Angles orientés et trigonométrie : corrigé des exercices de maths en 1ère en PDF

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Mis à jour le 22 novembre 2025

Les angles orientés et la trigonométrie constituent des notions fondamentales du programme de mathématiques en 1ère qui préparent les élèves aux concepts géométriques avancés. Cette série d’exercices corrigés permet aux collégiens de maîtriser la mesure des angles, comprendre leur orientation dans le plan et découvrir les premières approches de la trigonométrie. Grâce à ces corrections détaillées, les élèves développent leur raisonnement géométrique, apprennent à utiliser les outils de mesure et renforcent leurs compétences en calcul d’angles. Ces exercices progressifs accompagnent efficacement l’apprentissage de ces concepts essentiels pour la suite du parcours mathématique au collège.

Exercice 1 – donner plusieurs nombres réels ayant le même point-image.

Première partie :

1) Pour frac{2pi}{3} :

Les nombres réels ayant le même point-image sont : frac{2pi}{3}+2kpikinmathbb{Z}

Exemples : frac{2pi}{3}, frac{2pi}{3}+2pi=frac{8pi}{3}, frac{2pi}{3}-2pi=-frac{4pi}{3}

2) Pour frac{pi}{5} :

Les nombres réels ayant le même point-image sont : frac{pi}{5}+2kpikinmathbb{Z}

Exemples : frac{pi}{5}, frac{pi}{5}+2pi=frac{11pi}{5}, frac{pi}{5}-2pi=-frac{9pi}{5}

3) Pour -frac{27pi}{4} :

Les nombres réels ayant le même point-image sont : -frac{27pi}{4}+2kpikinmathbb{Z}

Exemples : -frac{27pi}{4}, -frac{27pi}{4}+8pi=-frac{5pi}{4}, -frac{27pi}{4}+6pi=-frac{3pi}{4}

4) Pour frac{3pi}{10} :

Les nombres réels ayant le même point-image sont : frac{3pi}{10}+2kpikinmathbb{Z}

Exemples : frac{3pi}{10}, frac{3pi}{10}+2pi=frac{23pi}{10}, frac{3pi}{10}-2pi=-frac{17pi}{10}

Deuxième partie :

1) Tous les nombres réels ayant le même point-image que frac{pi}{3} sont :

frac{pi}{3}+2kpikinmathbb{Z}

2) Tous les nombres réels ayant le même point-image que -frac{3pi}{5} sont :

-frac{3pi}{5}+2kpikinmathbb{Z}


Exercice 2 – convertir les mesures des angles orientés.

1) Conversion des angles en degrés :

Pour convertir un angle de radians en degrés, on utilise la formule : text{angle en degr'es} = text{angle en radians} times   frac{180}{pi}

frac{5pi}{6} = frac{5pi}{6} times   frac{180}{pi} = frac{5 times   180}{6} = frac{900}{6} = 150°

frac{3pi}{4} = frac{3pi}{4} times   frac{180}{pi} = frac{3 times   180}{4} = frac{540}{4} = 135°

frac{pi}{5} = frac{pi}{5} times   frac{180}{pi} = frac{180}{5} = 36°

frac{5pi}{8} = frac{5pi}{8} times   frac{180}{pi} = frac{5 times   180}{8} = frac{900}{8} = 112{,}5°

frac{2pi}{3} = frac{2pi}{3} times   frac{180}{pi} = frac{2 times   180}{3} = frac{360}{3} = 120°

2) Placement sur le cercle trigonométrique :

Sur le cercle trigonométrique, on place les points en partant de l’axe des abscisses positif et en tournant dans le sens trigonométrique (sens inverse des aiguilles d’une montre) :

frac{pi}{5} (36°) : dans le 1er quadrant

frac{5pi}{8} (112,5°) : dans le 2ème quadrant

frac{2pi}{3} (120°) : dans le 2ème quadrant

frac{3pi}{4} (135°) : dans le 2ème quadrant

frac{5pi}{6} (150°) : dans le 2ème quadrant


Exercice 3 – cercle trigonométrique et angles orientés.

