1. Le triangle rectangle et ses côtés
Dans un triangle rectangle, on distingue trois côtés selon leur position par rapport à un angle aigu choisi :
- L'hypoténuse : le côté opposé à l'angle droit, toujours le plus long des trois côtés.
- Le côté adjacent : le côté qui forme l'angle aigu considéré (autre que l'hypoténuse).
- Le côté opposé : le côté qui ne touche pas l'angle aigu considéré.
Attention : le côté adjacent et le côté opposé changent selon l'angle que l'on choisit !
2. Les rapports trigonométriques
Pour un angle aigu d'un triangle rectangle, on définit trois rapports trigonométriques. Ces rapports sont constants pour un angle donné, quel que soit la taille du triangle rectangle.
Le cosinus de l'angle est le rapport :
Le sinus de l'angle est le rapport :
La tangente de l'angle est le rapport :
3. Valeurs remarquables
Certaines valeurs d'angles reviennent fréquemment et doivent être connues :
- Pour : , ,
- Pour : , ,
- Pour : , ,
4. Calculer une longueur inconnue
Lorsqu'on connaît un angle aigu et une longueur dans un triangle rectangle, on peut calculer une longueur inconnue grâce aux formules trigonométriques.
Par exemple, si on connaît et l'hypoténuse , on peut trouver le côté adjacent :
Ou encore le côté opposé :
Si on connaît et le côté adjacent , on peut trouver le côté opposé :
5. Calculer un angle inconnu
Lorsqu'on connaît deux côtés d'un triangle rectangle, on peut retrouver un angle aigu en utilisant les fonctions trigonométriques inverses disponibles sur la calculatrice : (ou arccos), (ou arcsin), (ou arctan).
Par exemple, si , alors :
On utilise la touche cos⁻¹, sin⁻¹ ou tan⁻¹ de la calculatrice (souvent accessible via la touche 2nde).
6. Relation entre sinus et cosinus d'angles complémentaires
Deux angles sont complémentaires lorsque leur somme est égale à . Dans un triangle rectangle, les deux angles aigus sont toujours complémentaires.
On a alors la relation :
Par exemple : .
7. Identité trigonométrique fondamentale
Pour tout angle aigu , on dispose de la relation suivante (directement issue du théorème de Pythagore) :
Cette relation permet, par exemple, de calculer si on connaît , ou inversement.
8. Lien avec le théorème de Pythagore
La trigonométrie et le théorème de Pythagore sont complémentaires dans le triangle rectangle :
- Le théorème de Pythagore relie les longueurs des trois côtés : (avec l'hypoténuse).
- La trigonométrie relie les longueurs des côtés aux angles.
Selon ce que l'on connaît (angles ou longueurs), on choisit l'outil adapté.