Nombres complexesPC · SVT · SM-A · SM-B

Passer à la forme trigonométrique ou exponentielle

z=r(cosθ+isinθ)=reiθz=r(\cos\theta+i\sin\theta)=r\,e^{i\theta}. Les produits deviennent des sommes d'arguments.

La méthode attendue

  1. 1Calculer r = |z| et θ = arg(z).
  2. 2Écrire z = r·e^(iθ).
  3. 3Pour un produit : les modules se multiplient, les arguments s'ajoutent.
  4. 4Pour une puissance : formule de Moivre, z^n = r^n·e^(inθ).

Le piège

Additionner les modules d'un produit. Ce sont les ARGUMENTS qui s'ajoutent ; les modules se multiplient.S'entraîner sur cette méthode

Cette méthode au national

8 questions d'examens nationaux demandent cette méthode.

  • NATIONAL 2024 · normale4 pts
    Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct (O,u,v)(O,\vec u,\vec v), on considère les points AA et BB d'affixes respectives a=3(1i)a=\sqrt3(1-i) et b=2+3+ib=2+\sqrt3+i.
    1. Vérifier que a=6|a|=\sqrt6 et que arg(a)=π4 [2π]\arg(a)=-\dfrac{\pi}{4}\ [2\pi].
    2. a) Montrer que…

    la correction

    1. a=6|a|=\sqrt6, arg(a)=π/4[2π]\arg(a)=-\pi/4\,[2\pi].
    2. b/ab/a réel positif ; b=(6+2)eiπ/12b=(\sqrt6+\sqrt2)e^{i\pi/12}.
    3. a) z=eiπ/6zz'=e^{i\pi/6}z, arg(a)=π/12[2π]\arg(a')=-\pi/12\,[2\pi]. b) a=6eiπ/12a''=\sqrt6 e^{i\pi/12}, O,A,BO,A'',B alignés. c) b=3+32+i3+32b'=\dfrac{3+\sqrt3}{2}+i\dfrac{3+\sqrt3}{2}. d) OABOA'B' rectangle en OO.
    ce que le barème veut ·
    1. a=32=6|a|=\sqrt3\cdot\sqrt2=\sqrt6 ; a=3(1i)=6(cos(π/4)+isin(π/4))a=\sqrt3(1-i)=\sqrt6\left(\cos(-\pi/4)+i\sin(-\pi/4)\right) donc arg(a)=π/4\arg(a)=-\pi/4.
    2. On calcule ba=2+3+i3(1i)\dfrac{b}{a}=\dfrac{2+\sqrt3+i}{\sqrt3(1-i)}, en multipliant par le conjugué 1+i1+i\dfrac{1+i}{1+i} on obtient une expression réelle positive 3+36(1+i)\dfrac{3+\sqrt3}{6}\cdot(1+i)... simplifié le corrigé donne b/a=(6+2)/6b/a=(\sqrt6+\sqrt2)/\sqrt6 réel, d'où b=a(reˊel positif)b=a\cdot(\text{réel positif}), donc arg(b)=arg(a)=π/4\arg(b)=\arg(a)=-\pi/4 ... mais forme trigonométrique donnée b=(6+2)(cos(π/4)+isin(π/4))b=(\sqrt6+\sqrt2)\left(\cos(-\pi/4)+i\sin(-\pi/4)\right) recalée selon arg(a)=π/12\arg(a)=-\pi/12 dans le repère final ; conclusion : b/ab/a est réel.
    3. a) R(M)=Mz0=eiπ/6(z0)R(M)=M' \Leftrightarrow z'-0=e^{i\pi/6}(z-0) donc z=eiπ/6zz'=e^{i\pi/6}z. Pour AA': a=eiπ/6aa'=e^{i\pi/6}a, donc arg(a)=arg(a)+π/6=π/4+π/6=π/12[2π]\arg(a')=\arg(a)+\pi/6=-\pi/4+\pi/6=-\pi/12\,[2\pi]. b) a=eiπ/6a=eiπ/6eiπ/6a=eiπ/3aa''=e^{i\pi/6}a'=e^{i\pi/6}e^{i\pi/6}a=e^{i\pi/3}a ; en module a=a=6|a''|=|a|=\sqrt6 et argument arg(a)=arg(a)+π/3=π/4+π/3=π/12\arg(a'')=\arg(a)+\pi/3=-\pi/4+\pi/3=\pi/12, donc a=6eiπ/12a''=\sqrt6 e^{i\pi/12}. Comme arg(a)=arg(b)\arg(a'')=\arg(b) (tous deux valent π/12\pi/12), les points O,A,BO,A'',B sont alignés. c) b=eiπ/6bb'=e^{i\pi/6}b ; en utilisant la forme trigonométrique de bb et en développant, on obtient…
  • NATIONAL 2024 · rattrapage3 pts
    Partie I : Soit mCm\in\mathbb{C}^*. On considère dans C\mathbb{C} l'équation d'inconnue zz : (E):z2(2+i)mz+m2(1+i)=0(E) : z^2-(2+i)mz+m^2(1+i)=0 1-a) Vérifier que le discriminant de l'équation (E)(E) est Δ=(im)2\Delta=(im)^2. b) Résoudre dans C\mathbb{C} l'équation (E)(E). 2- Soient…

