Corrigé Epreuve 2003 : Courbe paramétrée

(C) est le cercle trigonométrique.

A tout point m\in(C), on associe M symétrique du point A d'affixe
1 par rapport à la tangente en m au cercle (C).

 

1) montrons que l'axe des abcsisses est un axe de symétrie de
(\Gamma)

 

Soit S la reflexion d'axe l'axe des abscisses

et posons S(M)=M\prime

\bigskipappelons (T) la tangente en m au cercle (C)

 

soit S(T)=(T\prime),S(m)=m\prime

 

on a T\prime est tangente à (C) en m\prime

S(A)=A

(T) étant la médiatrice de [AM], alors (T\prime) est la
médiatrice de [AM\prime]

 

d'où S_{T\prime}(A)=M\prime

 

donc M\primeest le symétrique du point A par rapport à
(T\prime) qui est la tangente en m\prime à (C).

d'où M\prime\in(\Gamma)

 

2)

On a m(cost,sint), A(1,0) et M(x,y)

 

\overrightarrow{Om} colinéaire à \overrightarrow{AM} donc
det(\overrightarrow{Om} , \overrightarrow{AM} ) = 0

 

\left\vert
\begin{array}
[c]{ll}
\cos t & x-1\\
\sin t & y
\end{array}
\right\vert =0

 

donc (x-1)\sin t-y\cos t=0

ainsi on obtient x\sin t-y\cos t=\sin
t\qquad(1)

I milieu de \left[ AM\right] est sur (T)

 

I\left(\frac{x+1}{2},\frac{y}{2}\right) \qquad

 

donc I\in(T)\Longleftrightarrow\frac{~\frac{y}{2}-~\sin t}{~\frac{~x+1}
{2}-\cos t}=\frac{~-\cos t}{~\sin t}

 

ce qui donne x\cos t+y\sin t=2-\cos t\qquad(2)

 

On a le système


\left\{
\begin{array}{llll}
x\cos t+y\sin t=2-\cos t\\
x\sin t-y\cos t=\sin t
\end{array}
\right

 

En résolvant le système on obtient:

\left\{\begin{array}{llll}
x=2\cos t-\cos2t\\
y=2\sin t-\sin2t
\end{array}
\right

 

3)

a) Variation de x et y sur [0,\pi]

 

x\prime=2sin2t-2sint

 

x\prime=2\sin t(2\cos t-1)

 

y\prime=2\cos t-2\cos2t

 

y\prime=-4\cos^{2}t+2\cos t+2

 

y\prime=-4(\cos t-1)(\cos t+\frac{~1}{~2})

 

b)

\overrightarrow{~v}\left(
\begin{array}
[c]{c}
x\prime\\
y\prime
\end{array}
\right) \overrightarrow{v}\left(
\begin{array}
[c]{c}
2sin2t-2sint\\
2cost-2cos2t
\end{array}
\right) \qquad\overrightarrow{~u}\left(
\begin{array}
[c]{c}
\cos\frac{~3}{~2}t\\
\sin\frac{~3}{~2}t
\end{array}
\right)

 

Evaluons det(\overrightarrow{~u}~,~\overrightarrow{~v})

det({tex}\overrightarrow{~u}~,~\overrightarrow{~v})=2\cos t\cos\frac{~3}

{~2}t-2\cos\frac{~3}{~2}t\cos2t+2\sin t\cos\frac{~3}{~2}t-2\sin2t\sin\frac
{~3}{~2}t{/tex}

det(\overrightarrow{~u}~,~\overrightarrow{~v})=2\cos\frac{~t}{~2}
-2\cos(2t-\frac{~3}{~2}t)

det(\overrightarrow{~u}~,~\overrightarrow{~v})=2\cos\frac{~t}{~2}-2\cos
\frac{~t}{~2}=0

donc \overrightarrow{~u}~et~\overrightarrow{~v} colinéaires

 

c) Pente de (AM)

\frac{y-0}{~x-1}~?

a(t)=\frac{~2\sin t-\sin2t}{~2\cos t-\cos2t-\cos2t-1}

a(t)=\frac{~2\sin t(1-\cos t)}{~-2\cos^{2}t+2\cos t}=\frac{~2\sin t(1-\cos
t)}{~2\cos t(1-\cos t}

a(t)=\tan t

\lim_{t\rightarrow 0} a(t)=0

a_{0}=0

La tangente en A est parallèle à Ox, c'est d'ailleurs l'axe Ox

 

d)

Ce sont les points où la direction de \overrightarrow{u} est un des axes
du repère

 

c'est à dire \frac{3t}{2}=k\frac{\pi}{2},k\in
\mathbb{Z}
.

 

t=k\frac{\pi}{3},k\in
\mathbb{Z}

 

Sur [0,\pi] on a donc k=0 ou k=1 ou k=2 ou k=3

pour k=0, on a le point A où la tangente est Ox

pour k=1, on obtient le point B(\frac{3}{2},\frac{\sqrt{3}}{2}) ou la
tangente est parallèle à Oy

pour k=2, on obtient le point C(\frac{-1}{2},\frac{3\sqrt{3}}{2}) ou la
tangente est parallèle à Ox

pour k=3, on obtient le point D(-3,0) ou la
tangente est parallèle à Oy


courbe de (\Gamma)

OIF
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