Je réserve ici
Spécialité Mathématiques 1ʳᵉ

Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Mathématiques

Trigonométrie : cercle trigonométrique, cosinus et sinus

Radian et longueur d’arc, enroulement de la droite sur le cercle trigonométrique, mesure principale, cosinus et sinus d’un réel, valeurs remarquables et angles associés.

À propos de cette page
Un QCM de trigonométrie en trois niveaux de douze questions : radian, sens direct et lecture du cercle, puis conversions, mesures principales et angles associés, enfin formules fausses à repérer, réels de même image et raisonnements. Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions
  1. Un tour complet du cercle trigonométrique mesure, en radians :

    • A. 2π
    • B. π
    • C. 360
    • D. π/2
    Réponse

    A. 2π — Le périmètre du cercle de rayon 1 vaut 2π, et la mesure en radians est la longueur de l’arc parcouru.

  2. Un angle de 90° mesure, en radians :

    • A. π/4
    • B. π
    • C. π/2
    • D. 2π/3
    Réponse

    C. π/2 — 90° est un quart de tour : 2π ÷ 4 = π/2.

  3. Le point du cercle trigonométrique image du réel π a pour coordonnées :

    • A. (0 ; 1)
    • B. (−1 ; 0)
    • C. (1 ; 0)
    • D. (0 ; −1)
    Réponse

    B. (−1 ; 0) — Un demi-tour depuis I(1 ; 0) mène au point diamétralement opposé I′(−1 ; 0).

  4. cos(π/3) vaut :

    • A. √3/2
    • B. √2/2
    • C. 0
    • D. 1/2
    Réponse

    D. 1/2 — C’est le cosinus de 60° : 1/2. La valeur √3/2 est celle de sin(π/3).

  5. sin(π/2) vaut :

    • A. 0
    • B. −1
    • C. 1/2
    • D. 1
    Réponse

    D. 1 — L’image de π/2 est J(0 ; 1) : son ordonnée, le sinus, vaut 1.

  6. Pour tout réel x, cos²x + sin²x est égal à :

    • A. 1
    • B. 0
    • C. cos(2x)
    • D. 2
    Réponse

    A. 1 — Relation fondamentale : le point (cos x ; sin x) est à la distance 1 de l’origine.

  7. Le sens direct sur le cercle trigonométrique est :

    • A. le sens des aiguilles d’une montre
    • B. le sens qui descend de J vers I
    • C. le sens inverse des aiguilles d’une montre
    • D. le sens qui va de I vers J′
    Réponse

    C. le sens inverse des aiguilles d’une montre — Par convention, le sens direct est le sens inverse des aiguilles d’une montre : il va de I vers J.

  8. Les réels qui ont la même image que le réel x sur le cercle sont les réels :

    • A. x + kπ, k entier
    • B. x + 2kπ, k entier
    • C. x + k, k entier
    • D. kx, k entier
    Réponse

    B. x + 2kπ, k entier — On retombe sur le même point après un nombre entier de tours, et un tour mesure 2π.

  9. Un angle de 1 radian mesure environ :

    • A. 3,14°
    • B. 57,3°
    • C. 90°
    • D. 180°
    Réponse

    B. 57,3° — 1 rad = 180/π degrés, soit environ 57,3°.

  10. Si x ∈ ]π/2 ; π[, l’image de x a :

    • A. abscisse et ordonnée positives
    • B. abscisse et ordonnée négatives
    • C. une abscisse positive, une ordonnée négative
    • D. une abscisse négative, une ordonnée positive
    Réponse

    D. une abscisse négative, une ordonnée positive — Entre le quart de tour et le demi-tour, l’image est dans le deuxième quadrant : cosinus négatif, sinus positif.

  11. Le cercle trigonométrique a pour rayon :

    • A. 1
    • B. π
    • C. 2π
    • D. 2
    Réponse

    A. 1 — C’est le cercle de centre O et de rayon 1 : la mesure en radians y est égale à la longueur de l’arc.

  12. Pour tout réel x, sin(−x) est égal à :

    • A. sin x
    • B. cos x
    • C. −sin x
    • D. −cos x
    Réponse

    C. −sin x — Les images de x et −x sont symétriques par rapport à l’axe des abscisses : même abscisse, ordonnées opposées.