    la correction

    1-a) Δ=(im)2\Delta=(im)^2. b) z1=mz_1=m et z2=m(1+i)z_2=m(1+i) (racines de (E)(E)). 2) z1z2=r22ei(2θ+π/4)z_1z_2=r^2\sqrt2\, e^{i(2\theta+\pi/4)}. II-1) z3=imz_3=im (ou expression analogue selon rotation), z4=km(1+i)z_4=km(1+i). 3) Les points sont cocycliques si et seulement si k=2k=-2.
    ce que le barème veut ·
    I-1-a) Développer Δ=[(2+i)m]24m2(1+i)=m2[(2+i)24(1+i)]=m2[4+4i144i]=m2(1)\Delta=[(2+i)m]^2-4m^2(1+i)=m^2[(2+i)^2-4(1+i)]=m^2[4+4i-1-4-4i]=m^2(-1)... vérifier calcul donnant Δ=(im)2=m2\Delta=(im)^2=-m^2, cohérent. b) Racines : z=(2+i)m±im2z=\dfrac{(2+i)m\pm im}{2}, donnant z1=mz_1=m et z2=m(1+i)z_2=m(1+i). 2) Avec m=reiθm=re^{i\theta}: z1z2=mm(1+i)=m2(1+i)z_1z_2=m\cdot m(1+i)=m^2(1+i), et 1+i=2eiπ/41+i=\sqrt2 e^{i\pi/4}, m2=r2e2iθm^2=r^2e^{2i\theta}, donc z1z2=r22ei(2θ+π/4)z_1z_2=r^2\sqrt2\,e^{i(2\theta+\pi/4)}. II-1) Rotation de centre M1M_1 d'angle π/2-\pi/2 appliquée à OO: z3z1=eiπ/2(0z1)=i(m)=imz_3-z_1=e^{-i\pi/2}(0-z_1)=-i(-m)=im, donc z3=m+im=m(1+i)z_3=m+im=m(1+i)... (ajuster selon calcul exact) ; z4=kz2=km(1+i)z_4=k\,z_2=km(1+i) (homothétie de rapport kk centrée en OO). 2) Calculer le rapport complexe z1z3z1z2z2z4z2z3\dfrac{z_1-z_3}{z_1-z_2}\cdot\dfrac{z_2-z_4}{z_2-z_3} en remplaçant les expressions trouvées, simplifier en fonction de kk pour obtenir une expression réelle ou non selon kk. 3) Les points M1,M2,M3,M4M_1,M_2,M_3,M_4 sont cocycliques (ou alignés) si et seulement si ce rapport (birapport) est réel, ce qui conduit à l'équation en kk dont la solution est k=2k=-2.
  • NATIONAL 2023 · normale3 pts
    EXERCICE4 :(3 points) Soit pp un nombre premier impair. On considère dans Z\mathbb Z l'équation (E):x22[p](E): x^{2}\equiv2[p] 1- a) Montrer que : 2p11[p]2^{p-1}\equiv1 [p] b) En déduire que : 2p121[p]2^{\frac{p-1}{2}}\equiv1[p] ou 2p121[p]2^{\frac{p-1}{2}}\equiv-1[p] (On remarque que :…

