Exercices Les nombres complexes ENONCES. DECLIC TS 2012.

Documents pareils
Représentation géométrique d un nombre complexe

1S Modèles de rédaction Enoncés

Baccalauréat S Nombres complexes Index des exercices sur les complexes de septembre 1999 à juin 2012 Tapuscrit : DENIS VERGÈS

Corrigé du baccalauréat S Pondichéry 12 avril 2007

Angles orientés et trigonométrie

Rappels et compléments, première partie : Nombres complexes et applications à la géométrie

Corrigé du baccalauréat S Asie 21 juin 2010

LE PRODUIT SCALAIRE ( En première S )

Correction du baccalauréat S Liban juin 2007

Exercices - Nombres complexes : corrigé. Formes algébriques et trigonométriques, module et argument

Correction du Baccalauréat S Amérique du Nord mai 2007

Quelques contrôle de Première S

Séquence 10. Géométrie dans l espace. Sommaire

1 radian. De même, la longueur d un arc de cercle de rayon R et dont l angle au centre a pour mesure α radians est α R. R AB =R.

NOMBRES COMPLEXES. Exercice 1 :

Les droites (d 1 ) et (d 2 ) sont sécantes en A Le point A est le point d intersection des 2 droites

Géométrie dans l espace Produit scalaire et équations

PROBLEME(12) Première partie : Peinture des murs et du plafond.

Si deux droites sont parallèles à une même troisième. alors les deux droites sont parallèles entre elles. alors

Correction : E = Soit E = -1,6. F = 12 Soit F = y = 11. et G = -2z + 4y G = 2 6 = 3 G = G =

Le théorème de Thalès et sa réciproque

Activités numériques [13 Points]

Nombres complexes. cours, exercices corrigés, programmation

AC AB. A B C x 1. x + 1. d où. Avec un calcul vu au lycée, on démontre que cette solution admet deux solutions dont une seule nous intéresse : x =

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Exprimer ce coefficient de proportionnalité sous forme de pourcentage : 3,5 %

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

5 ème Chapitre 4 Triangles

CONJUGUÉ D'UN POINT PAR RAPPORT À UN TRIANGLE

Items étudiés dans le CHAPITRE N5. 7 et 9 p 129 D14 Déterminer par le calcul l'antécédent d'un nombre par une fonction linéaire

DOCM Solutions officielles = n 2 10.

Du Premier au Second Degré

La géométrie du triangle III IV - V Cercles remarquables - Lieux géométriques - Relations métriques

Chapitre 2 : Vecteurs

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours.

STATIQUE GRAPHIQUE ET STATIQUE ANALYTIQUE

Pour l épreuve d algèbre, les calculatrices sont interdites.

4. NOMBRES COMPLEXES ET TRIGONOMÉTRIE

Devoir 2 avec une figure en annexe, à renvoyer complétée. Corrigés d exercices sections 3 à 6. Liste des exos recommandés :

Angles orientés et fonctions circulaires ( En première S )

Calcul intégral élémentaire en plusieurs variables

COMPTE-RENDU «MATHS EN JEANS» LYCEE OZENNE Groupe 1 : Comment faire une carte juste de la Terre?

I. Ensemble de définition d'une fonction

Eté LIVRET de RÉVISIONS en MATHÉMATIQUES

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

Baccalauréat S Antilles-Guyane 11 septembre 2014 Corrigé

Fonctions de deux variables. Mai 2011

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Exercices de géométrie

Mathématiques I Section Architecture, EPFL

Seconde Généralités sur les fonctions Exercices. Notion de fonction.

Planche n o 22. Fonctions de plusieurs variables. Corrigé

Livret de liaison Seconde - Première S

Chapitre. Conquérant est une toile de 1930 qui se trouve au Centre Paul Klee à Berne (Suisse). Paul Klee (1879-

FONCTIONS DE PLUSIEURS VARIABLES (Outils Mathématiques 4)

I. Polynômes de Tchebychev

Séquence 2. Repérage dans le plan Équations de droites. Sommaire

Trois personnes mangent dans un restaurant. Le serveur

Géométrie dans l espace

DURÉE DU JOUR EN FONCTION DE LA DATE ET DE LA LATITUDE

Priorités de calcul :

Développements limités, équivalents et calculs de limites

Introduction. Mathématiques Quantiques Discrètes

Baccalauréat L spécialité, Métropole et Réunion, 19 juin 2009 Corrigé.

Mais comment on fait pour...

