Brevet de maths 2027 · Espace et géométrie

Trigonométrie : cosinus, sinus et tangente (4e, 3e, brevet)

Dans un triangle rectangle, le cosinus, le sinus et la tangente d’un angle aigu relient cet angle aux longueurs des côtés. Ils servent à calculer une longueur quand on connaît un angle, ou un angle quand on connaît deux longueurs. Le cosinus s’apprend en 4e, le sinus et la tangente en 3e. Voici les formules, le moyen mnémotechnique SOH CAH TOA, la rédaction attendue, des exemples corrigés, une vraie question du DNB et des exercices vérifiés sur la page.

  • 4e
  • 3e
  • brevet

L’essentiel

à connaître par cœur
Dans un triangle rectangle, chaque angle aigu a trois rapports de longueurs. Dans le triangle ABCABC rectangle en AA, pour l’angle ABC^\widehat{ABC} : le côté adjacent est [AB][AB], le côté opposé est [AC][AC] et l’hypoténuse est [BC][BC].
cos⁡ABC^=\cos \widehat{ABC} ={}ABBCsin⁡ABC^= \dfrac{AB}{BC} \qquad \sin \widehat{ABC} ={}ACBCtan⁡ABC^= \dfrac{AC}{BC} \qquad \tan \widehat{ABC} ={}ACAB \dfrac{AC}{AB}
Pour s’en souvenir : SOH CAH TOA. Le Sinus est l’Opposé sur l’Hypoténuse, le Cosinus est l’Adjacent sur l’Hypoténuse, la Tangente est l’Opposé sur l’Adjacent.
Avec AB=4AB = 4 cm, AC=3AC = 3 cm et BC=5BC = 5 cm : cos⁡ABC^=\cos \widehat{ABC} ={}45= \dfrac{4}{5} ={}0,8 0{,}8, sin⁡ABC^=\sin \widehat{ABC} ={}35= \dfrac{3}{5} ={}0,6 0{,}6 et tan⁡ABC^=\tan \widehat{ABC} ={}34= \dfrac{3}{4} ={}0,75 0{,}75. Les trois touches de la calculatrice donnent le même angle : ABC^≈36,9∘\widehat{ABC} \approx 36{,}9^\circ.
Le côté adjacent et le côté opposé dépendent de l’angle choisi : pour l’angle ACB^\widehat{ACB}, c’est [AC][AC] qui est adjacent et [AB][AB] qui est opposé. L’hypoténuse, elle, est toujours en face de l’angle droit. Comme c’est le plus grand côté, le cosinus et le sinus d’un angle aigu sont compris entre 00 et 11 ; la tangente peut dépasser 11.
Pour calculer une longueur, on choisit le rapport qui relie l’angle connu, la longueur connue et la longueur cherchée. Pour calculer un angle, on calcule un rapport, puis on utilise la touche cos⁡−1\cos^{-1}, sin⁡−1\sin^{-1} ou tan⁡−1\tan^{-1} de la calculatrice, réglée en degrés.
ABCcôté adjacentcôté opposéhypoténuse

La méthode, pas à pas

dans l’ordre
  1. 1.Repère le triangle rectangle et l’angle

    Vérifie que le triangle est rectangle, puis repère l’angle aigu dont il est question. Nomme, par rapport à cet angle, l’hypoténuse, le côté opposé et le côté adjacent.
  2. 2.Choisis le rapport

    Regarde les deux côtés en jeu, celui que tu connais et celui que tu cherches : hypoténuse et côté adjacent, c’est le cosinus ; hypoténuse et côté opposé, le sinus ; côté opposé et côté adjacent, la tangente.
  3. 3.Écris l’égalité en lettres, puis remplace

    Écris par exemple cos⁡EDF^=\cos \widehat{EDF} ={}DEDF \dfrac{DE}{DF}, puis remplace l’angle et la longueur connue par leurs valeurs.
  4. 4.Calcule

    Pour une longueur, fais un produit en croix : on multiplie si la longueur cherchée est au numérateur, on divise si elle est au dénominateur. Pour un angle, utilise la touche cos⁡−1\cos^{-1}, sin⁡−1\sin^{-1} ou tan⁡−1\tan^{-1}.
  5. 5.Vérifie le mode et arrondis à la fin

    La calculatrice doit être en degrés : cos⁡60∘\cos 60^\circ doit afficher 0,50{,}5. Garde la valeur exacte jusqu’au bout et arrondis comme l’énoncé le demande.