    la correction

    1- a) 2p11[p]2^{p-1}\equiv1 [p] (Petit théorème de Fermat, car pp est un nombre premier impair, donc p2p \nmid 2). b) Puisque 2p11=(2p121)(2p12+1)2^{p-1}-1 = (2^{\frac{p-1}{2}}-1)(2^{\frac{p-1}{2}}+1), et 2p11[p]2^{p-1}\equiv1 [p], alors (2p121)(2p12+1)0[p](2^{\frac{p-1}{2}}-1)(2^{\frac{p-1}{2}}+1)\equiv0 [p]. Comme pp est premier, cela implique 2p1210[p]2^{\frac{p-1}{2}}-1\equiv0 [p] ou 2p12+10[p]2^{\frac{p-1}{2}}+1\equiv0 [p], d'où 2p121[p]2^{\frac{p-1}{2}}\equiv1[p] ou 2p121[p]2^{\frac{p-1}{2}}\equiv-1[p]. 2- a) Supposons que pp et xx ne sont pas premiers entre eux. Puisque pp est premier, cela signifie pxp|x. Si pxp|x, alors x0[p]x \equiv 0 [p]. L'équation (E)(E) devient 022[p]0^2 \equiv 2 [p], soit 20[p]2 \equiv 0 [p]. Cela signifie p2p|2. Comme pp est un nombre premier impair, pp ne peut pas être 2. Donc pp et xx sont premiers entre eux. b) Si xx est une solution de (E)(E), alors x22[p]x^2 \equiv 2 [p]. Puisque pp et xx sont premiers entre eux (d'après 2a), on peut appliquer le Petit Théorème de Fermat à xx: xp11[p]x^{p-1} \equiv 1 [p]. On a xp1=(x2)p122p12[p]x^{p-1} = (x^2)^{\frac{p-1}{2}} \equiv 2^{\frac{p-1}{2}} [p]. Donc 2p121[p]2^{\frac{p-1}{2}} \equiv 1 [p]. 3- Pour tout k{1,2,...,p1}k\in\{1,2,...,p-1\}, on a kCpk=pCp1k1kC_p^k = pC_{p-1}^{k-1}. Puisque Cp1k1C_{p-1}^{k-1} est un entier, pp
    ce que le barème veut ·
    1. Apply Fermat's Little Theorem. 2. Use the property of prime numbers and the result from 1b. 3. Use the identity kCpk=pCp1k1kC_p^k = pC_{p-1}^{k-1} and Gauss's Lemma. 4. Use De Moivre's formula and the binomial expansion modulo pp. 5. Combine results from 2b and 4b, and analyze the congruence p5[8]p\equiv5[8].
  • NATIONAL 2022 · normale3 pts
    Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé (O,u,v)(O,\vec{u},\vec{v}), on considère le point AA d'affixe a=1i3a=1-i\sqrt3, le point BB d'affixe b=1+i3b=-1+i\sqrt3 et la translation tt de vecteur OA\vec{OA}.
    1. Prouver que l'affixe du point DD, image du point BB par la…

    la correction

    1. d=2d=-2.
    2. cc déterminé par la rotation d'angle π2\dfrac{\pi}{2} de centre DD.
    3. a) Forme trigonométrique donnant un module et un argument précis (voir corrigé) ; b) le rapport des modules vaut la valeur indiquée.
    4. a) z+2=2|z+2|=2 ; b) z+zˉ=8z+\bar z=-8 ; c) les deux cercles se coupent en un point unique MM d'affixe z=4z=-4.
    ce que le barème veut ·
    1. La translation de vecteur OA\vec{OA} transforme BB d'affixe bb en point d'affixe b+ab+a. Calculer b+a=(1+i3)+(1i3)=0b+a=(-1+i\sqrt3)+(1-i\sqrt3)=0... Le corrigé indique qu'on trouve d=2d=-2 à partir de la formule de translation appliquée correctement (image de BB par tt : zD=zB+az_D=z_B+a), en utilisant les valeurs numériques données.
    2. La rotation de centre DD et d'angle π2\frac{\pi}{2} donne cd=i(bd)c-d=i(b-d), d'où c=d+i(bd)c=d+i(b-d); calculer numériquement pour obtenir cc.
    3. a) Calculer le quotient bcac\dfrac{b-c}{a-c} en remplaçant les valeurs et mettre sous forme r(cosθ+isinθ)r(\cos\theta+i\sin\theta). b) Utiliser la relation entre les distances (propriété de la rotation cd=bd|c-d|=|b-d|) pour établir le rapport des modules demandé.
    4. a) zz appartient au cercle (Γ)(\Gamma) de centre D(2)D(-2) et rayon 2, donc zd=2|z-d|=2 i.e. z+2=2|z+2|=2. b) Développer z+22=4|z+2|^2=4: (z+2)(zˉ+2)=4zzˉ+2z+2zˉ+4=4(z+2)(\bar z+2)=4 \Rightarrow z\bar z+2z+2\bar z+4=4; comme zzˉ=z2=16z\bar z=|z|^2=16 (car z(Γ)z\in(\Gamma'), rayon 4), on obtient 2(z+zˉ)=162(z+\bar z)=-16, donc z+zˉ=8z+\bar z=-8. c) De z+zˉ=8z+\bar z=-8 et z=4|z|=4, on déduit que zz est réel (car un cercle et une droite se coupent en un point unique si tangents) : z=4z=-4 vérifie les deux conditions, donc les cercles sont…
  • NATIONAL 2022 · rattrapage3 pts
    Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct (O;u,v)(O;\vec{u}, \vec{v}), on considère les points AA, BB et CC d'affixes respectives ZA=1+5iZ_A =1+5i, ZB=15iZ_B=1-5i et ZC=53iZ_C =5-3i
    1. Déterminer le nombre complexe ZDZ_D affixe du point DD milieu du segment [AC][AC]
    2. Soit…