1) Conversion en degrés :

Pour convertir de radians en degrés, on utilise la formule : text{angle en degrés} = text{angle en radians} times   frac{180°}{pi}

frac{pi}{3} = frac{pi}{3} times   frac{180°}{pi} = frac{180°}{3} = 60°

frac{3pi}{10} = frac{3pi}{10} times   frac{180°}{pi} = frac{3 times   180°}{10} = frac{540°}{10} = 54°

frac{2pi}{5} = frac{2pi}{5} times   frac{180°}{pi} = frac{2 times   180°}{5} = frac{360°}{5} = 72°

frac{7pi}{8} = frac{7pi}{8} times   frac{180°}{pi} = frac{7 times   180°}{8} = frac{1260°}{8} = 157{,}5°

frac{pi}{4} = frac{pi}{4} times   frac{180°}{pi} = frac{180°}{4} = 45°

2) Placement sur le cercle trigonométrique :

Sur le cercle trigonométrique orienté dans le sens trigonométrique (sens inverse des aiguilles d’une montre) :

frac{pi}{3} (60°) : dans le 1er quadrant

frac{3pi}{10} (54°) : dans le 1er quadrant

frac{2pi}{5} (72°) : dans le 1er quadrant

frac{7pi}{8} (157,5°) : dans le 2ème quadrant

frac{pi}{4} (45°) : dans le 1er quadrant


Exercice 4 – placer les point-image sur le cercle trigonométrique.

Pour placer les points-images sur le cercle trigonométrique, nous devons convertir chaque angle en mesure équivalente entre 0 et 2π.

1) Pour l’angle -frac{pi}{3} :

Angle négatif, on tourne dans le sens horaire de frac{pi}{3} radians (60°).

Position équivalente : 2pi-frac{pi}{3}=frac{5pi}{3}

2) Pour l’angle -frac{pi}{2} :

Angle négatif, on tourne dans le sens horaire de frac{pi}{2} radians (90°).

Position équivalente : 2pi-frac{pi}{2}=frac{3pi}{2}

3) Pour l’angle frac{11pi}{8} :

Cet angle est compris entre pi et frac{3pi}{2} (3ème quadrant).

frac{11pi}{8}=frac{11pi}{8} (déjà entre 0 et 2π)

4) Pour l’angle frac{5pi}{8} :

Cet angle est compris entre frac{pi}{2} et pi (2ème quadrant).

frac{5pi}{8}=frac{5pi}{8} (déjà entre 0 et 2π)

5) Pour l’angle frac{17pi}{6} :

Cet angle est supérieur à 2π, on retire un tour complet :

frac{17pi}{6}-2pi=frac{17pi}{6}-frac{12pi}{6}=frac{5pi}{6}

Positions finales sur le cercle :

-frac{pi}{3} → 4ème quadrant

-frac{pi}{2} → axe des ordonnées négatif

frac{11pi}{8} → 3ème quadrant

frac{5pi}{8} → 2ème quadrant

frac{17pi}{6} → 2ème quadrant (position frac{5pi}{6})


Exercice 5 – représenter l’arc de cercle sur le cercle trigonométrique.

1) Intervalle left[-frac{pi}{4};0right]

L’arc commence au point d’angle -frac{pi}{4} (quart de tour dans le sens des aiguilles d’une montre depuis l’axe des abscisses) et se termine au point d’angle 0 (sur l’axe des abscisses positif). L’arc est tracé en rouge dans le sens direct (sens contraire des aiguilles d’une montre).

2) Intervalle left[frac{pi}{2};frac{3pi}{4}right]

L’arc commence au point d’angle frac{pi}{2} (sur l’axe des ordonnées positif) et se termine au point d’angle frac{3pi}{4} (dans le deuxième quadrant). L’arc est tracé en rouge dans le sens direct.

