Sinus Bijective
1. Énonçons le problème : Montrer que la fonction $\sin(x)$ est bijective.
2. Rappel : Une fonction est bijective si elle est à la fois injective (chaque valeur de l'ensemble d'arrivée correspond à au plus une valeur de l'ensemble de départ) et surjective (chaque valeur de l'ensemble d'arrivée est atteinte par au moins une valeur de l'ensemble de départ).
3. La fonction $\sin(x)$ définie sur $\mathbb{R}$ n'est pas bijective car elle est périodique et prend plusieurs fois les mêmes valeurs.
4. Cependant, si on restreint le domaine à $\left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]$, la fonction $\sin : \left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right] \to [-1,1]$ est strictement croissante.
5. Montrons l'injectivité sur ce domaine restreint :
- Soient $x_1, x_2 \in \left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]$ tels que $\sin(x_1) = \sin(x_2)$.
- Comme $\sin$ est strictement croissante sur cet intervalle, cela implique $x_1 = x_2$.
6. Montrons la surjectivité :
- Pour tout $y \in [-1,1]$, il existe $x = \arcsin(y) \in \left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]$ tel que $\sin(x) = y$.
7. Conclusion : La fonction $\sin$ restreinte à $\left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]$ est bijective de $\left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right]$ vers $[-1,1]$.
Réponse finale : $\sin : \left[-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right] \to [-1,1]$ est bijective.