mathématiques

cosinus

Fonction trigonométrique, complément du sinus, décrivant une oscillation périodique régulière.
6 formules

Description

La fonction cosinus, notée cos(θ), est une fonction trigonométrique fondamentale qui décrit une oscillation périodique et régulière. Elle est définie comme le rapport du côté adjacent à l'hypoténuse dans un triangle rectangle, mais sa véritable puissance réside dans son comportement ondulatoire : elle se répète tous les 360° (ou 2π radians) et oscille entre −1 et 1. Le cosinus est le complément du sinus, c'est-à-dire cos(θ) = sin(θ + 90°). On le retrouve dans toute la physique, du mouvement des pendules et des courants alternatifs aux figures d'interférence de la lumière.

Histoire

La fonction cosinus a été développée dans l'Inde ancienne, puis formalisée dans les mathématiques islamiques. La notation moderne « cos » a été introduite par Leonhard Euler au XVIIIe siècle, qui a également établi son lien avec les exponentielles complexes via la formule d'Euler.

Comment ça marche

Sur le cercle trigonométrique, le cosinus d'un angle θ est l'abscisse du point où le côté terminal de l'angle coupe le cercle. Lorsque θ augmente, cette coordonnée trace une onde régulière. En physique, les fonctions cosinus décrivent souvent la projection d'un mouvement circulaire sur une droite, comme la position horizontale d'un point sur une roue en rotation. Sa dérivée est le sinus négatif, ce qui la relie au mouvement harmonique : la dérivée seconde est proportionnelle à l'opposé de la fonction elle-même, signature des oscillateurs harmoniques simples.

En pratique

Le cosinus est utilisé dans le traitement du signal (par exemple, les transformées de Fourier), en génie électrique pour les circuits à courant alternatif, et en physique pour modéliser les phénomènes ondulatoires comme le son et la lumière.

Anecdote

Le cosinus d'un angle en radians est la partie réelle de l'exponentielle complexe e^{iθ}, une relation qui sous-tend la mécanique quantique et l'analyse du signal.

Concept graph →

Formules

$$1+z = rac{1}{ rac{ ext{v}}{c} ext{cos} heta ext{ sign} ext{ adjusted}}$$
Redshift due to relative motion between observer and source.
Ce qu'il y a dans la formule
zvariableredshift parameter — décalage vers le rouge
vvariablerelative velocity between source and observer — vitesse metre per second
θvariableangle between velocity vector and line of sight — angle radian
cconstantespeed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second
cosopérateurtrigonometric cosine function — cosinus
$$e \cos \omega = \frac{\pi \Delta t}{2P}$$
Eccentricity and argument of periastron from eclipse timing.
Ce qu'il y a dans la formule
evariableOrbital eccentricity — excentricité
ωvariableArgument of periastron — argument of periapsis radian
ΔtvariableTime offset in eclipse timing — time offset second
PvariableOrbital period — period second
cosopérateurComputes the cosine of an angle — cosinus
$$F(\theta_1, \theta_2, C_{QE}, \phi) = F_0 (1 - C_{QE} A(\theta_1) A(\theta_2) \cos(2\phi))$$
Correlation function depends on entanglement degree and scattering angles.
Ce qu'il y a dans la formule
FvariableCorrelation function — fonction de corrélation
F_0variableNormalization constant — fonction de corrélation
C_QEvariableDegree of quantum entanglement — entanglement degree
A(\theta_1)variableAngular modulation factor at angle theta_1 — modulation factor
A(\theta_2)variableAngular modulation factor at angle theta_2 — modulation factor
\theta_1variableScattering angle for first particle — angle radian
\theta_2variableScattering angle for second particle — angle radian
\phivariableAzimuthal angle — angle radian
\cosopérateurTrigonometric cosine function — cosinus
$$A(\theta) = \frac{\sin^{2}\theta (2-\cos\theta)}{2+(1-\cos\theta)^{3}}$$
Modulation factor for Compton scattering at 511 keV photons.
Ce qu'il y a dans la formule
A(\theta)variableModulation factor — modulation factor
\thetavariableScattering angle — angle radian
\sinopérateurTrigonometric sine function — sinus
\cosopérateurTrigonometric cosine function — cosinus
$$x\cos\phi + y\sin\phi = p$$
A line's equation using normal distance and angle.
Ce qu'il y a dans la formule
xvariablex-coordinate of a point on the line — x coordinate metre
yvariabley-coordinate of a point on the line — y coordinate metre
\phivariableangle of the normal to the line with respect to the x-axis — angle radian
pvariableperpendicular distance from the origin to the line — distance metre
\cosopérateurcomputes the cosine of an angle — cosinus
\sinopérateurcomputes the sine of an angle — sinus
$$B(k_1,k_2,k_3) \propto (k_1/k_2)^\Delta \cos(\omega \ln(k_1/k_2))$$
Bispectrum shows oscillations from additional fields.
Ce qu'il y a dans la formule
Bvariablebispectrum — bispectrum cubic metre
k_1variablefirst wavenumber — nombre d'onde reciprocal metre
k_2variablesecond wavenumber — nombre d'onde reciprocal metre
k_3variablethird wavenumber — nombre d'onde reciprocal metre
\Deltavariablespectral tilt — sans dimension
\omegavariableoscillation frequency in log space — sans dimension
\proptoopérateurindicates the left side equals the right side times a constant factor — proportionnalité
\lnopérateurlogarithm to base e — logarithme naturel
\cosopérateurtrigonometric cosine — cosinus

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