3) Intervalle left[frac{pi}{2};frac{5pi}{4}right]cupleft[frac{7pi}{4};2piright]

Il s’agit de l’union de deux arcs :

– Premier arc : de frac{pi}{2} à frac{5pi}{4} (de l’axe des ordonnées positif au troisième quadrant)

– Deuxième arc : de frac{7pi}{4} à 2pi (du quatrième quadrant jusqu’à l’axe des abscisses positif)

4) Intervalle left[-frac{2pi}{3};-frac{pi}{6}right]cupleft[0;frac{pi}{2}right]

Il s’agit de l’union de deux arcs :

– Premier arc : de -frac{2pi}{3} à -frac{pi}{6} (du troisième quadrant au quatrième quadrant)

– Deuxième arc : de 0 à frac{pi}{2} (de l’axe des abscisses positif à l’axe des ordonnées positif)


Exercice 6 – donner la mesure des angles orientés.

Données :

Les points A, B, C, D et E sont respectivement point-images des nombres suivants :

frac{pi}{4},frac{2pi}{3},frac{5pi}{6},-frac{3pi}{4} et -frac{pi}{4}

Rappel : La mesure d’un angle orienté (vec{OU},vec{OV}) est la différence des arguments : arg(V) – arg(U)

1) (vec{OI},vec{OA})

arg(A) – arg(I) = frac{pi}{4}-0=frac{pi}{4}

2) (vec{OA},vec{OB})

arg(B) – arg(A) = frac{2pi}{3}-frac{pi}{4}=frac{8pi-3pi}{12}=frac{5pi}{12}

3) (vec{OC},vec{OA})

arg(A) – arg(C) = frac{pi}{4}-frac{5pi}{6}=frac{3pi-10pi}{12}=-frac{7pi}{12}

4) (vec{OD},vec{OB})

arg(B) – arg(D) = frac{2pi}{3}-(-frac{3pi}{4})=frac{2pi}{3}+frac{3pi}{4}=frac{8pi+9pi}{12}=frac{17pi}{12}

5) (vec{OC},vec{OE})

arg(E) – arg(C) = -frac{pi}{4}-frac{5pi}{6}=-frac{3pi+10pi}{12}=-frac{13pi}{12}

6) (vec{OE},vec{OD})

arg(D) – arg(E) = -frac{3pi}{4}-(-frac{pi}{4})=-frac{3pi}{4}+frac{pi}{4}=-frac{2pi}{4}=-frac{pi}{2}


Exercice 7 – angles orientés dans un carré.

Dans un carré ABCD de centre O, calculons les mesures des angles orientés :

1) (vec{OA},vec{OB})

De A vers B en tournant dans le sens direct : (vec{OA},vec{OB}) = frac{pi}{2}

2) (vec{OA},vec{OC})

De A vers C (diagonalement opposé) : (vec{OA},vec{OC}) = pi

3) (vec{OB},vec{OA})

De B vers A en tournant dans le sens direct : (vec{OB},vec{OA}) = frac{3pi}{2} ou -frac{pi}{2}

4) (vec{AO},vec{AD})

De AO vers AD : (vec{AO},vec{AD}) = frac{pi}{4}

5) (vec{CB},vec{CD})

De CB vers CD en tournant dans le sens direct : (vec{CB},vec{CD}) = frac{pi}{2}

6) (vec{CA},vec{CB})

De CA vers CB : (vec{CA},vec{CB}) = frac{pi}{4}


Exercice 8 – mesure principale d’un angle orienté

Rappel : La mesure principale d’un angle orienté est l’unique mesure appartenant à l’intervalle ]-pi;pi].

