feat(1G_math): début du cous sur les radians
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\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Radians - Cours}
\date{septembre 2025}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\maketitle
\section{Cercle trigonométrique}
\begin{definition}[Cercle trigonométrique]
\begin{minipage}{0.6\textwidth}
Un \textbf{cercle trigonométrique} est un cercle de centre $O$ et de rayon 1 dont le sens de parcours est orienté \textbf{positivement} dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
On appelle ce sens le sens \textbf{direct} ou \textbf{anti-horaire}.
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
\begin{tikzpicture}[scale=2]
\cercleTrigo
\draw[->, thick, red] (120:1.2) arc (120:150:1.2);
\node[red] at (-1,1) {\huge$+$};
\draw (0.5,0) node[below] {1};
\end{tikzpicture}
\end{minipage}
\end{definition}
\section{Angles en radians}
\begin{definition}[Angle en radians]
\begin{minipage}{0.6\textwidth}
Soit $A$ un point sur un cercle trigonométrique.
On appelle la mesure en \textbf{radian} de l'angle $\widehat{IOA}$ la longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $A$ orienté par le sens trigonométrique.
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
\begin{tikzpicture}[scale=2]
\cercleTrigo
\draw[->, thick] (120:1.2) arc (120:150:1.2);
\node[] at (-1,1) {$+$};
\draw (0.5,0) node[below] {1};
\draw[very thick, red] (0:1) arc (0:45:1);
\draw[->, very thick, red] (0:0.3) arc (0:45:0.3);
\draw[red] (0; 0) -- (45:1) node[above right] {\large$A$};
\end{tikzpicture}
\end{minipage}
\end{definition}
\paragraph{Exemples}: voir la correction de l'exercice 2 du plan de travail.
\begin{propriete}[Convertion degré - radian]
Les mesures d'angles en radians et en degré sont proportionnelles
\[
\mbox{mesure en radian} = \mbox{mesure en degré} \times \frac{\pi}{180}
\]
\end{propriete}
\end{document}

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@@ -0,0 +1,111 @@
\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\usepackage{qrcode}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Radians - Cours}
\date{septembre 2025}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\maketitle
\setcounter{section}{2}
\section{Mesure principale d'un angle}
\begin{propriete}[Enroulement de la droite des réels]
\begin{minipage}{0.6\textwidth}
Soit un cercle trigonométrique $\mathcal{C}$ de centre $O$ sur lequel on choisit un point $I$.
On trace une droite des réels tangente à $\mathcal{C}$ en $I$ et de repère $(I , K )$. On note aussi $L$ le point qui a pour abscisse 1 sur la droite $(I K )$.
\begin{itemize}
\item Si on enroule sur le cercle $\mathcal{C}$, la demi-droite $[I K )$ des réels positifs dans le sens direct et la demi-droite $[I L)$ des réels négatifs dans le sens indirect, à tout réel $x$ correspond un unique point $M$ du cercle $\mathcal{C}$ , appelé \textbf{image de x sur le cercle $\mathcal{C}$}.
\item Réciproquement, tout point $M$ du cercle $\mathcal{C}$ est limage dune infinité de points de la droite $(I J )$. Si $M$ est limage du réel $x$ alors $M$ est limage de tous les réels $x + k2\pi$ avec $k$ entier relatif et $x$ est une mesure de l'angle $\widehat{IOM}$ en radian.
