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1. Forme algébrique

Définitions

z=a+bi, i²=−1. Re(z)=a, Im(z)=b. z̄=a−bi. |z|=√(a²+b²)=√(z·z̄).

z/w=zw̄/|w|². |z+w|≤|z|+|w| (inégalité triangulaire).

2. Forme trigonométrique et argument

z=r(cosθ+isinθ)

r=|z|, θ=arg(z). arg(zw)=arg(z)+arg(w). arg(zⁿ)=n·arg(z).

3. Équations et racines de l'unité

Résolution

Racines carrées de z : système a²−b²=Re(z), 2ab=Im(z).

Racines n-ièmes de l'unité : ωₖ=e^(2ikπ/n), k=0,...,n−1. Somme=0.

À retenir

  • i²=−1 ; |z|²=zz̄ ; z/w=zw̄/|w|²
  • arg(zw)=arg(z)+arg(w) ; arg(zⁿ)=n·arg(z)
  • Racines de l'unité : e^(2ikπ/n), somme=0
1

Opérations

● Facile

z=3+4i, w=1−2i. z·w, z/w, |z|, |w|.

Correction

z·w=11−2i. z/w=−1+2i. |z|=5, |w|=√5.

2

Forme trigonométrique

● Moyen

z=1+i√3, w=−√2+i√2, v=−3i en forme trig.

Correction

2(cosπ/3+isinπ/3). 2(cos3π/4+isin3π/4). 3(cos(−π/2)+isin(−π/2)).

3

Racines carrées

● Moyen

Racines carrées de z=5+12i.

Correction

(a+bi)²=5+12i: a²−b²=5, 2ab=12 → a=3,b=2. Racines ±(3+2i).

4

Racines de l'unité

● Moyen

Résoudre z⁶=−1. Écrire les 6 racines.

Correction

−1=e^(iπ). zₖ=e^(iπ(2k+1)/6), k=0,...,5.

5

Équation 2ème degré

● Difficile

z²−(3+i)z+(2+i)=0. Δ, √Δ, solutions.

Correction

Δ=2i. √(2i)=±(1+i). z₁=2+i, z₂=1.

Problème de synthèse

● Niveau Bac

Racines 6ièmes de l'unité U₆.

  1. Lister U₆ en forme algébrique.
  2. Somme et produit. Lien Viète.
  3. Stabilité par multiplication.
  4. Sous-groupes de U₆.
  5. Factoriser z⁶−1 en facteurs du 2ème degré réels.
  6. Valeurs exactes de cos(π/3), sin(π/3), cos(π/6).
Correction
  1. 1, (1+i√3)/2, (−1+i√3)/2, −1, (−1−i√3)/2, (1−i√3)/2.
  2. Somme=0 (coeff z⁵ dans z⁶−1=0). Produit=−1.
  3. ωⱼ·ωₖ=ω_{j+k mod 6}∈U₆ ✓.
  4. Diviseurs de 6: 1,2,3,6 → U₁,U₂,U₃,U₆.
  5. z⁶−1=(z−1)(z+1)(z²+z+1)(z²−z+1).
  6. ω₁=e^(iπ/3) → cos(π/3)=1/2, sin(π/3)=√3/2. cos(π/6)=sin(π/3)=√3/2.

QCM

10 questions

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0/10Repondues
Q1/10

i²=

Q2/10

|z|²=

Q3/10

arg(zw)=

Q4/10

Inégalité triangulaire :

Q5/10

Somme des racines n-ièmes de 1=

Q6/10

z/w=

Q7/10

Si a,b,c∈ℝ, Δ<0 : racines

Q8/10

Racines n-ièmes de 1 : ωₖ=

Q9/10

Re(z+w)=

Q10/10

(1+i)² =