Dérivées des fonctions sinus et cosinus
- Fiche de cours
- Quiz
- Profs en ligne
- Videos
- Application mobile
Objectif(s)
Étudier la continuité et la
dérivabilité des fonctions sinus et
cosinus.
1. Quelques résultats utiles
L’aire d’un secteur circulaire de rayon R et
d’angle au centre α en radians est
égale à
.

sin(a + b) = sin(a)cos(b) + cos(a)sin(b)
cos(2a) = 1 – 2sin²(a)
cos(2a) = 1 – 2sin²(a)
• On considère la figure suivante à laquelle on se référera tout au long de cette fiche :
Pour 0 < x <

On obtient :


On constate aussi que le triangle OIM est inclu dans le secteur circulaire IOM inclus lui-même dans le triangle OIT.
Donc en utilisant les aires, on obtient :


En inversant, on obtient :

Soit : cos(x) ≤


De plus, cos(-x) = cos(x) et


Ainsi,

• Définition de la dérivabilité d'une fonction f en a.
Soit h un réel non nul, on pose : tf(h)
=
.
tf(h) est le taux de variation de f entre a et a + h.
f est dérivable en a s’il existe un nombre L vérifiant :
.
On note L = f ’(a).

tf(h) est le taux de variation de f entre a et a + h.
f est dérivable en a s’il existe un nombre L vérifiant :

2. Continuité des fonctions sinus et cosinus
a. Théorème 1
Les fonctions cosinus et sinus sont continues en 0.
Preuve
• Fonction sinus
Pour 0 < x <

Donc pour

Soit : x ≤ sin(x) < 0.
Or d’après le théorème
d’encadrement :
et
.


Or sin(0) = O, donc :

La fonction sinus est continue en 0.
• On fait de même pour la fonction cosinus.
cos(x) = cos(




Or cos(0) = 1, donc :

La fonction cosinus est continue sur 0.
b. Théorème 2
Les fonctions sinus et cosinus sont continues sur
.

3. Dérivabilité des fonctions sinus et
cosinus
a. Dérivabilité en 0
• Fonction sinus
Pour x non-nul, le taux de variation de la fonction sinus entre x et 0 est : tsin(x) =
.
On a vu au 1) que l’on a : cos(x) ≤
≤ 1 pour
et que
.
Donc d’après le théorème d’encadrement, on en déduit que :
.
Ainsi :
et
donc sin ’ (0) = 1.
• Fonction cosinus
Pour x non-nul, le taux de variation de la fonction cosinus entre x et 0 est :
.
On a vu au 2) que l'on a :
.
Donc :
.
donc :
et
.
Ainsi,
et cos(0) ' = 0.
Pour x non-nul, le taux de variation de la fonction sinus entre x et 0 est : tsin(x) =

On a vu au 1) que l’on a : cos(x) ≤



Donc d’après le théorème d’encadrement, on en déduit que :

Ainsi :

La fonction sinus est dérivable en 0 et sin' (0)
= 1.
Et :
.
Et :

• Fonction cosinus
Pour x non-nul, le taux de variation de la fonction cosinus entre x et 0 est :

On a vu au 2) que l'on a :

Donc :




Ainsi,

La fonction cosinus est dérivable en 0 et cos'
(0) = 0.
Et :
.
Et :

b. Dérivabilité sur R
• Fonction sinus
Soit (a ; h) un couple de réels tel que
.
Le taux de variation de la fonction sinus entre a et a+h est donné par :
.
Donc :
.
Et :
.
• On procède de la même façon avec la fonction cosinus et
.
Soit (a ; h) un couple de réels tel que

Le taux de variation de la fonction sinus entre a et a+h est donné par :

On utilise la formule :
.

Donc :

Et :

• On procède de la même façon avec la fonction cosinus et

Les fonctions sinus et cosinus sont dérivables
sur
et pour tout réel x, on a :
.
Remarque :
.


Remarque :

Vous avez obtenu75%de bonnes réponses !