\end{itemize}
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
\begin{tikzpicture}[scale=2]
\cercleTrigo
\draw[->, thick] (120:1.2) arc (120:150:1.2);
\node[] at (-1,1) {$+$};
\draw (0.5,0) node[below] {1};
% Droite des réels tangente au cercle en I
\draw[thick, blue] (1,-2.2) -- (1,2.2);
\draw (1,0.5) node[right] {1};
\draw[blue] (1,1) node{\bullet} node[right] {$K$};
\draw[blue] (1,-1)node{\bullet} node[right] {$L$};
% Illustration du dépliement
\draw[very thick, red] (0:1) arc (0:120:1);
%\draw[->, very thick, red] (0:0.3) arc (0:120:0.3);
\draw[red] (0; 0) -- (120:1) node[above left] {\large$M$};
\draw[dashed, blue] (120:1) to[bend left=30] (1,2.094) node {\bullet} node[right] {$x$};
\draw[very thick, red] (0:1) arc (0:-120:1);
%\draw[->, very thick, red] (0:0.3) arc (0:-60:0.3);
\draw[red] (0; 0) -- (-120:1) node[below left] {\large$M'$};
\draw[dashed, blue] (-120:1) to[bend right=30] (1,-2.094) node {\bullet} node[right] {$x'$};
\end{tikzpicture}
\end{minipage}
\end{propriete}
\paragraph{Visualisation de l'enroulement}
\hfill
\qrcode{https://www.geogebra.org/classic/vctetuhd}
\hfill
\qrcode{https://www.geogebra.org/classic/vhwjvst5}
\hfill
\begin{definition}[Mesure principale]
On appelle \textbf{mesure principale} de angle en radian $\widehat{IOM}$, le réel $x$ appartenant à $\intOF{-\pi}{\pi}$ dont l'image est $M$.
\end{definition}
\paragraph{Exemple:} Mesure principale des angles
\begin{minipage}{0.6\textwidth}
\begin{itemize}
\item $\dfrac{7\pi}{6}$ :
\vspace{1cm}
\item $-\dfrac{5\pi}{3}$ :
\vspace{1cm}
\item $\dfrac{11\pi}{4}$ :
\vspace{1cm}
\end{itemize}
\afaire{}
\end{minipage}
\begin{minipage}{0.4\textwidth}
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[scale=3]
\cercleTrigo
\draw (0,0) -- (30:1) node[above right] {$A$};
\draw[dashed] (0,0) -- (45:1) node[above right] {$B$};
\draw (0,0) -- (60:1) node[above right] {$C$};
\draw (0,0) -- (120:1) node[above left] {$D$};
\draw[dashed] (0,0) -- (135:1) node[above left] {$E$};
\draw (0,0) -- (150:1) node[above left] {$F$};
\draw[dashed] (0,0) -- (180:1) node[below left] {$G$};
\draw (0,0) -- (-30:1) node[below right] {$F$};
\draw[dashed] (0,0) -- (-45:1) node[below right] {$G$};
\draw (0,0) -- (-60:1) node[below right] {$H$};
\draw (0,0) -- (-120:1) node[below left] {$K$};
\draw[dashed] (0,0) -- (-135:1) node[below left] {$L$};
\draw (0,0) -- (-150:1) node[below left] {$M$};
\end{tikzpicture}
\end{center}
\end{minipage}
\end{document}

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@@ -0,0 +1,17 @@
\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Radians - Cours}
\date{septembre 2025}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\maketitle
\setcounter{section}{3}
\section{Sinus et cosinus d'un angle}
\end{document}

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@@ -0,0 +1,224 @@
\begin{exercise}[subtitle={Longueur de l'arc}, step={1}, origin={Ma tête}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\searchMode}]
Dans tout l'exercice, les longueurs et les angles seront donnés sous forme exacte et non approchées.
\begin{enumerate}
\item Tracer un repère orthonormé ainsi que les points $O(0;0)$, $I(1;0)$ et $J(0;1)$.
\item Tracer un cercle $\mathcal{C}$ d'une unité de rayon centré sur $O$.
\item Quel est la longueur du cercle $\mathcal{C}$?
\item On place le point $A(-1;0)$. Quel est la mesure de l'angle $\widehat{IOA}$? Quelle est le longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $A$?
\item Quel est la mesure de l'angle $\widehat{IOJ}$? Quelle est le longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $J$?
\item Quel est la mesure de l'angle $\widehat{IOJ}$? Quelle est le longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $J$?
\item Placer le point $B$ sur le cercle $\mathcal{C}$ tel que $\widehat{IOB} = 45°$. Quelle est le longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $B$?
\item Placer le point $C$ sur le cercle $\mathcal{C}$ tel que $\widehat{IOC} = 60°$. Quelle est le longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $C$?
\item Placer le point $D$ sur le cercle $\mathcal{C}$ tel que $\widehat{IOD} = 30°$. Quelle est le longueur de l'arc de cercle entre $I$ et $D$?
