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Etudier une fonction de la forme tAcos(ωt)t\mapsto A\cos \left(\omega t \right) - Exercice 3

5 min
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On a représenté ci-dessus la courbe d’une fonction sinusoïdale ff définie sur R\mathbb{R} par f(t)=Acos(ωt)f\left(t\right)=A\cos \left(\omega t \right)
Question 1

Déterminer à l'aide du graphique les valeurs de AA et de ω\omega .

Correction
L’amplitude d’une fonction sinusoïdale est sa valeur maximale .
Pour les fonctions de la forme f(t)=Acos(ωt)f\left(t\right)=A\cos \left(\omega t\right), on note AA l'amplitude qui correspond à la distance entre l'axe des abscisses et une crête.
Lorsque que la représentation graphique d'une fonction tAcos(ωt)t\mapsto A\cos \left(\omega t\right) est donnée, il nous suffit de lire l'image de 00 pour obtenir AA.
D'après le graphique ci-dessous, on lit facilement que f(0)=4f\left(0\right)=-4
Il en résulte donc que
A=4A=-4
La période d'une fonction est la plus petite distance TT telle que la fonction se répète.
Pour les fonctions de la forme f(t)=Acos(ωt+φ)f\left(t\right)=A\cos \left(\omega t+\varphi \right) ou f(t)=Acos(ωt+φ)f\left(t\right)=A\cos \left(\omega t+\varphi \right) , on note TT la période qui s'exprime algébriquement par la relation T=2πωT=\frac{2\pi}{\omega }
On utilise le quadrillage, on peut alors lire que :
T=5π2T=\frac{5\pi}{2}
La pulsation ω\omega est obtenue à l'aide de la relation ω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T }
Il en résulte donc que :
ω=2πT\omega=\frac{2\pi}{T }
ω=2π5π2\omega=\frac{2\pi}{\frac{5\pi}{2} }
ω=2π×25π\omega =2\pi \times \frac{2}{5\pi }
ω=4π5π\omega =\frac{4\pi }{5\pi }
Ainsi :
ω=45\omega =\frac{4 }{5 }

Question 2

En déduire l'expression de f(t)=Acos(ωt)f\left(t\right)=A\cos \left(\omega t \right)

Correction
D'après la question précédente, nous avons montré que A=4A=-4 et ω=45\omega=\frac{4 }{5 } .
Il en résulte donc que :
f(t)=4cos(45t)f\left(t\right)=-4\cos \left(\frac{4 }{5 }t \right)