Niveau moyen ★★ — 12 questions
  1. 315° en radians, c’est :

    • A. 5π/4
    • B. 7π/4
    • C. 3π/4
    • D. 7π/6
    Réponse

    B. 7π/4 — 315 × π/180 = 315π/180 = 7π/4 (on simplifie par 45).

  2. 4π/9 rad en degrés, c’est :

    • A. 40°
    • B. 60°
    • C. 90°
    • D. 80°
    Réponse

    D. 80° — 4π/9 × 180/π = 4 × 20 = 80.

  3. La mesure principale de 33π/8 est :

    • A. π/8
    • B. 7π/8
    • C. −π/8
    • D. 9π/8
    Réponse

    A. π/8 — 2π = 16π/8 et 33 = 2 × 16 + 1, donc 33π/8 = π/8 + 2 × 2π.

  4. La mesure principale de −13π/5 est :

    • A. 7π/5
    • B. −13π/5
    • C. −3π/5
    • D. 3π/5
    Réponse

    C. −3π/5 — −13π/5 + 2π = −13π/5 + 10π/5 = −3π/5, qui est bien dans ]−π ; π].

  5. Si sin x = 8/17 et x ∈ ]π/2 ; π[, alors cos x vaut :

    • A. −15/17
    • B. 15/17
    • C. 9/17
    • D. −9/17
    Réponse

    A. −15/17 — cos²x = 1 − 64/289 = 225/289, et le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant : cos x = −15/17.

  6. cos(7π/6) vaut :

    • A. √3/2
    • B. −√3/2
    • C. −1/2
    • D. 1/2
    Réponse

    B. −√3/2 — 7π/6 = π + π/6, donc cos(7π/6) = −cos(π/6) = −√3/2.

  7. sin(3π/2) vaut :

    • A. 0
    • B. 1
    • C. 1/2
    • D. −1
    Réponse

    D. −1 — 3π/2 correspond à trois quarts de tour : l’image est J′(0 ; −1), d’ordonnée −1.

  8. Sachant que cos x = 0,45, la valeur de cos(π − x) est :

    • A. 0,45
    • B. 0,55
    • C. −0,45
    • D. −0,55
    Réponse

    C. −0,45 — cos(π − x) = −cos x : la symétrie par rapport à l’axe des ordonnées change le signe de l’abscisse.

  9. Sachant que cos x = −0,9, la valeur de sin(π/2 + x) est :

    • A. 0,9
    • B. 0,1
    • C. −0,9
    • D. −0,1
    Réponse

    C. −0,9 — sin(π/2 + x) = cos x = −0,9 : un quart de tour direct fait de l’abscisse la nouvelle ordonnée.

  10. L’image du réel 3 sur le cercle trigonométrique se trouve dans le :

    • A. premier quadrant
    • B. deuxième quadrant
    • C. troisième quadrant
    • D. quatrième quadrant
    Réponse

    B. deuxième quadrant — π/2 ≈ 1,57 < 3 < π ≈ 3,14 : l’image est juste avant I′, dans le deuxième quadrant.

  11. Le point (−√3/2 ; 1/2) du cercle trigonométrique est l’image de :

    • A. 2π/3
    • B. 5π/6
    • C. −π/6
    • D. 7π/6
    Réponse

    B. 5π/6 — C’est le symétrique de l’image de π/6 par rapport à l’axe des ordonnées : image de π − π/6 = 5π/6.

  12. Sur un cercle de rayon 6, un angle au centre de 2π/9 rad intercepte un arc de longueur :

    • A. 2π/9
    • B. π/3
    • C. 12π
    • D. 4π/3
    Réponse

    D. 4π/3 — ℓ = rα = 6 × 2π/9 = 12π/9 = 4π/3.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions
  1. Parmi ces réels, lequel est une mesure principale ?

    • A. −π
    • B. 7π/6
    • C. π
    • D. 3π/2
    Réponse

    C. π — La mesure principale appartient à ]−π ; π] : −π est exclu (intervalle ouvert à gauche), 7π/6 et 3π/2 dépassent π.

  2. Si deux réels x et y ont la même image sur le cercle, alors nécessairement :

    • A. x − y est un multiple de 2π
    • B. x et y sont égaux
    • C. x − y est un multiple de π
    • D. x + y est un multiple de 2π
    Réponse

    A. x − y est un multiple de 2π — Deux réels ont la même image quand ils diffèrent d’un nombre entier de tours : x = y + 2kπ. Un écart de π donne le point diamétralement opposé.