\item Compléter le tableau suivant et déterminer un calcul qui permet de convertir un angle en degré en longueur d'arc.
\begin{center}
\begin{tabular}[c]{|l|*{5}{c|}}
\hline
Angle & $\widehat{IOA}$ & $\widehat{IOB}$ & $\widehat{IOC}$ & $\widehat{IOD}$ & Tour entier\\
\hline
Mesure en degré & & & & & \\
\hline
Longueur de l'arc & & & & & \\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
\end{enumerate}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Placer les angles}, step={2}, origin={http://auriolg.free.fr/sab/1speechs.pdf}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\trainMode}]
\begin{minipage}{0.6\textwidth}
On considère le le cercle trigonométrique ci-contre.
Les segments en pointillé partagent le cercle en huit angles de 45 et les autres en douze angles de 30°.
Associer les angles suivants aux points placés sur le cercle trigonométrique.
\begin{multicols}{3}
\begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item $\dfrac{\pi}{6}$
\item $\dfrac{\pi}{3}$
\item $\dfrac{2\pi}{3}$
\item $\dfrac{5\pi}{4}$
\item $\dfrac{7\pi}{6}$
\item $\dfrac{4\pi}{3}$
\item $\dfrac{5\pi}{3}$
\item $\dfrac{11\pi}{6}$
\item $\dfrac{9\pi}{4}$
\item $\dfrac{7\pi}{2}$
\item $\dfrac{-\pi}{3}$
\item $\dfrac{-\pi}{4}$
\item $\dfrac{-6\pi}{3}$
\item $\dfrac{-13\pi}{4}$
\item $\dfrac{-20\pi}{2}$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{minipage}
\begin{minipage}{0.4\textwidth}
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[scale=3]
\cercleTrigo
\draw (0,0) -- (30:1) node[above right] {$A$};
\draw[dashed] (0,0) -- (45:1) node[above right] {$B$};
\draw (0,0) -- (60:1) node[above right] {$C$};
\draw (0,0) -- (120:1) node[above left] {$D$};
\draw[dashed] (0,0) -- (135:1) node[above left] {$E$};
\draw (0,0) -- (150:1) node[above left] {$F$};
\draw[dashed] (0,0) -- (180:1) node[below left] {$G$};
\draw (0,0) -- (-30:1) node[below right] {$F$};
\draw[dashed] (0,0) -- (-45:1) node[below right] {$G$};
\draw (0,0) -- (-60:1) node[below right] {$H$};
\draw (0,0) -- (-120:1) node[below left] {$K$};
\draw[dashed] (0,0) -- (-135:1) node[below left] {$L$};
\draw (0,0) -- (-150:1) node[below left] {$M$};
\end{tikzpicture}
\end{center}
\end{minipage}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Angles représentant le même point}, step={2}, origin={}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\trainMode}]
\begin{minipage}{0.6\textwidth}
On considère le le cercle trigonométrique ci-contre. On a partager le cercle trigonométrique en 24 segments.
\begin{enumerate}
\item Quel est la mesure de l'angle $\widehat{IOA}$?
\item Associer entre eux les nombres qui correspondent aux mêmes points sur le cercle.
\begin{multicols}{3}
\begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item $\dfrac{8\pi}{3}$
\item $-\dfrac{11\pi}{6}$
\item $\dfrac{\pi}{3}$
\item $\dfrac{13\pi}{4}$
\item $\dfrac{2\pi}{3}$
\item $-\dfrac{5\pi}{3}$
\item $\dfrac{\pi}{6}$
\item $\dfrac{5\pi}{4}$
\item $-\dfrac{4\pi}{3}$
\item $\dfrac{13\pi}{6}$
\item $\dfrac{7\pi}{3}$
\item $-\dfrac{3\pi}{4}$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\item Pour chaque "famille", trouver la mesure correspondante dans l'intervalle $\intOF{-\pi}{\pi}$.