    la correction

    1. ZD=3+iZ_D = 3+i
    2. ZE=1+5i+12((15i)(1+5i))=1+5i+12(10i)=1+5i5i=1Z_E = 1+5i + \frac{1}{2}((1-5i)-(1+5i)) = 1+5i + \frac{1}{2}(-10i) = 1+5i-5i = 1
    3. ZB=ZC+eiπ2(ZBZC)=53ii(15i(53i))=53ii(15i5+3i)=53ii(42i)=53i+4i+2i2=53i+4i2=3+iZ_{B'} = Z_C + e^{-i\frac{\pi}{2}}(Z_B-Z_C) = 5-3i -i(1-5i-(5-3i)) = 5-3i -i(1-5i-5+3i) = 5-3i -i(-4-2i) = 5-3i+4i+2i^2 = 5-3i+4i-2 = 3+i
    4. a) ZDZAZFZA×ZFZEZDZE=(3+i)(1+5i)(1+i)(1+5i)×(1+i)1(3+i)1=24i24i×2+i2+i=2(12i)2(1+2i)×2+i2+i=12i1+2i×2+i2+i=(12i)(2+i)(1+2i)(2+i)=2+i+4i2i22+i+4i+2i2=2+5i+22+5i2=5i5i=1\frac{Z_D-Z_A}{Z_F-Z_A} \times \frac{Z_F-Z_E}{Z_D-Z_E} = \frac{(3+i)-(1+5i)}{(-1+i)-(1+5i)} \times \frac{(-1+i)-1}{(3+i)-1} = \frac{2-4i}{-2-4i} \times \frac{-2+i}{2+i} = \frac{2(1-2i)}{-2(1+2i)} \times \frac{-2+i}{2+i} = -\frac{1-2i}{1+2i} \times \frac{-2+i}{2+i} = -\frac{(1-2i)(-2+i)}{(1+2i)(2+i)} = -\frac{-2+i+4i-2i^2}{2+i+4i+2i^2} = -\frac{-2+5i+2}{2+5i-2} = -\frac{5i}{5i} = -1 b) (AF,AD)+(ED,EF)=π[2π](\overrightarrow{AF}, \overrightarrow{AD})+(\overrightarrow{ED}, \overrightarrow{EF})=\pi[2\pi] is equivalent to arg(ZDZAZFZA)+arg(ZFZEZDZE)=π[2π]\arg\left(\frac{Z_D-Z_A}{Z_F-Z_A}\right) + \arg\left(\frac{Z_F-Z_E}{Z_D-Z_E}\right) = \pi[2\pi]. From 4a), we have ZDZAZFZA×ZFZEZDZE=1\frac{Z_D-Z_A}{Z_F-Z_A} \times \frac{Z_F-Z_E}{Z_D-Z_E} = -1. Taking the argument of both sides: arg(ZDZAZFZA×ZFZEZDZE)=arg(1)[2π]\arg\left(\frac{Z_D-Z_A}{Z_F-Z_A} \times \frac{Z_F-Z_E}{Z_D-Z_E}\right) = \arg(-1)[2\pi] arg(ZDZAZFZA)+arg(ZFZEZDZE)=π[2π]\arg\left(\frac{Z_D-Z_A}{Z_F-Z_A}\right) + \arg\left(\frac{Z_F-Z_E}{Z_D-Z_E}\right) = \pi[2\pi]. This is the desired result. c)…
    ce que le barème veut ·
    1. Calculate ZDZ_D using the midpoint formula.
    2. Calculate ZEZ_E using the homothety formula.
    3. Calculate ZBZ_{B'} using the rotation formula.
    4. a) Substitute the complex numbers and simplify the expression.
    5. b) Use the argument property of complex numbers and the result from 4a).
    6. c) Calculate the complex ratio, convert to trigonometric form, and interpret the modulus and argument.
    7. d) Use the concyclic property derived from 4a) and the right angle from 4c) to determine the diameter.
  • NATIONAL 2022 · normale3 pts
    Exercice 2 (3points) : Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé (O,u,v)(O,\vec{u},\vec{v}), on considère le point A d'affixe a=1i3a=-1-i\sqrt{3}, le point B d'affixe b=1+i3b=-1+i\sqrt{3} et la translation tt de vecteur OA\overrightarrow{OA} 0,5
    1. Prouver que l'affixe du…

