Comprendre l'Inverse Tangente (Arctan) et son Utilité sur Excel
L'inverse tangente, notée arctan(x) ou tan⁻¹(x), est la fonction inverse de la tangente. Elle permet de déterminer l'angle (en radians) dont la tangente est égale à x. En d'autres termes, si tan(θ) = x, alors arctan(x) = θ. Sur Excel, cette fonction est particulièrement utile pour :
- Calculer des angles à partir de rapports trigonométriques : Dans de nombreux problèmes d'ingénierie ou de physique, vous connaissez le rapport des côtés d'un triangle rectangle et vous devez déterminer l'angle correspondant.
- Analyser des données financières : L'arctan peut être utilisé pour calculer des ratios financiers ou des angles de tendance.
- Créer des graphiques et des visualisations : L'arctan peut servir à positionner des éléments sur un graphique en fonction de leurs coordonnées.
Rappel des Fonctions Trigonométriques Essentielles
Avant de plonger dans l'inverse tangente, il est utile de rappeler les fonctions trigonométriques de base :
- SIN(angle) : Renvoie le sinus de l'angle (en radians).
- COS(angle) : Renvoie le cosinus de l'angle (en radians).
- TAN(angle) : Renvoie la tangente de l'angle (en radians).
Excel travaille par défaut avec des angles en radians. Pour convertir des degrés en radians, utilisez la fonction RADIANS(angle_en_degres). Pour convertir des radians en degrés, utilisez la fonction DEGREES(angle_en_radians).
Les Fonctions Excel pour Calculer l'Inverse Tangente
Excel propose deux fonctions principales pour calculer l'inverse tangente :
- ATAN(nombre) : Renvoie l'inverse tangente (arctangente) d'un nombre, en radians. Le nombre doit être compris entre -∞ et +∞.
- ATAN2(x_nombre, y_nombre) : Renvoie l'inverse tangente (arctangente) des coordonnées x et y spécifiées. Cette fonction est plus précise que ATAN car elle prend en compte le signe de x et y pour déterminer le quadrant de l'angle résultant.
Utilisation de la Fonction ATAN
La fonction ATAN(nombre) est la méthode la plus simple pour calculer l'inverse tangente. Elle prend un seul argument : le nombre dont vous souhaitez calculer l'arctangente. L'angle résultant est exprimé en radians.
Syntaxe : =ATAN(nombre)
Exemple :
Si vous avez la tangente d'un angle égale à 1, vous pouvez calculer l'angle en utilisant la formule suivante :
=ATAN(1)
Cette formule renverra la valeur 0,785398163 (en radians), ce qui correspond à π/4 radians ou 45 degrés.
Pour convertir le résultat en degrés, vous pouvez utiliser la fonction DEGREES :
=DEGREES(ATAN(1))
Cette formule renverra la valeur 45.
Utilisation de la Fonction ATAN2
La fonction ATAN2(x_nombre, y_nombre) est plus sophistiquée et recommandée lorsque vous connaissez les coordonnées x et y d'un point. Elle prend deux arguments :
x_nombre: La coordonnée x du point.y_nombre: La coordonnée y du point.
ATAN2 prend en compte le signe de x_nombre et y_nombre pour déterminer le quadrant correct de l'angle. Cela évite les ambiguïtés qui peuvent survenir avec la fonction ATAN.
Syntaxe : =ATAN2(x_nombre, y_nombre)
Exemple :
Supposons que vous ayez un point avec les coordonnées x = 1 et y = 1. Vous pouvez calculer l'angle par rapport à l'axe des x en utilisant la formule suivante :
=ATAN2(1, 1)
Cette formule renverra la valeur 0,785398163 (en radians), ce qui correspond à π/4 radians ou 45 degrés.
Si vous avez un point avec les coordonnées x = -1 et y = 1, la fonction ATAN2 renverra la valeur 2,35619449 (en radians), ce qui correspond à 3π/4 radians ou 135 degrés. La fonction ATAN seule ne pourrait pas déterminer correctement cet angle.
Important : L'ordre des arguments dans ATAN2 est (x, y) et non (y, x). Une erreur courante est d'inverser l'ordre des arguments.
Exemples Pratiques d'Utilisation de l'Inverse Tangente sur Excel
Exemple 1 : Calcul de l'Angle d'Inclinaison d'une Pente
Supposons que vous ayez une pente avec une hauteur de 5 mètres et une longueur de 10 mètres. Vous pouvez calculer l'angle d'inclinaison de la pente en utilisant la fonction ATAN.