\end{enumerate}
\end{minipage}
\begin{minipage}{0.4\textwidth}
\begin{center}
\begin{tikzpicture}[scale=3]
\cercleTrigo
% Diviser le cercle en 24 segments égaux
\foreach \angle in {0,15,...,345} {
\draw[thin, gray] (0,0) -- (\angle:1);
}
\draw (15:1) node[right] {$A$} ;
\end{tikzpicture}
\end{center}
\end{minipage}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Mesure principale}, step={2}, origin={}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\trainMode}]
Retrouver la mesure principale des angles suivants, vous les placerez ensuite sur un cercle trigonométrique.
\begin{multicols}{4}
\begin{enumerate}[label=\alph*)]
\item $\dfrac{7\pi}{4}$
\item $\dfrac{11\pi}{6}$
\item $\dfrac{9\pi}{4}$
\item $\dfrac{13\pi}{6}$
\item $\dfrac{17\pi}{4}$
\item $-\dfrac{7\pi}{4}$
\item $-\dfrac{5\pi}{3}$
\item $-\dfrac{11\pi}{6}$
\item $-\dfrac{9\pi}{4}$
\item $-\dfrac{13\pi}{3}$
\item $\dfrac{19\pi}{6}$
\item $-\dfrac{15\pi}{4}$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Vrai-Faux}, step={3}, origin={}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\trainMode}]
Dire si les propositions suivantes sont vraies ou fausses. Vous justifierez vos réponses par un croquis ou vous trouverez des contre-exemples.
\begin{multicols}{2}
\begin{enumerate}
\item Pour tout réel $x \in \intFF{\frac{-\pi}{2}}{\frac{\pi}{2}}$, $\cos{x} \geq 0$.
\item Pour tout réel $x \in \intFF{0}{\pi}$, $\sin{x} \geq 0$.
\item Pour tout réel $x \in \intFF{0}{\pi}$, $\cos{x} \geq 0$.
\item Pour tout réel $x$, $0 \leq \cos^2{x} \leq 1$.
\item (*) Pour tout réel $x$, $\sin{2x} = 2 \sin{x}$.
\item (*) Pour tout réel $\alpha$, $\cos(\alpha + x) = \sin(\alpha)$.
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Valeurs de $\sin$ et $\cos$ - premier quadrant}, step={3}, origin={}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\trainMode}]
En vous aidant du tableau des valeurs de $\sin$ et de $\cos$ ainsi que du cercle trigonométrique, déterminer les valeurs suivantes
\begin{multicols}{4}
\begin{enumerate}
\item $\cos\left(\dfrac{\pi}{6}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{\pi}{4}\right)$
\item $\cos\left(\dfrac{\pi}{2}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{13\pi}{6}\right)$
\item $\cos\left(\dfrac{17\pi}{4}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{\pi}{3}\right)$
\item $\cos\left(\dfrac{-5\pi}{3}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{-6\pi}{4}\right)$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Valeurs de $\sin$ et $\cos$}, step={3}, origin={}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\trainMode}]
En vous aidant du tableau des valeurs de $\sin$ et de $\cos$ ainsi que du cercle trigonométrique, déterminer les valeurs suivantes
\begin{multicols}{4}
\begin{enumerate}
\item $\cos\left(\dfrac{2\pi}{3}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{3\pi}{4}\right)$
\item $\cos\left(\pi\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{5\pi}{6}\right)$
\item $\cos\left(\dfrac{5\pi}{4}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{4\pi}{3}\right)$
\item $\cos\left(\dfrac{5\pi}{3}\right)$
\item $\sin\left(\dfrac{7\pi}{4}\right)$
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Valeurs de $\cos(\frac{\pi}{4})$ et $\sin(\frac{\pi}{4})$}, step={4}, origin={Classique}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\paperMode}]
Dans cet exercice, on cherche à démontrer que $\cos(\frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{2}}{2}$ et $\sin(\frac{\pi}{4}) = \frac{\sqrt{2}}{2}$.
\begin{enumerate}
\item Tracer un cercle trigonométrique dans le repère $(\vec{OI}; \vec{OJ})$. Placer le point $A$ sur le cercle tel que $\widehat{IOA} = \frac{\pi}{4}$.
\item Placer le point $B$ projeté orthogonal du point $A$ sur l'axe des abscisses et le point $C$ projeté orthogonal du point $A$ sur l'axe des ordonnées. Expliquer pourquoi a-t-on $\cos(\frac{\pi}{4}) = OB$ et $\sin(\frac{\pi}{4}) = OC = AB$.
\item Démontrer que le triangle $OAB$ est isocèle rectangle en $B$.
\item En déduire la longueur $OB$.