Fonctions homographiques

TOUT CE QU IL FAUT SAVOIR POUR LE BREVET

Mesure d angles et trigonométrie

Exercices - Polynômes : corrigé. Opérations sur les polynômes

Brevet 2007 L intégrale d avril 2007 à mars 2008

Comparaison de fonctions Développements limités. Chapitre 10

Le seul ami de Batman

CHAPITRE 2 SYSTEMES D INEQUATIONS A DEUX INCONNUES

BACCALAURÉAT GÉNÉRAL SESSION 2012 OBLIGATOIRE MATHÉMATIQUES. Série S. Durée de l épreuve : 4 heures Coefficient : 7 ENSEIGNEMENT OBLIGATOIRE

Chapitre 0 Introduction à la cinématique

Analyse en Composantes Principales

OLYMPIADES ACADÉMIQUES DE MATHÉMATIQUES

Diviser un nombre décimal par 10 ; 100 ; 1 000

L ALGORITHMIQUE. Algorithme

Deux disques dans un carré

Développements limités. Notion de développement limité

Fonctions de plusieurs variables

Mathématiques Algèbre et géométrie

CCP PSI Mathématiques 1 : un corrigé

Soit la fonction affine qui, pour représentant le nombre de mois écoulés, renvoie la somme économisée.

point On obtient ainsi le ou les points d inter- entre deux objets».

315 et 495 sont dans la table de 5. 5 est un diviseur commun. Leur PGCD n est pas 1. Il ne sont pas premiers entre eux

Chapitre 6. Fonction réelle d une variable réelle

Chapitre 2. Matrices

cent mille NOMBRES RELATIFS ET REPÉRAGEȘ 1 Chapitre 3 Notion de nombre relatif Comparaison Repérage sur une droite et dans le plan Calcul littéral

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable T : pour travailler et mémoriser le cours

Exercice numéro 1 - L'escalier

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

Triangles isométriques Triangles semblables

«Aucune investigation humaine ne peut être qualifiée de science véritable si elle ne peut être démontrée mathématiquement.

UN TOURNOI A GAGNER ENSEMBLE

L ANALYSE EN COMPOSANTES PRINCIPALES (A.C.P.) Pierre-Louis GONZALEZ

Durée de L épreuve : 2 heures. Barème : Exercice n 4 : 1 ) 1 point 2 ) 2 points 3 ) 1 point

Transcription:

Exercices Les nombres complexes ENONCES DECLIC TS 0 ) N 8 page 8 Déclic TS Pour tout nombre complexe z, on définit le polynôme ( ) ( ) ( ) ) a) Calculer P ( ) b) Déterminer deux réels et P z = z + z + z 8 a b tels que : P ( z) ( z )( z az b) = + + ) Résoudre dans C l équation P ( z ) = 0 On appelle z et z les solutions de l équation autres que, z ayant une partie imaginaire positive Vérifier que : z + z = Déterminer le module et un argument de z et de z ) a) Placer dans le plan, muni d un repère orthonormé direct ( O; u, v) A d affixe, B et C d affixes respectives z et z, et I le milieu du segment [AB], (unité graphique de cm), les points b) Démontrer que le triangle OAB est isocèle direct En déduire une mesure de l angle ( u; OI ) c) Calculer l affixe z I du point I milieu du segment [AB], puis le module de z I d) Déduire des résultats précédents les valeurs exactes de cos et de sin 8 8 e) En déduire la valeur exacte de tan 8 ) N 86 page 9 Déclic TS Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé direct ( O; u, v), (unité graphique de cm) ) Résoudre dans l ensemble C l équation z + 6z + 8 = 0 On donnera les solutions sous forme algébrique, puis sous forme trigonométrique et sous forme exponentielle ) On note A et B les points d affixes respectives : a = i et b = a a) Placer ces points sur le graphique qui sera complété au fur et a mesure du déroulement de ce problème b) Déterminer l affixe du point c du point C tel que OC = OB et ( OB; OC) = [ ] c) Déterminer l affixe d du point D tel que le quadrilatère ABCD soit un parallélogramme ) On cherche à déterminer l ensemble ( ) MA + MB + MC = BD a) Justifier que le point D appartient à l ensemble ( E ) E des points M du plan complexe tels que : b) On note z l affixe d un point M Déterminer l affixe du vecteur MA + MB + MC M ( E) z + + i = 5 c) En déduire la nature de l ensemble ( E ) et le représenter Montrer que

) N 9 page 5 Déclic TS Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé direct ( O; u, v) ) ROC On rappelle les prerequis suivants : Soit z un nombre complexe non nul et M le point d affixe z On appelle ( ) tel que ( u, OM ) = α [ ] Arg z un nombre réel α Soit s et t deux vecteurs non nuls s et t sont colinéaires si, et seulement si, on a ( ) s, t = k, k Z Démontrer que le complexe z est un imaginaire pur si, et seulement si, on a : z = 0 ou Arg ( z) = + k, k Z ) On désigne par ( E ), l ensemble des points M d affixe z tels que i 6 a) La point A d affixe e appartient-il à ( E )? z soit un imaginaire pur b) On note B le point d affixe b = i Calculer un argument du complexe b = i puis montrer que le point B appartient à l ensemble ( E ) i c) On suppose que z 0 et on note z = re α, où r est un réel strictement positif et α un réel Déterminer une condition nécessaire et suffisante sur le réel α pour que le complexe z soit un imaginaire pur E, déduire des résultats précédents que l ensemble d) Après avoir vérifié que le point O appartient à ( ) ( E ) est la réunion de trois droites que l on déterminera Placer les points A et B, et représenter l ensemble ( E ) sur une figure ) Application On veut résoudre l équation ( F ) ( z i)( z i) : + 8 8 = 0 a) En utilisant une forme exponentielle du complexe z, montrer que toute solution de l équation F : z + 8i z 8i = 0 a un module égal à ( ) ( )( ) b) En utilisant les résultats du ), démontrer que les solutions de l équation ( F ) ( z i)( z i) sont les affixes des points d intersection d un cercle de centre O avec l ensemble ( ) E Donner la liste des solutions sous forme exponentielle : + 8 8 = 0

