Calculer de manière exacte et sans la calculatrice la valeur du sinus/cosinus/tangente d’un angle connaissant son sinus/cosinus/tangente.$$ \sin\left(\beta\right) =~? ~;~\text{sachant que}~\tan\left(\beta\right) =-\dfrac{1}{12}~\text{et}~\beta\in \left[\dfrac{3\pi}{2};2\pi\right] $$
On peut tout d'abord utiliser la relation suivante pour trouver une relation entre les fonctions sinus et cosinus : $$\begin{array}{rcl|l} \tan(\beta) & = & \dfrac{\sin(\beta)}{\cos(\beta)} & \text{Valeurs}\\ -\dfrac{1}{12} & = & \dfrac{\sin(\beta)}{\cos(\beta)} & \cdot\cos(\beta)\\ -\dfrac{1}{12}\cos(\beta) & = & \sin(\beta) & :\left(-\dfrac{1}{12}\right)\\ \cos(\beta) & = & -\dfrac{12}{1}\sin(\beta) & \end{array} $$Ainsi, nous avons pu exprimé \(\cos(\beta)\) en fonction de \(\sin(\beta)\). Cela nous permet de substituer l'expression de \(\cos(\beta)\) dans une autre relation bien connue : $$\begin{array}{rcl|l} \cos^2(\beta) + \sin^2(\beta) & = & 1 & \text{Substitution}\\ \left(-\dfrac{12}{1}\sin(\beta)\right)^2 + \sin^2(\beta) & = & 1 & \text{Simplification}\\ 144\sin^2(\beta) + \sin^2(\beta) & = & 1 & \text{Factorisation}\\ \left(144 + 1\right)\sin^2(\beta) & = & 1 & \text{Même dénominateur}\\ \left(144 + 1\right)\sin^2(\beta) & = & 1 & \text{Simplification}\\ 145\sin^2(\beta) & = & 1 & : \left(145\right)\\ \sin^2(\beta) & = & \dfrac{1}{145} & \pm \sqrt{}\\ \sin(\beta) & = & \pm\sqrt{\dfrac{1}{145}} & \text{Simplification}\\ \sin(\beta) & = & \pm \dfrac{1}{\sqrt{145}} & \end{array} $$Comme \(\beta\in\left[\dfrac{3\pi}{2};2\pi\right]\), \(\sin(\beta)\) doit être négatif, ainsi sa valeur est : $$ \sin(\beta) = -\dfrac{1}{\sqrt{145}} $$
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