longueurs et les angles manquants. Pour l'instant, nous nous contenterons de considérer la trigonométrie dans les triangles rectangles. Cependant, plus loin dans un autre article, nous étudierons la trigonométrie dans les triangles qui ne sont pas nécessairement à angle droit en utilisant ce que l'on appelle la règle du sinus et du cosinus. 
Rapports trigonométriques 
  Trigonométrie - Triangle rectangle avec les côtés opposés, hypoténuses et adjacents étiquetés, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Triangle rectangle avec les côtés opposés, hypoténuses et adjacents étiquetés, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Maintenant, plongeons directement dans la trigonométrie. Comme pour Pythagore, nous allons commencer par définir notre triangle et indiquer quelques propriétés clés. La figure 2 ci-dessus représente un triangle rectangle dont l'un des angles est désigné par le symbole grec thêta (). Pour une raison quelconque, les mathématiciens aiment utiliser ce symbole pour indiquer les angles manquants. Comme pour Pythagore, l'hypoténuse est le côté le plus long opposé à l' angle droit. Nous introduisons maintenant deux nouvelles étiquettes pour les autres côtés : le côté adjacent et le côté opposé. 
Le côté opposé d'un triangle rectangle est le côté opposé à l'angle et nous l'appelons généralement O. Le côté adjacent est le côté adjacent (à côté) de l'angle  qui n'est pas l'hypoténuse. Nous l'appelons généralement A.
Définition des rapports trigonométriques
Maintenant que nous avons mis en place notre triangle, nous pouvons définir nos rapports trigonométriques. C'est là que sin, cos et tan sont utiles ! 
  Trigonométrie - Triangle rectangle avec les côtés opposés (O), adjacents (A) et l'hypoténuse (H) étiquetés, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Triangle rectangle avec les côtés opposés (O), adjacents (A) et l'hypoténuse (H) étiquetés, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Formules des rapports trigonométriques
Étant donné le triangle rectangle de la figure 3 avec l'hypoténuse H, le côté opposé O et le côté adjacent A, nous avons les rapports suivants :
 
Il peut être utile de noter à ce stade que sin est l'abréviation de sinus, cos est l'abréviation de cosinus et tan est l'abréviation de tangente.
Ces ratios peuvent être mémorisés à l'aide de l'acronyme SOHCAHTOA. Bien que l'apprentissage de l'orthographe de cet acronyme puisse être un défi en soi. À ce stade, ce n'est pas grave si tu te sens un peu perdu ou confus. Tout deviendra clair dans quelques instants. Pour l'instant, nous devons simplement accepter que ces ratios existent et qu'ils sont très utiles. 
Exemples impliquant des longueurs manquantes 
Jusqu'à présent, nous avons abordé tous les outils dont tu auras besoin pour répondre aux questions impliquant des rapports trigonométriques. Cependant, pour vraiment comprendre ce que tout cela signifie, nous devons passer en revue quelques exemples. Note que le but de cet exercice est de trouver des longueurs ou des angles manquants. Dans cette section, nous nous concentrerons sur la recherche des longueurs manquantes. 
Étapes pour trouver le côté manquant 
Pour trouver le côté manquant d'un triangle rectangle à l'aide de la trigonométrie, il y a quelques étapes à suivre.
Étape 1 : Identifie les côtés O, A et H. 
Étape 2 : Détermine quels sont les côtés concernés. En d'autres termes, quels sont les côtés que nous connaissons ou que nous voulons connaître ?
Étape 3 : Identifie le rapport trigonométrique pertinent.
Étape4 : Établir l'équation appropriée.
Étape5 : Résous l 'équation pour trouver le côté manquant. 
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve le côté marqué x. 
 Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution :  
Commençons par étiqueter chacun des côtés O, A et H. 
 
Trigonométrie - Exemple de recherche de côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals 
L'étape suivante consiste à déterminer lesquels des trois côtés sont concernés. Ce que nous voulons dire par là, c'est quels sont les côtés que nous connaissons ou que nous souhaitons connaître. Dans cet exemple, nous savons que l'hypoténuse est  et nous voulons connaître le côté adjacent, . Ainsi, les deux côtés concernés sont le côté adjacent et l'hypoténuse. Ensuite, nous devons identifier le rapport trigonométrique qui implique le côté adjacent et l'hypoténuse. Dans ce cas, il s'agit de cos, car cos est la seule identité qui implique à la fois le côté adjacent et l'hypoténuse. En substituant  dans nous obtenons .
Il ne nous reste plus qu'à faire quelques réarrangements pour trouver x. Nous pouvons le faire en multipliant les deux côtés par 3,. Nous obtenons la réponse finale en la tapant sur notre calculatrice. Ainsi , 
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve le côté marqué x. 
 Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution :  
Commençons par étiqueter chacun des côtés O, A et H. 

