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Exercice corrigé : Encadrement du cosinus

Exercice 11 · Encadrement du cosinus

approfondissement●●●
Démontrer une inégalité par étude de fonctionUtiliser la paritéUtiliser l'inégalité sin x ≤ x

On veut démontrer que, pour tout réel $x$ : $$\cos x \geqslant 1 - \frac{x^2}{2}.$$ Soit $g$ la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par $g(x) = \cos x - 1 + \frac{x^2}{2}$.

  1. Montrer que $g$ est paire.
  2. Calculer $g'(x)$ et montrer, à l'aide d'un résultat du cours, que $g'(x) \geqslant 0$ pour tout $x \geqslant 0$.
  3. En déduire le signe de $g$ sur $[0\,;+\infty[$, puis sur $\mathbb{R}$. Conclure.
  4. Application : donner un minorant de $\cos(0{,}1)$.
  5. Montrer que pour tout réel $x \neq 0$, $\left|\dfrac{1 - \cos x}{x}\right| \leqslant \dfrac{|x|}{2}$, et retrouver la limite de $\dfrac{\cos x - 1}{x}$ en $0$.

Le cours associé

Fonctions sinus et cosinus

Notions à revoir

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