Nombre de solutions d'une équation trigonométrique
Cet exercice nécessite d'avoir étudié les chapitres « Continuité » et «Fonctions trigonométriques»
On considère l'équation :
Montrer que les éventuelles solutions de cette équation appartiennent à l'intervalle .
Étudier le sens de variation de la fonction définie sur par :
En déduire que l'équation admet une unique solution sur .
A l'aide de la calculatrice, donner un encadrement, à près, de cette solution.
Corrigé
Soit un réel tel que .
Comme pour tout réel , on en déduit que .
Comme, par ailleurs, la fonction cosinus est positive ou nulle sur l'intervalle , elle est positive sur l'intervalle qui est inclus dans . Par conséquent donc est positif.
Finalement,
Sur l'intervalle (donc sur l'intervalle qui est inclus dans , donc .
est donc strictement décroissante sur l'intervalle
est une fonction continue sur comme différence de deux fonctions continues.
est strictement décroissante sur cet intervalle.
est compris entre et .
Donc, d'après le corolaire du théorème des valeurs intermédiaires, l'équation admet une unique solution sur .
D'après la question 1., cette solution est la seule solution sur .
A la calculatrice on vérifie que et
Donc
Courbe représentative de