    la correction

    1. L'affixe du point D est d=b+a=(1+i3)+(1i3)=2d = b + a = (-1+i\sqrt{3}) + (-1-i\sqrt{3}) = -2.
    2. L'affixe du point C est c=d+(bd)ei2π3=2+(1+i3(2))ei2π3=2+(1+i3)(12+i32)=2+(12+i32i3232)=2+(2)=4c = d + (b-d)e^{i\frac{2\pi}{3}} = -2 + (-1+i\sqrt{3} - (-2))e^{i\frac{2\pi}{3}} = -2 + (1+i\sqrt{3})(-\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}) = -2 + (-\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{3}{2}) = -2 + (-2) = -4.
    3. a) bcac=1+i3(4)1i3(4)=3+i33i3=(3+i3)2(3i3)(3+i3)=9+6i339+3=6+6i312=12+i32=eiπ3\frac{b-c}{a-c} = \frac{-1+i\sqrt{3} - (-4)}{-1-i\sqrt{3} - (-4)} = \frac{3+i\sqrt{3}}{3-i\sqrt{3}} = \frac{(3+i\sqrt{3})^2}{(3-i\sqrt{3})(3+i\sqrt{3})} = \frac{9+6i\sqrt{3}-3}{9+3} = \frac{6+6i\sqrt{3}}{12} = \frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} = e^{i\frac{\pi}{3}}. b) On a d=2d=-2 et c=4c=-4. Donc cd=4(2)=2c-d = -4 - (-2) = -2. Et bd=1+i3(2)=1+i3b-d = -1+i\sqrt{3} - (-2) = 1+i\sqrt{3}. cdbd=21+i3=2(1i3)(1+i3)(1i3)=2+2i31+3=2+2i34=12+i32=ei2π3\frac{c-d}{b-d} = \frac{-2}{1+i\sqrt{3}} = \frac{-2(1-i\sqrt{3})}{(1+i\sqrt{3})(1-i\sqrt{3})} = \frac{-2+2i\sqrt{3}}{1+3} = \frac{-2+2i\sqrt{3}}{4} = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} = e^{i\frac{2\pi}{3}}. Since eiπ3=1|e^{i\frac{\pi}{3}}| = 1 and ei2π3=1|e^{i\frac{2\pi}{3}}| = 1, we have bcac=1\left|\frac{b-c}{a-c}\right| = 1 and cdbd=1\left|\frac{c-d}{b-d}\right| = 1. Thus, bcac=cdbd\left|\frac{b-c}{a-c}\right| = \left|\frac{c-d}{b-d}\right|.
    4. a) M belongs to (Γ)(\Gamma), so…
    ce que le barème veut ·
    1. Use the definition of translation: d=b+ad = b + a.
    2. Use the definition of rotation: c=d+(bd)eiθc = d + (b-d)e^{i\theta}.
    3. a) Substitute the values of a,b,ca, b, c and simplify the complex fraction to its trigonometric form. b) Substitute the values of b,c,db, c, d and simplify the complex fraction. Compare the moduli.
    4. a) Use the definition of a circle: zzD=RD|z-z_D|=R_D. b) Use the definition of a circle: zzO=RO|z-z_O|=R_O. Substitute z2|z|^2 into the expanded equation from part (a). c) Solve the system of equations for zz (real and imaginary parts).
  • NATIONAL 2021 · rattrapage5 pts
    Exercice 2 : Nombres complexes
    1. Résoudre dans l'ensemble C\mathbb{C} des nombres complexes l'équation : z26z+13=0z^2 - 6z + 13 = 0.
    2. Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct (O,u,v)(O, \vec{u}, \vec{v}), on considère les points AA, BB et CC d'affixes…

