IV) Étude de la fonction tangente - Normalesup.org

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IV) Étude de la fonction tangente. A) Définition. Définition 1. La fonction tangente, notée tan, est la fonction définie pour tout x = ... par tan(x) = sin(x) cos(x).
IV)

Étude de la fonction tangente

A) Dénition Dénition 1

La fonction tangente, notée tan, est la fonction dénie pour tout x 6= . . . tan(x) =

par

sin(x) cos(x)

Dtan = . . .

1

Sur le cercle trigonométrique, la tangente se lit sur la droite tangente au cercle en A(0, 1). Le théorème de Thalès nous donne ce résultat

1 2

tan α =

sin α α −1

sin α tan α = cos α



cos α

1 2 −

sin α cos α

1

1 2

−1

B) Propriétés géométriques Propriété 1

La fonction tan est . . .-périodique. Démonstration. Pour tout x ∈ D tan(x + . . .) =

tan

= ...

...



Il sut donc d'étudier la ifonction tangente sur un intervalle de longueur . . .. On va donc restreindre π πh l'étude à l'intervalle I = − 2 ; 2 . Propriété 2

La fonction tan est impaire. Démonstration. Pour tout x ∈ D tan(−x) =

tan

= ...

...

1



Conséquences graphiques. •

Comme tan est π-périodique, sa courbe représentative est invariante par . . .



Comme tan est impaire, dans un repère orthonormal sa courbe représentative est . . . C) Étude

1) Calcul de la dérivée et variations Propriété 3 1 0

La fonction tan est dérivable sur D et tan (x) = cos (x) = 1 + tan (x). Démonstration. La fonction tan est dérivable car composée de fonctions dérivables (sin et cos). tan

2

2

tan0 (x) = . . .



Conséquence 1

,

.

Pour les raisons de symétrie évoquées dans la partie B), nous allons dresser le tableau sur

h πh 0; 2

La fonction tan est strictement croissante sur tout intervalle du type

i π h π − + kπ; + kπ k ∈ Z 2 2

Démonstration.



2) Tableau de variation

• tan(0) = •

...

Étude de la limite en π2 : −

lim sin(x) = 1

x→ π2



lim cos(x) = 0+  π−

x→ 2

Donc

lim tan(x) = . . .

x→ π2 −

2

.

x

π 2

0

tan0 (x)

tan

D) Tableau de valeurs

De même que dans le cas du sinus et du cosinus, il faut connaître  ou savoir retrouver  certaines valeurs de tan(x). x 0 π6 π4 π3 tan(x) sin(x) cos(x)

E) Représentation graphique f (x) 4 3 2 1 1 −π



3π 4

π − 2

π − 4

0 −1

π 4

π 2

3π 4

−2 −3 −4

3

π

5π 4

3π 2

7π 4



x