  3. Pour tout réel x, cos(π/2 + x) est égal à :

    • A. sin x
    • B. cos x
    • C. −cos x
    • D. −sin x
    Réponse

    D. −sin x — Un quart de tour direct envoie (a ; b) sur (−b ; a) : la nouvelle abscisse est −sin x. Test : pour x = 0, cos(π/2) = 0 = −sin 0.

  4. Laquelle de ces égalités est vraie pour tout réel x ?

    • A. cos(2x) = 2cos x
    • B. sin(π − x) = sin x
    • C. cos(x + π) = cos x + cos π
    • D. sin(x + π) = sin x
    Réponse

    B. sin(π − x) = sin x — Seule la formule des angles associés est vraie. Contre-exemples pour x = π/2 : cos π = −1 ≠ 0 ; cos(3π/2) = 0 ≠ 0 + (−1) ; sin(3π/2) = −1 ≠ 1.

  5. Sur un cercle de rayon 5, un arc de longueur 5 correspond à un angle au centre de :

    • A. 5 rad
    • B. 5°
    • C. 25 rad
    • D. 1 rad
    Réponse

    D. 1 rad — Par définition du radian, un arc de longueur égale au rayon correspond à 1 rad, quel que soit le rayon (α = ℓ/r).

  6. Si sin x = −0,1 et x ∈ ]−π ; −π/2[, alors cos x vaut environ :

    • A. 0,9
    • B. 0,995
    • C. −0,995
    • D. −0,9
    Réponse

    C. −0,995 — cos²x = 1 − 0,01 = 0,99, donc cos x ≈ ±0,995 ; dans le troisième quadrant le cosinus est négatif : cos x ≈ −0,995. La réponse −0,9 vient de l’oubli des carrés (« |cos x| = 1 − |sin x| »).

  7. Combien de réels de l’intervalle [0 ; 10π] ont pour image le point I′ ?

    • A. 10
    • B. 5
    • C. 4
    • D. 6
    Réponse

    B. 5 — Ce sont les π + 2kπ : π, 3π, 5π, 7π et 9π ; le suivant, 11π, dépasse 10π. Il y en a 5.

  8. Un réel x vérifie sin x = √3/2 et cos x < 0. Sa mesure principale est :

    • A. π/3
    • B. 2π/3
    • C. −π/3
    • D. 4π/3
    Réponse

    B. 2π/3 — Sinus positif et cosinus négatif : deuxième quadrant. Le point est le symétrique de l’image de π/3 par rapport à l’axe des ordonnées : π − π/3 = 2π/3.

  9. Les réels x de ]−π ; π] tels que cos(−x) = cos x et sin(−x) = sin x sont :

    • A. tous les réels de ]−π ; π]
    • B. les réels 0 et π seulement
    • C. aucun réel de cet intervalle
    • D. le seul réel π/2
    Réponse

    B. les réels 0 et π seulement — La première égalité est toujours vraie. La seconde s’écrit −sin x = sin x, soit sin x = 0 : les points I et I′, images de 0 et de π.

  10. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

    • A. Si cos x = 0, alors sin x vaut 1 ou −1
    • B. Si sin x = 1, alors cos x = 0
    • C. Si cos x = 0, alors sin x = 0
    • D. Si sin x = 0, alors cos x vaut 1 ou −1
    Réponse

    C. Si cos x = 0, alors sin x = 0 — cos x = 0 signifie que l’image est J ou J′, d’ordonnée 1 ou −1 : le sinus ne peut pas être nul en même temps, car cos²x + sin²x = 1.

  11. Une calculatrice affiche cos(1) ≈ 0,9998. On peut en déduire qu’elle :

    • A. est réglée en degrés
    • B. est réglée en radians
    • C. donne cos(1) en radians
    • D. arrondit 1 rad à 0 rad
    Réponse

    A. est réglée en degrés — En radians, cos 1 ≈ 0,54, car 1 rad ≈ 57°. La valeur 0,9998 est celle du cosinus de 1° : la calculatrice est en mode degrés.

  12. Pour tout réel x, sin(x − π/2) est égal à :

    • A. cos x
    • B. −cos x
    • C. sin x
    • D. −sin x
    Réponse

    B. −cos x — sin(x − π/2) = sin(−(π/2 − x)) = −sin(π/2 − x) = −cos x. Test : pour x = 0, sin(−π/2) = −1 = −cos 0.

Bloqué sur ce chapitre ?

Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.

Prof de maths à Marseille · Cours particuliers au lycée · Aide aux devoirs