Trigonométrie - Exemple de découverte d'un côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Dans ce cas, nous connaissons l'hypoténuse et nous souhaitons connaître le côté opposé. Nous utilisons donc sin puisque le sinus est le seul rapport trigonométrique impliquant l'hypoténuse et le côté opposé.  
Maintenant , 
 donc 
. En multipliant les deux côtés par 3,7, on obtient 
ce qui correspond à 1,68 cm (3.s.f).
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve le côté marqué x. 
 Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution :
Commençons par étiqueter chacun des côtés O, A et H. 

Trigonométrie - Exemple de découverte d'un côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Dans ce cas, nous connaissons le côté adjacent et nous souhaitons connaître l'hypoténuse. Nous utilisons donc cos. 
Puisque  nous avons .
Maintenant, pour réarranger ceci, nous devons d'abord multiplier les deux côtés par x pour obtenir . Ensuite, pour trouver x, nous divisons les deux côtés par  pour obtenir (3.s.f).
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve le côté marqué x. 
 Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution :
Commençons par étiqueter chacun des côtés O, A et H. 

Trigonométrie - Exemple de découverte d'un côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Dans ce cas, nous connaissons le côté opposé et nous souhaitons connaître le côté adjacent. Nous utilisons donc tan. 
Puisque  nous avons que . En multipliant les deux côtés par x, on obtient . En divisant les deux côtés par on obtient  (3.s.f).
Exemples impliquant des angles manquants 
Fonctions trigonométriques inversées 
Pour trouver les angles manquants à l'aide de la trigonométrie, les étapes sont très similaires aux précédentes. Cependant, nous devons utiliser les fonctions trigonométriques inverses. Sur ta calculatrice, tu verras peut-être  au-dessus de sin, cos et tan. Tu peux les trouver en appuyant sur la touche majuscule, puis sur la fonction trigonométrique correspondante.
A l'aide de ta calculatrice, trouve  et .
Solution : 
(3.s.f)
 (3.s.f)
 (3.s.f)
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve l'angle étiqueté .
 Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution : 
Pour trouver les angles manquants, les étapes sont à peu près les mêmes que précédemment. Cependant, il y a une petite différence. Comme précédemment, commençons par étiqueter chacun des côtés O, A et H. 

Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Maintenant, nous devons à nouveau identifier les côtés concernés. Dans ce cas, nous connaissons le côté adjacent et l'hypoténuse. Puisque le cos implique l'adjacent et l'hypoténuse, nous utilisons le cosinus. 
Puisquenous avons .
Cette fois, pour obtenir theta par lui-même, nous devons prendre l'inverse du cosinus des deux côtés. 
Par conséquent, notre réponse est  (3.s.f).
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve l'angle étiqueté .
 Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution : 
En étiquetant les côtés, nous pouvons voir que nous avons le côté opposé et l'hypoténuse. C'est pourquoi nous utilisons le sinus. 

Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Depuisnous avons  
Pour obtenir  par lui-même, nous devons prendre l'inverse du sinus des deux côtés. Ainsi ,  (3.s.f).
Tableau des rapports trigonométriques
Pour des raisons évidentes, la trigonométrie est un sujet généralement abordé dans les examens sur calculatrice. Cependant, il y a certaines valeurs de sin, cos et tan que l'on peut s'attendre à ce que tu connaisses pour ton examen GCSE sans calculatrice. C'est méchant, je sais. Cependant, tu devrais faire de ton mieux pour mémoriser ces résultats.
| Angle() | Sin() | Cos( ) | Tan( ) | 
| 30 |  |  |  | 
| 45 |  |  | 1 | 
| 60 |  |  |  | 
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve le côté marqué x.
(question non calculatoire)
 Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Trigonométrie - Exemple : trouver le côté manquant, Jordan Madge- StudySmarter OriginalsSolution : 
Puisque nous voulons connaître le côté opposé et que nous avons le côté opposé, nous allons utiliser le sinus. 
Puisque nous avons .
En réarrangeant, nous trouvons que .
En utilisant le tableau 1, nous voyons que 
Ainsi , 
Supposons que nous ayons le triangle ci-dessous. Trouve l'angle étiqueté .
(question non calculatoire)

Trigonométrie - Exemple de recherche d'un angle manquant, Jordan Madge- StudySmarter Originals
Solution : 
Puisqu'on nous a donné les côtés opposés et adjacents, nous utilisons tan. 
Puisque , nous avons que .
Pour obtenir  par lui-même, nous devons prendre l'inverse de tan des deux côtés.
Ainsi , 
En utilisant le tableau 1, nous voyons que et donc .
Rapports trigonométriques - Principaux enseignements
- Lesrapportstrigonométriques  sont utilisés pour trouver lescôtés et les angles manquants  dans les triangles à angle droit . 
- Latrigonométrie diffère de Pythagore car elle implique des angles . 
- Nous pouvons utiliser l'acronyme SOHCAHTOA pour nous souvenir des rapports trigonométriques. 
- Pour un triangle rectangle donné, nous pouvons étiqueter l'hypoténuse et les côtés opposés et adjacents. 
- Lalettregrecque   est souvent utilisée pour désigner les angles. 
- Nous pouvons utiliser lesfonctionstrigonométriques  inverses  pour trouver les angles.