- Dans une cellule Excel, entrez la hauteur de la pente (par exemple, dans la cellule A1, entrez 5).
- Dans une autre cellule Excel, entrez la longueur de la pente (par exemple, dans la cellule A2, entrez 10).
- Dans une troisième cellule, entrez la formule suivante :
=DEGREES(ATAN(A1/A2))
Cette formule calculera l'angle d'inclinaison de la pente en degrés. Le résultat sera d'environ 26,57 degrés.
Exemple 2 : Calcul de l'Angle d'un Vecteur dans un Plan
Supposons que vous ayez un vecteur dans un plan avec les coordonnées x = 3 et y = 4. Vous pouvez calculer l'angle de ce vecteur par rapport à l'axe des x en utilisant la fonction ATAN2.
- Dans une cellule Excel, entrez la coordonnée x du vecteur (par exemple, dans la cellule A1, entrez 3).
- Dans une autre cellule Excel, entrez la coordonnée y du vecteur (par exemple, dans la cellule A2, entrez 4).
- Dans une troisième cellule, entrez la formule suivante :
=DEGREES(ATAN2(A1, A2))
Cette formule calculera l'angle du vecteur en degrés. Le résultat sera d'environ 53,13 degrés.
Exemple 3 : Conversion de Coordonnées Cartésiennes en Coordonnées Polaires
Les coordonnées cartésiennes (x, y) peuvent être converties en coordonnées polaires (r, θ) en utilisant les formules suivantes :
- r = √(x² + y²)
- θ = arctan(y/x)
Sur Excel, vous pouvez implémenter ces formules comme suit :
- Dans une cellule Excel, entrez la coordonnée x (par exemple, dans la cellule A1, entrez 3).
- Dans une autre cellule Excel, entrez la coordonnée y (par exemple, dans la cellule A2, entrez 4).
- Pour calculer le rayon (r), entrez la formule suivante dans une troisième cellule :
=SQRT(A1^2 + A2^2)
- Pour calculer l'angle (θ) en degrés, entrez la formule suivante dans une quatrième cellule :
=DEGREES(ATAN2(A1, A2))
Bonnes Pratiques et Erreurs à Éviter
- Vérifiez les unités : Assurez-vous que les angles sont exprimés dans les unités appropriées (radians ou degrés) et utilisez les fonctions
RADIANSetDEGREESpour convertir si nécessaire. - Utilisez ATAN2 plutôt que ATAN : Dans la plupart des cas,
ATAN2est préférable car elle prend en compte le signe des coordonnées x et y, évitant ainsi les ambiguïtés. - Faites attention à l'ordre des arguments dans ATAN2 : L'ordre correct est
ATAN2(x_nombre, y_nombre). Inverser l'ordre des arguments est une erreur courante. - Gérez les erreurs de division par zéro : Si vous utilisez
ATAN(y/x)et que x est égal à zéro, vous obtiendrez une erreur de division par zéro. Utilisez une fonctionIFpour gérer ce cas. - Comprenez les quadrants : Familiarisez-vous avec les quadrants du cercle trigonométrique et comment
ATAN2les utilise pour déterminer l'angle correct.
Astuces Avancées pour l'Utilisation de l'Inverse Tangente sur Excel
Utilisation de l'Inverse Tangente dans des Formules Complexes
L'inverse tangente peut être combinée avec d'autres fonctions Excel pour créer des formules complexes. Par exemple, vous pouvez l'utiliser pour calculer la distance entre deux points dans un plan en utilisant les coordonnées polaires.
Création de Fonctions Personnalisées avec VBA
Si vous avez besoin d'effectuer des calculs d'inverse tangente complexes de manière répétée, vous pouvez créer une fonction personnalisée en utilisant VBA (Visual Basic for Applications). Cela vous permet de simplifier vos formules et de les rendre plus lisibles.
Utilisation de l'Inverse Tangente dans des Macros
Vous pouvez également utiliser l'inverse tangente dans des macros pour automatiser des tâches complexes. Par exemple, vous pouvez créer une macro qui calcule l'angle d'un vecteur à partir de ses coordonnées et l'affiche dans une cellule spécifique.
Conclusion
La fonction inverse tangente (Arctan) est un outil puissant sur Excel qui permet de calculer des angles à partir de tangentes. En comprenant les différentes fonctions (ATAN et ATAN2) et en suivant les bonnes pratiques, vous pouvez l'utiliser efficacement dans de nombreuses applications. N'hésitez pas à expérimenter avec les exemples fournis et à explorer les astuces avancées pour maîtriser pleinement l'inverse tangente sur Excel.