1) Pour -frac{7pi}{5} :

On calcule : -frac{7pi}{5}=-1{,}4pi

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-1{,}4pi<-pi" alt="-1{,}4pi, on ajoute 2pi :

-frac{7pi}{5}+2pi=-frac{7pi}{5}+frac{10pi}{5}=frac{3pi}{5}

2) Pour frac{18pi}{4}=frac{9pi}{2} :

On calcule : frac{9pi}{2}=4{,}5pi

On soustrait 4times  2pi=8pi :

frac{9pi}{2}-8pi=frac{9pi}{2}-frac{16pi}{2}=-frac{7pi}{2}

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-frac{7pi}{2}<-pi" alt="-frac{7pi}{2}, on ajoute 2pi :

-frac{7pi}{2}+2pi=-frac{7pi}{2}+frac{4pi}{2}=-frac{3pi}{2}

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-frac{3pi}{2}<-pi" alt="-frac{3pi}{2}, on ajoute encore 2pi :

-frac{3pi}{2}+2pi=frac{pi}{2}

3) Pour frac{4pi}{7} :

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?0<frac{4pi}{7}<pi" alt="0<frac{4pi}{7}, cette mesure appartient déjà à ]-pi;pi].

La mesure principale est frac{4pi}{7}.

4) Pour frac{7pi}{10} :

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?0<frac{7pi}{10}<pi" alt="0<frac{7pi}{10}, cette mesure appartient déjà à ]-pi;pi].

La mesure principale est frac{7pi}{10}.

Réponses :

1) frac{3pi}{5}

2) frac{pi}{2}

3) frac{4pi}{7}

4) frac{7pi}{10}


Exercice 9 – mesure principale d’un angle

Rappel : La mesure principale d’un angle orienté est l’unique mesure appartenant à l’intervalle ]-pi~;~pi].

1) Angle frac{21pi}{4}

On divise par 2pi pour trouver le nombre de tours :

frac{21pi}{4}=frac{21pi}{4}times  frac{1}{2pi}=frac{21}{8}=2{,}625

Donc frac{21pi}{4}=2times  2pi+frac{5pi}{4}

Or pi » alt= »frac{5pi}{4}>pi »>, donc frac{5pi}{4}-2pi=-frac{3pi}{4}

Mesure principale : -frac{3pi}{4}

2) Angle frac{37pi}{7}

frac{37pi}{7}div2pi=frac{37}{14}=2{,}64...

Donc frac{37pi}{7}=2times  2pi+frac{9pi}{7}

Or pi » alt= »frac{9pi}{7}>pi »>, donc frac{9pi}{7}-2pi=-frac{5pi}{7}

Mesure principale : -frac{5pi}{7}

3) Angle frac{2pi}{3}

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-pi<frac{2pi}{3}<pi" alt="-pi<frac{2pi}{3}, l’angle est déjà dans l’intervalle principal.

Mesure principale : frac{2pi}{3}

4) Angle frac{23pi}{10}

frac{23pi}{10}div2pi=frac{23}{20}=1{,}15

Donc frac{23pi}{10}=1times  2pi+frac{3pi}{10}

Comme <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-pi<frac{3pi}{10}<pi" alt="-pi<frac{3pi}{10}, on a la mesure principale.

Mesure principale : frac{3pi}{10}


Exercice 10 – vecteurs et mesure principale d’un angle orienté.

Nous savons que (vec{u},vec{v})=frac{pi}{6}.

1) Pour l’angle (-vec{u},-vec{v}) :

Nous utilisons la propriété : (-vec{u},-vec{v})=(vec{u},vec{v})

Donc (-vec{u},-vec{v})=frac{pi}{6}

2) Pour l’angle (vec{v},vec{u}) :

Nous utilisons la propriété : (vec{v},vec{u})=-(vec{u},vec{v})

Donc (vec{v},vec{u})=-frac{pi}{6}

3) Pour l’angle (-vec{v},-vec{u}) :

Nous utilisons la propriété : (-vec{v},-vec{u})=(vec{v},vec{u})

Donc (-vec{v},-vec{u})=-frac{pi}{6}

4) Pour l’angle (-vec{v},vec{u}) :

Nous utilisons la relation : (-vec{v},vec{u})=(-vec{v},-vec{u})+(-vec{u},vec{u})

Or (-vec{u},vec{u})=pi

Donc (-vec{v},vec{u})=-frac{pi}{6}+pi=frac{5pi}{6}

Réponses :

1) frac{pi}{6}

2) -frac{pi}{6}

3) -frac{pi}{6}

4) frac{5pi}{6}


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