1:
a:
Les fonctions x(t) et y(t) sont bien définies sur l'intervalle I.
De plus, on remarque que [x(t) = x(-t)] et [y(t) = -y(-t)].
La fonction x(t) est donc paire et la fonction y(t) est impaire.
Le point M(-t) se déduit de M(t) par la symétrie orthogonale par rapport à l'axe des abscisses.
La courbe (G) est donc symétrique par rapport à l'axe des abscisses.
b:
x(t) est croissante sur l'intervalle J . On peut le constater en calculant sa dérivée
ou plus simplement en remarquant que (cos(t)) est décroissante sur J et que (2/x) est
décroissante sur ]0 ; +
oo
[ et que (x(t)) est la composée de ces fonctions.
y(t) est croissante sur J. On peut le constater en remarquant que y'(t) = 3(1+tan²(t)).
2:
a:
Pour t quelconque dans I, on a:
Or ,
, car cos²(t) + sin²(t) = 1.
D'où :
(G) est bien contenue dans l'hyperbole (H).
b:
Comme
, on en déduit que (H) admet pour asymptotes les droites D et D'
d'équation respectives (y = (3/2)x) et ( y = -(3/2)x).
c:
Courbe (G) avec les droite D et D '
3:
a:
La tangente T(to) à (G) au point M(to) est la droite passant par M(to) et de vecteur directeur
U de coordonnées (x'(to) ; y'(to)).
Comme x'(t) =
et y'(t) = 3(1+tan²(t)), on en déduit qu'une équation de la tangente T(to) est:
(x-x(to)).y'(to) - (y-y(o)).x'(to) = 0
Expression qui se simplifie sans difficultés en : 3x - 2sin(to)y - 6cos(to) = 0
b:
A(to) est le point d'intersection de D et T(to). Donc ses coordonnées vérifient le système:
{ 3x - 2sin(to)y - 6cos(to) = 0 ; y = (3/2) x}
Ce qui donne:
De même, B(to) est le point d'intersection de D' et T(to). Donc ses coordonnées vérifient le système:
{ 3x - 2sin(to)y - 6cos(to) = 0 ; y = -(3/2) x}
Ce qui donne:
c:
On remarque que
= 2x(to)
et que
= 2y(to)
Ceci permet de conclure que M(to) est bien le milieu du segment [Ao , Bo].
L'animation ci-dessous montre le déplacement des point Ao et Bo sur les droites D et D'.
Le milieu du segment [Ao , Bo] se déplace bien sur (G).