\item En déduire les valeurs de $\cos{\frac{\pi}{4}}$ et de $\sin{\frac{\pi}{4}}$
\end{enumerate}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={Valeurs de $\cos(\frac{\pi}{3})$ et $\sin(\frac{\pi}{3})$}, step={4}, origin={Classique}, topics={ Radians }, tags={ trigonométrie, géométrie }, mode={\paperMode}]
Dans cet exercice, on cherche à démontrer que $\cos(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2}$ et $\sin(\frac{\pi}{3}) = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
\begin{enumerate}
\item Tracer un cercle trigonométrique dans le repère $(\vec{OI}; \vec{OJ})$. Placer le point $A$ sur le cercle tel que $\widehat{IOA} = \frac{\pi}{4}$.
\item Placer le point $B$ projeté orthogonal du point $A$ sur l'axe des abscisses et le point $C$ projeté orthogonal du point $A$ sur l'axe des ordonnées. Expliquer pourquoi a-t-on $\cos(\frac{\pi}{3}) = OB$ et $\sin(\frac{\pi}{3}) = OC = AB$.
\item Démontrer que le triangle $OAI$ est équilatéral.
\item En déduire la longueur $OB$ puis la valeur de $\cos(\frac{\pi}{3})$.
\item En se plaçant dans le triangle $AOB$, calculer la longueur $AB$ puis en déduire la longueur $\sin(\frac{\pi}{3})$.
\end{enumerate}
\end{exercise}

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@@ -0,0 +1,54 @@
Radians
#######
:date: 2025-09-29
:modified: 2025-09-29
:authors: Benjamin Bertrand
:tags: trigonométrie, géométrie
:category: 1G_math
:summary: Découverte et manipulation des radians
Éléments du programme
=====================
Contenus
--------
- Cercle trigonométrique. Longueur darc. Radian.
- Enroulement de la droite sur le cercle trigonométrique. Image dun nombre réel.
- Cosinus et sinus dun nombre réel. Lien avec le sinus et le cosinus dans un triangle rectangle. Valeurs remarquables.
Capacités attendues
-------------------
- Placer un point sur le cercle trigonométrique.
- Lier la représentation graphique des fonctions cosinus et sinus et le cercle trigonométrique.
Commentaires
------------
Progression
===========
Étape 1: Découverte du cercle trigo et des radians
--------------------------------------------------
Calculs de longueurs d'arc à partir d'angles en degrés.
Visualisation de l'enroulement de la droite des réels sur le cercle trigonométrique.
Cours: Définition du cercle trigo, du sens et angles en radian
Étape 2: Placer des angles en radian et mesure principale d'en angle
--------------------------------------------------------------------
Placer des angles sur le cercle trigo.
Trouver la mesure principale d'un angle.
Cours: définition de la mesure principale d'un angle
Étape 3: Sinus et cosinus d'un angle
------------------------------------
Cours: définition du sinus et du cosinus d'un angle et valeurs à connaître

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@@ -0,0 +1,54 @@
\documentclass[a4paper,12pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Radians - Plan de travail}
\tribe{1G spé math}
\date{septembre 2025}
\pagestyle{empty}
\DeclareExerciseCollection{banque}
\xsimsetup{
}
\begin{document}
\maketitle
% Résumé
\bigskip
Savoir-faire de la séquence
\begin{itemize}
\item Placer un point sur le cercle trigonométrique.
\item Lier la représentation graphique des fonctions cosinus et sinus et le cercle trigonométrique.
\end{itemize}
\section{Découverte du cercle trigonométrique}
\listsectionexercises
\section{Manipulation des mesures d'angles}
\listsectionexercises
\section{Sinus et cosinus}
\listsectionexercises
\section{Démonstrations}
\listsectionexercises
%\pagebreak
\bigskip
\hline
\input{exercises.tex}
\printcollection{banque}
\end{document}

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@@ -0,0 +1,28 @@
\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\usetikzlibrary{shapes.geometric}
\author{Benjamin Bertrand}
\title{Radians - Solutions}
\tribe{1G_math}
\date{septembre 2025}
\DeclareExerciseCollection{banque}
\xsimsetup{
exercise/print=false,
solution/print=true,
}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\maketitle
\input{exercises.tex}
%\printcollection{banque}
%\printsolutions{exercises}
\end{document}