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Fiche de révisions n°1: Les nombres complexes M. JACQUIER BTS IRIS T. D. N°1: LES NO MBRES COMPLEXES 1 EXERCICE 1 Déterminer le module et l'argument de chacun des nombres complexes: 1. z1 = -1 + i 3 2. z2 = 1 + cos q + i sin q EXERCICE 2 Calculer le nombre z = (2 - 3i)(1 + 2i)(3 - 2i)(2 + i) EXERCICE 3 k étant un nombre réel donné, mettre sous la forme a + ib le nombre z = 1 + ki. 2k + (k2 - 1)i EXERCICE 4 Déterminer le module et l'argument du nombre complexe z = 1+i 3. 3+i EXERCICE 5 1 On donne z1 = ( 6 - i 2) et z2 = 1 - i. 2 Déterminer le module et l'argument de Z = z1. z2 Exprimer Z sous la forme algébrique. En déduire les valeurs de cos p et sin. 12 EXERCICE 6 Montrer que la formule de Moivre est valable pour n entier négatif. EXERCICE 7 A partir de l'égalité cos q = eiq + e-iq linéariser cos4 q, c'est-à-dire exprimer cos4 q comme combinaison linéaire de sinus et cosinus des arcs multiples de q. EXERCICE 8 Déterminer les racines quatrièmes de i. EXERCICE 9 Calculer les racines carrées du nombre complexe 5 + 12i.
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Alors z = |z| e^{i\theta}. |z| e^{i\theta} est appelée forme exponentielle du nombre complexe z. Réciproquement, si z = re^{i\theta}, avec r \gt 0 et \theta réel quelconque, alors: |z| = r arg\left(z\right) = \theta \left[2\pi\right] Soient \theta et \theta' deux réels. \overline{e^{i\theta}} = e^{-i\theta} e^{i\left(\theta+\theta'\right)} = e^{i\theta} e^{i\theta'} \dfrac{1}{e^{i\theta}}= e^{-i\theta} Pour tout entier relatif n: \left(e^{i\theta}\right)^{n} = e^{in\theta} (Cette formule s'appelle "formule de Moivre". ) Formule d'Euler Soit \theta un réel. Alors: \cos\left(\theta\right)=\dfrac{e^{i\theta}+e^{-i\theta}}{2} et \sin\left(\theta\right)=\dfrac{e^{i\theta}-e^{-i\theta}}{2i} Ces formules permettent de linéariser \left[\cos\left(\theta\right)\right]^n (ou \left[\sin\left(\theta\right)\right]^n) où n est un entier naturel et \theta un réel quelconque, c'est-à-dire écrire \left[\cos\left(\theta\right)\right]^n (ou \left[\sin\left(\theta\right)\right]^n) en fonction de \cos\left(\theta\right), \sin\left(\theta\right), \cos\left(2\theta\right), \sin\left(2\theta\right),..., \cos\left(n\theta\right) et \sin\left(n\theta\right).
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), remettons aussi les formules de Moivre et d'Euler Formule de Moivre Voici ce que la formule de Moivre affirme: \forall x \in \R, (\cos(x) + i \sin(x))^n=\left(e^{ix}\right)^n=e^{inx}= \cos(nx)+i \sin(nx) Formule d'Euler La formule d'Euler, qui est une relation reliant cosinus, sinus et exponentielle, est la suivante: e^{ix} = \cos(x) + i \sin(x) On en déduit la formule suivante, qui met en relation, e, i, & pi; et -1, en prenant x = π dans l'équation au-dessus Formules inclassables mais bien utiles Voici quelques autres formules inclassables mais bien utiles, et donc à retenir. \begin{array}{l} \dfrac{1}{a+ib} = \dfrac{a-ib}{a^2+b^2}\\\\ \bar{\bar{z}} = z\\\\ \text{L'équation} z^n = 1 \text{ a n solutions. } \\ \text{Ces solutions sont appelées racines n-ème de l'unité. }\\ \text{ Leurs valeurs sont:} e^{i \frac{2k\pi}{n}}, \ k \in \{0, \ldots, n-1\} \end{array} Il faut aussi savoir que la formule du binôme de Newton s'applique aussi pour les nombres complexes. Et retrouver nos 5 derniers articles sur le même thème: Tagged: Binôme de Newton mathématiques maths nombre complexe Navigation de l'article
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Calculer le module et l' argument de [latex]z_0[/latex] et ceux de [latex]z^\prime_0[/latex] suivant les valeurs de [latex](a; b)[/latex]. Calculer la probabilité de l'événement [latex]E_1[/latex]: [latex]O, A[/latex] et [latex]A^\prime[/latex] sont alignés puis celle de l'événement [latex]E_2[/latex]:[latex]z^\prime_0[/latex] est un imaginaire pur. Soit [latex]X[/latex] la variable aléatoire qui, à chaque épreuve, associe le module de [latex]z^\prime_0[/latex]. Donner la loi de probabilité de [latex]X[/latex] et calculer son espérance mathématique. Corrigé Solution rédigée par Paki [pdf-embedder url="/assets/imgsvg/slides/nombres-complexes-probabilites/" width="676"]
Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé [latex](O; \vec{u}, \vec{v})[/latex]. Une urne contient trois boules indiscernables au toucher marquées [latex]1, 2, 3[/latex]. Une épreuve consiste à prélever une première boule de l'urne dont le numéro sera noté [latex]a[/latex] puis, sans la remettre dans l'urne, une seconde boule dont le numéro sera noté [latex]b[/latex]. Au résultat[latex](a; b)[/latex] du tirage, on associe l'application du plan complexe dans lui-même qui à tout point [latex]M[/latex] d'affixe [latex]z[/latex] fait correspondre le point [latex]M^\prime[/latex] d'affixe [latex]z^\prime[/latex] tel que [latex]z^\prime= \alpha z[/latex] avec [latex] \alpha = \frac{a}{2} e^{ib \frac{ \pi}{3}}[/latex]. Quels sont les résultats [latex](a; b)[/latex] possibles? Quelles sont les valeurs de[latex] \alpha [/latex] correspondantes? Soit [latex]A[/latex] le point d'affixe [latex]z_0= \sqrt{3} + i[/latex] et [latex]A^\prime[/latex] le point d'affixe [latex]z_0^\prime = \alpha z_0[/latex]image de [latex]A[/latex] par l'application associée au résultat d'une épreuve.
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