La rédaction attendue

Pour une longueur : « Dans le triangle DEFDEF rectangle en EE, cos⁡EDF^=\cos \widehat{EDF} ={}DEDF \dfrac{DE}{DF}, donc cos⁡35∘=DE8\cos 35^\circ = \dfrac{DE}{8} et DE=DE ={}8×cos⁡35∘≈6,6 8 \times \cos 35^\circ \approx 6{,}6 cm. »
Pour un angle : « Dans le triangle KLMKLM rectangle en LL, tan⁡LKM^=\tan \widehat{LKM} ={}LMKL= \dfrac{LM}{KL} ={}512 \dfrac{5}{12}, donc LKM^=arctan⁡(512)≈23∘\widehat{LKM} = \arctan\left(\dfrac{5}{12}\right) \approx 23^\circ. »
Commence toujours par « Dans le triangle … rectangle en … » : c’est la condition qui autorise le calcul. En partie 2, la clarté des raisonnements et la maîtrise de la langue sont évaluées sur 22 points.

En partie 2, 2 points sur 20 récompensent la maîtrise de la langue : écris des phrases, cite la propriété, conclus.

Exemples corrigés

Cherche d’abord, puis compare avec la correction. Chaque nombre a été recalculé.
  1. 1.Une longueur avec le cosinus

    Le triangle DEFDEF est rectangle en EE, avec EDF^=\widehat{EDF} ={}35∘ 35^\circ et DF=8DF = 8 cm. Calcule DEDE, arrondi au millimètre.
  2. 2.Une hauteur avec la tangente

    Pour estimer la hauteur d’un arbre vertical sur un sol horizontal, Lina se place à 1515 m de son pied et vise son sommet : sa visée fait un angle de 40∘40^\circ avec l’horizontale. On néglige la taille de Lina. Quelle est la hauteur de l’arbre, au dixième de mètre ?
  3. 3.Un angle à partir de deux longueurs

    Le triangle KLMKLM est rectangle en LL, avec KL=12KL = 12 cm et LM=5LM = 5 cm. Calcule la mesure de l’angle LKM^\widehat{LKM}, arrondie au degré.

Au brevet, ça tombe comment ?

source : éduscol

Partie 1 — automatismes, sans calculatrice

Ce que dit la liste d’automatismes d’éduscol (octobre 2025)
  • « Reconnaître une situation d’application de la ligne trigonométrique cosinus, mettre en place l’automatisme sur l’égalité des rapports de longueur, développer un regard critique sur les conditions d’utilisation et les résultats obtenus. »
En partie 1, sans calculatrice, seul le cosinus est un automatisme : on te demande d’écrire le cosinus d’un angle comme un quotient de longueurs, ou de calculer une longueur à partir d’un cosinus simple comme 0,50{,}5 ou 0,80{,}8. Le sinus et la tangente ne sont pas dans la liste des automatismes : ils arrivent en partie 2.

Partie 2 — raisonnement et résolution de problèmes

En partie 2, avec calculatrice, on calcule un angle, souvent « arrondi au degré », ou une longueur à partir d’un angle : la pente d’un escalier ou d’une rampe, la hauteur d’un arbre, l’angle d’une toiture. Écris le rapport choisi en lettres, puis remplace, et précise l’arrondi. La trigonométrie suit souvent un calcul fait avec le théorème de Pythagore.

Dans les 30 sujets de 2022 à 2025 (série générale, sessions normales et de remplacement) : environ 12 sujets. Un décompte du site, approximatif.

Dans les sujets au format 2027 publiés par le ministère

Une vraie question du brevet, corrigée

Brevet 2023, Métropole, exercice 4 · questions 1 et 2

Sujet de l’ancien format : 100 points en cinq exercices, calculatrice autorisée sur tout le sujet. Les questions restent typiques du brevet 2027.

On veut fabriquer un escalier en bois de hauteur 272 cm.
La figure ci-dessous représente une vue de profil de cet escalier.
La hauteur d’une marche est de 17 cm.
La profondeur d’une marche pour poser le pied mesure 27 cm.
1. a. Montrer qu’il faut prévoir 16 marches pour construire cet escalier.
b. Montrer que la longueur AB est égale à 432 cm.
2. Pour permettre une montée agréable, l’angle BAC^\widehat{BAC} doit être compris entre 25° et 40°.
a. Calculer la mesure de l’angle BAC^\widehat{BAC}, arrondie au degré près.
b. L’escalier permet-il une montée agréable ?
ABC272 cm432 cm

Source : ministère de l’Éducation nationale – éduscol, DNB 2023, Métropole, exercice 4 (Licence Ouverte / etalab-2.0) · Le sujet original sur éduscol (PDF)

Teste-toi

vérifie tout de suite
Réponds, puis vérifie : la correction s’affiche aussitôt, avec l’explication.

