Transformer l'expression Acos⁡(ωt+φ){\color{blue}{A\cos \left(\omega t+\varphi \right)}} en acos⁡(ωt)+bsin⁡(ωt){\color{red}{a\cos \left(\omega t\right)+b\sin \left(\omega t\right)}} - Exercice 1

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On considère la fonction ff définie sur R\mathbb{R} par : f(t)=5cos⁡(4t+π3)f\left(t\right)=5\cos \left(4t+\frac{\pi }{3} \right)
Question 1

Pour tout réel tt, exprimer f(t)f\left(t\right) sous la forme acos⁡(4t)+bsin⁡(4t)a \cos \left(4t\right)+b \sin \left(4t\right) avec aa et bb à déterminer.

Correction
    Formule d’addition\red{\text{Formule d'addition}}
  • cos⁡(a+b)=cos⁡(a)cos⁡(b)−sin⁡(a)sin⁡(b)\cos \left({\color{blue}{a}}+{\color{red}{b}}\right)=\cos \left({\color{blue}{a}}\right)\cos \left({\color{red}{b}}\right)-\sin \left({\color{blue}{a}}\right)\sin \left({\color{red}{b}}\right)
f(t)=5cos⁡(4t+π3)f\left(t\right)=5\cos \left({\color{blue}{4t}}+{\color{red}{\frac{\pi }{3}}} \right) . Nous allons appliquer le rappel, il vient que :

f(t)=5(cos⁡(4t)cos⁡(π3)−sin⁡(4t)sin⁡(π3))f\left(t\right)=5\left(\cos \left({\color{blue}{4t}}\right)\cos \left({\color{red}{\frac{\pi }{3}}}\right)-\sin \left({\color{blue}{4t}}\right)\sin \left({\color{red}{\frac{\pi }{3}}} \right)\right) . Ci dessous, vous trouverez le cercle trigonométrique sur lesquelles vous trouverez les valeurs remarquables à connaitre pour les cosinus et sinus.
f(t)=5(cos⁡(4t)×12−sin⁡(4t)×32)f\left(t\right)=5\left(\cos \left(4t\right)\times \frac{1}{2} -\sin \left(4t\right)\times \frac{\sqrt{3} }{2} \right)
f(t)=5(12cos⁡(4t)−32sin⁡(4t))f\left(t\right)=5\left(\frac{1}{2} \cos \left(4t\right)-\frac{\sqrt{3} }{2} \sin \left(4t\right)\right)
f(t)=5×12cos⁡(4t)−5×32sin⁡(4t)f\left(t\right)=5\times \frac{1}{2} \cos \left(4t\right)-5\times \frac{\sqrt{3} }{2} \sin \left(4t\right)
Ainsi :
f(t)=52cos⁡(4t)−532sin⁡(4t)f\left(t\right)=\frac{5}{2} \cos \left(4t\right)-\frac{5\sqrt{3} }{2} \sin \left(4t\right)

L'écriture est bien de la forme acos⁡(4t)+bsin⁡(4t)a \cos \left(4t\right)+b \sin \left(4t\right) avec a=52a=\frac{5}{2} et b=−532b=-\frac{5\sqrt{3} }{2}

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