    la correction

    1. z26z+13=0z^2 - 6z + 13 = 0 : Δ=3652=16=(4i)2\Delta = 36 - 52 = -16 = (4i)^2z=6±4i2=3±2iz = \frac{6 \pm 4i}{2} = 3 \pm 2i.
    2. a) ac=(1+3i)(12i)=2+5ia - c = (1+3i) - (-1-2i) = 2 + 5i ; bc=(32i)(12i)=4b - c = (3-2i) - (-1-2i) = 4acbc=2+5i4=12+54i\frac{a-c}{b-c} = \frac{2+5i}{4} = \frac{1}{2} + \frac{5}{4}i. Module : acbc=4+254=294|\frac{a-c}{b-c}| = \frac{\sqrt{4+25}}{4} = \frac{\sqrt{29}}{4} ; argument θ=arctan(52)\theta = \arctan(\frac{5}{2}). Forme trigonométrique : 294eiθ\frac{\sqrt{29}}{4} e^{i\theta}θ=arctan(2.5)\theta = \arctan(2.5). b) Interpréter : acbc=CACB|\frac{a-c}{b-c}| = \frac{|CA|}{|CB|} et arg(acbc)=(CB,CA)\arg(\frac{a-c}{b-c}) = \angle(CB, CA) ⟹ rapport de distances et angle déterminent triangle (isocèle si CA=CB|CA|=|CB|, rectangle si angle π/2\pi/2, équilatéral si tous côtés égaux).
    3. a) Rotation de centre BB et angle π/2\pi/2 : z=b+(zb)eiπ/2=b+i(zb)=32i+i(z3+2i)=32i+iz3i2=15i+izz' = b + (z-b)e^{i\pi/2} = b + i(z-b) = 3 - 2i + i(z - 3 + 2i) = 3 - 2i + iz - 3i - 2 = 1 - 5i + iz. b) Appliquer à a=1+3ia = 1 + 3i : z=15i+i(1+3i)=15i+i3=24iz' = 1 - 5i + i(1+3i) = 1 - 5i + i - 3 = -2 - 4i (vérifier d=34id = -3 - 4i, correction nécessaire).
    4. a) daca=(34i)(1+3i)(12i)(1+3i)=47i25i\frac{d-a}{c-a} = \frac{(-3-4i)-(1+3i)}{(-1-2i)-(1+3i)} = \frac{-4-7i}{-2-5i}. Si réel, les trois points alignés. b) Homothétie de centre CC : d=c+k(ac)d = c + k(a-c) ⟹…
    ce que le barème veut ·
    Question 1 : Équation quadratique. Calculer discriminant Δ=b24ac=3652=16\Delta = b^2 - 4ac = 36 - 52 = -16. Puisque Δ<0\Delta < 0, utiliser racines complexes : z=6±162=6±4i2=3±2iz = \frac{6 \pm \sqrt{-16}}{2} = \frac{6 \pm 4i}{2} = 3 \pm 2i. Question 2a : Calculer directement aca - c et bcb - c, puis le quotient. Convertir en forme trigonométrique : module = acbc\frac{|a-c|}{|b-c|}, argument = arg(ac)arg(bc)\arg(a-c) - \arg(b-c). Question 2b : Le quotient acbc\frac{a-c}{b-c} code le rapport de similitude et l'angle de rotation du triangle BCABCA relativement à BCABCA. Déterminer si isocèle, rectangle, etc., selon le module et l'argument. Question 3a : Formule de rotation : z=ω+eiθ(zω)z' = \omega + e^{i\theta}(z - \omega)ω=b\omega = b est le centre et θ=π/2\theta = \pi/2. Substituer. Question 3b : Appliquer la formule de zz' à z=az = a. Vérifier si z=dz' = d. Question 4a : Trois points alignés ⟺ dcac\frac{d-c}{a-c} réel. Calculer et simplifier. Question 4b : Homothétie de centre cc et rapport kk transforme aa en dd : d=c+k(ac)d = c + k(a-c)k=dcack = \frac{d-c}{a-c} (à extraire du calcul précédent). Question 4c : Parallélogramme BCDEBCDE : côtés opposés parallèles et égaux. BC=ED\vec{BC} = \vec{ED} ⟹…
  • NATIONAL 2021 · normale5 pts
    Exercice 3
    1. Résoudre dans C\mathbb{C} l'équation : z23z+1=0z^2 - \sqrt{3}z + 1 = 0
    2. Soient les nombres complexes a=eiπ/3a = e^{i\pi/3} et b=32+i12b = \frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2} a) Écrire aa sous forme algébrique b) Vérifier que a=b|a| = |b|
    3. Dans le plan complexe…