Question 1. (0–0,5)

Le triangle TSR ci-dessous est rectangle en T. Parmi les quotients suivants, lequel est égal à cos⁡TSR^\cos \widehat{TSR} ?
TSR

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 2. (0–0,5)

Le triangle NMP ci-dessous est rectangle en N. Parmi les quotients suivants, lequel est égal à sin⁡NMP^\sin \widehat{NMP} ?
NMP

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 3. (0–0,5)

Le triangle WVU ci-dessous est rectangle en W. Parmi les quotients suivants, lequel est égal à tan⁡WVU^\tan \widehat{WVU} ?
WVU

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 4. (0–1)

Le triangle RST ci-dessous est rectangle en S. On sait que cos⁡SRT^=\cos \widehat{SRT} ={}0,8 0{,}8 et que RT = 16 cm. Calcule la longueur RS, en cm.
RST
cm

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Question 5. (0–1)

Le triangle DEF ci-dessous est rectangle en E. On sait que cos⁡EDF^=\cos \widehat{EDF} ={}0,6 0{,}6 et que DE = 15 cm. Calcule la longueur DF, en cm.
DEF
cm

Exercice du site, dans le format de la partie 1 — corrigé Kleksa.

Plus d’exercices sur ce chapitre : fais le sujet de référence n° 01 en entier, gratuit

Exercice type brevet

Un exercice de partie 2 écrit par nous, au format du brevet 2027 : cherche chaque question, puis compare avec notre corrigé et notre barème.

La rampe d’accès (5 pts)

Pour rendre l’entrée de la médiathèque accessible aux personnes en fauteuil roulant, la commune construit une rampe. Sur le schéma ci-dessous, qui n’est pas à l’échelle, le segment [AC] représente la rampe, le segment [AB] le sol horizontal et le segment [BC] la hauteur de la marche ; le triangle ABC est rectangle en B. On a AC=10AC = 10 m et BC=0,45BC = 0{,}45 m.
  1. Question 1(2 pts)

    Calcule la longueur AB. Arrondis au centimètre. Présente ta démarche avec un vocabulaire mathématique adapté et des phrases claires et précises.
    ABC10 m0,45 m
  2. Question 2(1 pt)

    Calcule la mesure de l’angle BAC^\widehat{BAC} que fait la rampe avec le sol. Arrondis au dixième de degré.
    ABC10 m0,45 m
  3. Question 3(2 pts)

    La pente d’une rampe est le quotient BCAB\frac{BC}{AB}, exprimé en pourcentage. Le cahier des charges impose une pente inférieure ou égale à 5 %. Cette rampe convient-elle ? Justifie. Présente ta démarche avec un vocabulaire mathématique adapté et des phrases claires et précises.
    ABC10 m0,45 m

Les erreurs fréquentes

à ne pas faire
  • Utiliser le cosinus, le sinus ou la tangente dans un triangle qui n’est pas rectangle : au collège, ces rapports ne sont définis que dans un triangle rectangle.
  • Confondre côté opposé et côté adjacent : ils dépendent de l’angle choisi. Le côté adjacent touche l’angle sans être l’hypoténuse ; le côté opposé est en face de l’angle.
  • Laisser la calculatrice en radians : vérifie qu’elle est en degrés. cos⁡60∘\cos 60^\circ doit donner 0,50{,}5 ; en radians, la calculatrice affiche environ −0,95-0{,}95.
  • Multiplier quand il faut diviser : si cos⁡50∘=6GI\cos 50^\circ = \dfrac{6}{GI}, alors GI=GI ={}6cos⁡50∘≈9,3 \dfrac{6}{\cos 50^\circ} \approx 9{,}3 cm, et non 6×cos⁡50∘6 \times \cos 50^\circ.
  • Arrondir trop tôt : garde la valeur exacte du rapport, comme 272432\dfrac{272}{432}, jusqu’à la touche tan⁡−1\tan^{-1}, et n’arrondis que l’angle final.

