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Démonstration : cos(x)²+sin(x)²=1

Cet article présente 2 démonstrations de la relation cos(x)^2 + sin(x)^2 = 1. Une grâce au théorème de pythagore, et une autre avec les formules d'Euler.

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Avec le théorème de Pythagore :

Le théorème :

En géométrie euclidienne, le théorème de pythagore met en relation dans un triangle rectangle, les 2 plus petits cotés avec l’hypothénuse :

Triangle Rectangle

La célèbre relation est la suivante : a2+b2=c2a^2+b^2=c^2.

Démonstration :

En reprenant les formules vu en 3ème, on a : sin⁡α=ac\sin \alpha = \frac{a}{c} et cos⁡α=bc\cos \alpha = \frac{b}{c}

Cela nous donne donc : a=sin⁡α×ca = \sin \alpha \times c et b=cos⁡α×cb = \cos \alpha \times c

En utilisant le théorème de pythagore :

a2+b2=c2a^2+b^2=c^2

(sin⁡α×c)2+(cos⁡α×c)2=c(\sin \alpha \times c) ^2 + (\cos \alpha \times c) ^2= c

En prenant c=1c = 1, nous obtenons la relation :

sin⁡α2+cos⁡α2=1\sin \alpha ^2 + \cos \alpha ^2 = 1

Depuis les formules d’Euler

Les formules :

Soit sin⁡α=eiα−e−iα2i\sin \alpha = \frac{e^{i\alpha}-e^{-i\alpha}}{2i} et cos⁡α=eiα+e−iα2\cos \alpha = \frac{e^{i\alpha}+e^{-i\alpha}}{2}

Démonstration :

Reprenons l’équation :

  1. sinα2+cos⁡α2sin \alpha ^2 + \cos \alpha ^2
  2. =eiα−e−iα2i2+eiα+e−iα22= \frac{e^{i\alpha}-e^{-i\alpha}}{2i}^2 + \frac{e^{i\alpha}+e^{-i\alpha}}{2}^2
  3. =e2iα−2e2iα−2iα+e−2iα−4+e2iα+2e2iα−2iα+e−2iα4= \frac{e^{2i\alpha}-2e^{2i\alpha-2i\alpha}+e^{-2i\alpha}}{-4} + \frac{e^{2i\alpha}+2e^{2i\alpha-2i\alpha}+e^{-2i\alpha}}{4}
  4. =2+24=\frac{2+2}{4}
  5. =1=1