Terminale · Mathématiques expertes · Chapitre 1
Nombres complexes : algébrique, trigonométrique et équations
- forme algébrique
- conjugué et module
- plan complexe
- argument
- Moivre et Euler
- équations
- racines n-ièmes
Ce que tu sauras faire
- Calculer dans sous forme algébrique : somme, produit, inverse, quotient, puissances de
- Utiliser le conjugué et le module, et démontrer leurs propriétés algébriques
- Passer de la forme algébrique à la forme trigonométrique et à la forme exponentielle, et réciproquement
- Déterminer un argument, et raisonner correctement modulo
- Appliquer les formules de Moivre et d'Euler : puissances, linéarisation, angle moitié
- Résoudre dans une équation du second degré à coefficients réels, et factoriser un polynôme à racine complexe
- Déterminer les racines -ièmes de l'unité et résoudre
- Traduire en nombres complexes une configuration du plan : distance, angle, alignement, orthogonalité, transformation
Au programme du chapitre
- L'ensemble et la forme algébrique
- Opérations et conjugué
- Le module
- Le plan complexe
- Forme trigonométrique et argument
- Forme exponentielle, Moivre et Euler
- Équations du second degré à coefficients réels
- Racines -ièmes de l'unité
- Premières applications géométriques
Exercices corrigés
Exercice 1
Un élève écrit . Corrige, et explique pourquoi cette confusion est dangereuse dans la suite du chapitre.
Un coup de pouce
Relis la définition : dans , quelle lettre désigne la partie imaginaire, et à quel ensemble appartient-elle ?
Voir la correction pas à pas
La partie imaginaire est le réel −5, pas : par définition, si avec et réels, alors . Donc .
La confusion est dangereuse pour deux raisons. D'abord, la caractérisation « réel » devient inutilisable si l'on ne sait pas ce qu'est . Ensuite, dans le calcul du module, : si l'on remplaçait par , on obtiendrait , qui peut même ne pas exister dans . Ici, , et non .
Moyen mnémotechnique : et renvoient toujours des réels.
La confusion est dangereuse pour deux raisons. D'abord, la caractérisation « réel » devient inutilisable si l'on ne sait pas ce qu'est . Ensuite, dans le calcul du module, : si l'on remplaçait par , on obtiendrait , qui peut même ne pas exister dans . Ici, , et non .
Moyen mnémotechnique : et renvoient toujours des réels.
Exercice 2
Pour déterminer un argument de , un élève résout seulement . Pourquoi cela ne suffit-il jamais ? Illustre avec .
Un coup de pouce
Trace le cercle trigonométrique et repère tous les angles ayant un cosinus donné : combien y en a-t-il dans un tour complet ?
Voir la correction pas à pas
L'équation admet, modulo , deux solutions opposées et (sauf si ). Le cosinus seul ne distingue donc pas le demi-plan supérieur du demi-plan inférieur : il faut le sinus pour trancher.
Exemple. a pour module , donc . L'équation donne ou . C'est le sinus qui décide : il vaut , qui est négatif, donc .
Si l'on avait retenu , on aurait obtenu : le conjugué, c'est-à-dire un autre nombre.
Exemple. a pour module , donc . L'équation donne ou . C'est le sinus qui décide : il vaut , qui est négatif, donc .
Si l'on avait retenu , on aurait obtenu : le conjugué, c'est-à-dire un autre nombre.
Les pièges à éviter
- Confondre la partie imaginaire avec : écrire .
- Comparer deux complexes : écrire , ou « est plus grand que ».
- Écrire comme s'il s'agissait d'une racine carrée ordinaire.
- Déterminer un argument à partir du seul cosinus, et obtenir le conjugué du nombre cherché.
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