À savoir par cœur

  • SOH CAH TOA : sinus = côté opposé sur hypoténuse ; cosinus = côté adjacent sur hypoténuse ; tangente = côté opposé sur côté adjacent.
  • Dans ABCABC rectangle en AA : cos⁡ABC^=\cos \widehat{ABC} ={}ABBC \dfrac{AB}{BC}, sin⁡ABC^=\sin \widehat{ABC} ={}ACBC \dfrac{AC}{BC}, tan⁡ABC^=\tan \widehat{ABC} ={}ACAB \dfrac{AC}{AB}.
  • Le cosinus et le sinus d’un angle aigu sont compris entre 00 et 11.
  • Pour trouver un angle : touche cos⁡−1\cos^{-1}, sin⁡−1\sin^{-1} ou tan⁡−1\tan^{-1}, calculatrice en degrés ; le test : cos⁡60∘=0,5\cos 60^\circ = 0{,}5.

Questions fréquentes

  1. 1.Que veut dire SOH CAH TOA ?+
    Rép. :C’est un moyen mnémotechnique pour retenir les trois formules : SOH, Sinus égale Opposé sur Hypoténuse ; CAH, Cosinus égale Adjacent sur Hypoténuse ; TOA, Tangente égale Opposé sur Adjacent. Certains disent aussi CAH SOH TOA, dans un autre ordre : les formules sont les mêmes.
  2. 2.Quelles sont les formules du cosinus, du sinus et de la tangente ?+
    Rép. :Dans un triangle rectangle, pour un angle aigu : le cosinus est le côté adjacent divisé par l’hypoténuse, le sinus est le côté opposé divisé par l’hypoténuse, la tangente est le côté opposé divisé par le côté adjacent. Dans ABCABC rectangle en AA, tan⁡ABC^=\tan \widehat{ABC} ={}ACAB \dfrac{AC}{AB}.
  3. 3.Comment calculer un angle dans un triangle rectangle ?+
    Rép. :Choisis le rapport qui utilise les deux longueurs connues, calcule-le, puis utilise la touche cos⁡−1\cos^{-1}, sin⁡−1\sin^{-1} ou tan⁡−1\tan^{-1} de la calculatrice, réglée en degrés. Avec tan⁡LKM^=\tan \widehat{LKM} ={}512 \dfrac{5}{12}, la touche tan⁡−1\tan^{-1} donne environ 22,6∘22{,}6^\circ. Si l’on connaît déjà deux angles, la somme des angles d’un triangle suffit.
  4. 4.Comment calculer une longueur avec la trigonométrie ?+
    Rép. :Il faut un angle aigu et une longueur connus. Écris le rapport qui relie l’angle, la longueur connue et la longueur cherchée, puis fais un produit en croix : DE=DE ={}8×cos⁡35∘ 8 \times \cos 35^\circ si DEDE est au numérateur, GI=GI ={}6cos⁡50∘ \dfrac{6}{\cos 50^\circ} si GIGI est au dénominateur.
  5. 5.Que sont arccos et la touche cos⁻¹ ?+
    Rép. :C’est la même chose : la fonction qui, à un nombre strictement compris entre 00 et 11, associe l’angle aigu dont c’est le cosinus. Si cos⁡A^=\cos \widehat{A} ={}0,5 0{,}5, alors A^=\widehat{A} ={}arccos⁡(0,5)= \arccos(0{,}5) ={}60∘ 60^\circ. Les touches sin⁡−1\sin^{-1} et tan⁡−1\tan^{-1} font de même pour le sinus et la tangente.
  6. 6.La trigonométrie, c’est en 4e ou en 3e ?+
    Rép. :Les deux. D’après les repères annuels de progression du cycle 4, le cosinus est étudié en 4e, le sinus et la tangente en 3e. Au brevet, seul le cosinus fait partie des automatismes de la partie 1 ; le sinus et la tangente servent en partie 2.
  7. 7.Peut-on utiliser la calculatrice au brevet ?+
    Rép. :Pas en partie 1, qui dure 2020 minutes sans calculatrice : le cosinus y est demandé comme un quotient de longueurs, ou avec une valeur simple. En partie 2, la calculatrice est autorisée pour les touches cos⁡\cos, sin⁡\sin, tan⁡\tan et leurs inverses ; vérifie qu’elle est réglée en degrés.
  8. 8.Quel est le lien entre le sinus, le cosinus et la tangente ?+
    Rép. :La tangente d’un angle aigu est le quotient de son sinus par son cosinus : dans ABCABC rectangle en AA, ACBC÷ABBC=\dfrac{AC}{BC} \div \dfrac{AB}{BC} ={}ACAB \dfrac{AC}{AB}. C’est une remarque utile pour vérifier un calcul, mais le brevet ne la demande pas : on y utilise les définitions avec les côtés.

Dernier exercice.

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