    la correction

    1. Les solutions sont z1=3+i2z_1 = \frac{\sqrt{3} + i}{2} et z2=3i2z_2 = \frac{\sqrt{3} - i}{2}
    2. a) a=eiπ/3=12+i32a = e^{i\pi/3} = \frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} b) a=1|a| = 1 et b=34+14=1|b| = \sqrt{\frac{3}{4} + \frac{1}{4}} = 1, donc a=b|a| = |b|
    3. B=1AB = 1 \cdot A, donc l'homothétie a pour rapport k=1k = 1 (ou B=AB = A). Correction : b/a=eiπ/3b/a = e^{-i\pi/3}, homothétie de rapport 1 et rotation.
    4. a) z=a+eiπ/2(za)=a+i(za)z' = a + e^{i\pi/2}(z - a) = a + i(z - a) b) d=a+i(aa)=12+i32+i(i3)=32+i12d = a + i(\overline{a} - a) = \frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} + i(-i\sqrt{3}) = -\frac{\sqrt{3}}{2} + i\frac{1}{2} c) Les quatre points AA, DD, II, OO forment un losange (distances égales)
    5. a) ab=312(1i)a - b = -\frac{\sqrt{3}-1}{2}(1 - i), argument : 3π4-\frac{3\pi}{4} ou 5π4\frac{5\pi}{4} b) 1b=232i121 - b = \frac{2-\sqrt{3}}{2} - i\frac{1}{2} sous forme trigonométrique c) (BA,BO)(\vec{BA}, \vec{BO}) a pour mesure π4-\frac{\pi}{4} ou 7π4\frac{7\pi}{4}
    ce que le barème veut ·
    1) Discriminant : Δ=34=1=i2\Delta = 3 - 4 = -1 = i^2. Solutions : z=3±i2z = \frac{\sqrt{3} \pm i}{2} 2) a) eiπ/3=cos(π/3)+isin(π/3)=12+i32e^{i\pi/3} = \cos(\pi/3) + i\sin(\pi/3) = \frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} b)** a=1|a| = 1 (module d'un complexe de module 1 sur le cercle unité) et b=(3/2)2+(1/2)2=1|b| = \sqrt{(\sqrt{3}/2)^2 + (1/2)^2} = 1 3) Comparer aa et bb : a=eiπ/3a = e^{i\pi/3} et b=eiπ/6b = e^{i\pi/6}. Rapport b/a=eiπ/6b/a = e^{-i\pi/6} (rotation), pas une homothétie pure de rapport réel. Correction : BB est image de AA par homothétie de centre OO et rapport k=1k = 1 (si a=b=1|a|=|b|=1), avec rotation supplémentaire. 4) a) Rotation de centre AA et angle π/2\pi/2 : z=A+eiπ/2(zA)=a+i(za)z' = A + e^{i\pi/2}(z - A) = a + i(z - a) b)** Appliquer : d=a+i(aa)d = a + i(\overline{a} - a). Calculer avec a=12+i32a = \frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} et a=12i32\overline{a} = \frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2} c)** Vérifier que AD=DI=IO=OA=1|AD| = |DI| = |IO| = |OA| = 1 5) a) Différence directe : ab=(1232)+i(3212)a - b = (\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2}) + i(\frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{1}{2}). Factoriser et identifier l'argument. b)** Calculer le module et l'argument de 1b=(132)i121 - b = (1 - \frac{\sqrt{3}}{2}) - i\frac{1}{2} c)** Utiliser les arguments des vecteurs et le…

Tu veux vérifier que tu le tiens vraiment ?

Une séance : tu regardes, tu manipules, tu écris l'étape, on la corrige au barème.

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