Devoir n° 2 - 1e S1

Classe: 
Première

Exercice 1 

Soit C un cercle de diamètre [AB]. C est un point de C autre que A et B, H le projeté orthogonal de C sur la droite (AB). Une droite D passant par A coupe la droite (CH) en M et recoupe le cercle C en N.
 
1) Faire une figure soignée.
 
2) Comparer les produits scalaires AMAB et ACAB.
 
3) Démontrer que AMAN=AC2.

Exercice 2 

Le plan est rapporté au repère orthonormé direct (O, i, j). Soit C le cercle trigonométrique de centre O et A0, A1, A3, A3, A4 les points de C tels que les angles (i, OAk), 0k4 aient pour mesures respectives 2kπ5.
 
1) Faire une figure. On constatera que les points A0, A1, A3, A3, A4 sont les sommets consécutifs d'un polygone régulier convexe.
 
2) Soit S le vecteur : S=OA0+OA1+OA2+OA3+OA4.
 
a) Démontrer que S est colinéaire à OA0.
 
b) Démontrer que S est aussi colinéaire à OA1.
 
(Indication : Utiliser les coordonnées des points A0, A1, A3, A3, A4 dans le repère (O, i, j)).
 
c) En déduire que S est le vecteur nul, puis les égalités :
 
(1) sin2π5+sin4π5+sin6π5+sin8π5=0.
 
(2) 1+cos2π5+cos4π5+cos6π5+cos8π5=0.
 
3) a) En utilisant l'égalité (2) précédente, démontrer que cos2π5 est une solution de l'équation : 4X22X1=0
b) Calculer cos2π5, cos4π5, sin2π5, tan2π5=0.
 
4) Soit Ω le point de coordonnées (12, 0) et J le point de coordonnées (0, 1).
 
a) Déterminer une équation du cercle C de centre Ω et de rayon ΩJ.
 
b) Le point d'intersection du cercle C et de l'axe des abscisses dont l'abscisse est positive est noté K. Vérifier que l'abscisse du point K est 2cos2π5.
 
c) Que représente la droite (EB) pour le segment [OK] ?

Exercice 3 

1) On pose : A=cos2π8+cos22π8+cos23π8++cos27π8.
 
a) Comparer cos7π8 et cosπ8,  puis cos6π8 et cos2π8, enfin cos5π8 et cos3π8. En déduire une écriture simplifiée de A.
 
b) Comparer cos3π8 et sinπ8.
 
c) Montrer alors que A=3.
 
2) S'inspirer de la méthode suivie dans la question 1) pour calculer : B=sin2π12+sin22π12+sin23π12++sin211π12
puis C=cos4π8+cos43π8+cos45π8+cos47π8

Exercice 4

1) a) Résoudre l'équation cos3x=12.
 
b) Exprimer cos3x en fonction de cosx.
 
2) a) Montrer que les réels m=cosπ9, n=cos7π9, p=cos13π9 sont des solutions de l'équation : 8X36X1=0(E)
b) Combien de solutions l'équation (E) peut-elle avoir au maximum ?
 
c) Déduire de a) et b) que : 8X36X1=8(Xm)(Xn)(Xp)(1)
d) Quelles sont toutes solutions de l'équation (E) ?
 
3) Développer le second membre de l'égalité (1) ; en déduire les valeurs des nombres suivants : A=cosπ9+cos7π9+cos13π9
B=cosπ9.cos7π9cos7π9.cos13π9+cos13π9.cosπ9
C=cosπ9.cos7π9.cos13π9
 
 
Durée : 4 h
Auteur: 
Mouhamadou Ka

Commentaires

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