) N 8 page 8 Déclic TS Dans l ensemble C des nombres complexes, i désigne le nombre complexe de module et dont un argument vaut ) Montrer que ( i) 6 + = 8i ) On considère l équation ( ) E : z = 8i a) Déduire de la première question une solution de l équation ( E ) b) L équation ( E ) possède deux solutions : écrire ces deux solutions sous forme algébriques ) a) Déduire également de la première question une solution notée t de l équation ( ) b) On pose i j = e Démontrer que ) On considère dans le repère orthonormé direct ( O; u, v) E ' : z = 8i jt et j t sont aussi des solutions de l équation ( ') les points A, B et E C d affixes respectives t, jt et j t a) Donner une forme exponentielle de chacune de ces affixes, puis représenter dans le repère les trois points A, B et C b) Démontrer que le triangle ABC est équilatéral 5 ) N 0 page 5 Déclic TS Utiliser la notation exponentielle i Soit z = e et z = e i z ) Ecrire le quotient z sous forme exponentielle puis sous forme algébrique ) En notant a = cos et b = sin montrer que z a + b b a = + i z ) En déduire, en résolvant un système, les valeurs exactes de a = cos et b = sin Méthode : L égalité e e ia i( a b) = e est efficace pour calculer un quotient ib iα On passe ensuite à la forme algébrique en utilisant e cos( α ) i sin ( α ) particulière dont on connait le cosinus et le sinus = +, à condition que α soit une valeur

6 ) N 85 page 9 Déclic TS BAC Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé direct ( O; u, v) ) PARTIE A ROC On rappelle le prérequis suivant : Dans un repère orthonormé deux vecteurs t et t ' de coordonnées respectives et seulement si on a : xx ' + yy ' = 0 ) Démontrer la propriété : «Deux vecteurs t et t ' d affixes respectives z et z ' sont orthogonaux si, et seulement si z z ' R i x y et x ' y ' sont orthogonaux si ) En déduire que si N a pour affixe z et N ' a pour affixe iz, alors le triangle ONN ' est isocèle et rectangle en O On admet dans ce cas que le triangle ONN ' est direct, c est-à-dire que ( ON; ON ') = + [ ] ) PARTIE B ) a) Déterminer le nombre complexe α tel que ( i) b) Vérifier que iα = + i α + = + i ) Pour tout nombre complexe z on pose f ( z) z ( i) z ( i ) a) Montrer que f ( z ) s écrit sous la forme ( z α )( z iα ) = + + + b) En déduire les solutions dans C, sous forme algébrique, de l équation f ( z ) = 0 ) PARTIE C ) On considère les points A et B d affixes respectives a = + i et b = + i Placer A et B dans le repère et compléter au fur et à mesure L unité graphique est cm Démontrer que le triangle OAB est isocèle rectangle ) On considère le point C d affixe c = + i Déterminer l affixe d du point D tel que le triangle OCD soit isocèle rectangle direct en O ) On appelle M le milieu du segment [ BC ] a) Déterminer les affixes des vecteurs OM et DA OM et DA sont perpendiculaires b) Démontrer que les droites ( ) ( ) c) Etablir que ) On appelle, et OM = DA J K L les milieux respectifs des segments [ ],[ ] et [ ] CD DA AB a) Démontrer que le quadrilatère JKLM est un parallélogramme b) En utilisant la partie A)= démontrer que JKLM est un carré

Exercices TS Les nombres complexes ENONCES DECLIC TS 0 CORRECTIONS ) N 8 page 8 Déclic TS Pour tout nombre complexe z, on définit le polynôme ( ) ( ) ( ) ) a) Calculer ( ) ( ) ( ) 8 8 8 8 8 8 8 P z = z + z + z 8 P = 0 P = + + = + + Soit ( ) b) Déterminer deux réels et a b tels que : P ( z) ( z )( z az b) ( ) ( )( ) ( ) ( ) = + + On développe P z = z z + az + b = z + az + bz z az b = z + a z + b a z b, relation que l on identifie avec ( ) ( ) ( ) a = ( ) a = + a = b a = ( ) b = b = P z = z + z + z 8, on obtient alors le système suivant : b 8 b = = b =, conclusion ( ) = + ( ) + ( ) 8 = ( )( + + ) P z z z z z z z ) résoudre dans C l équation ( ) 0 une partie imaginaire positive ( ) ( )( ) P z = On appelle z et z les solutions de l équation autres que, z ayant P z = z z + z + = z = z + z + = 0 0 ou 0 donc on calcul = = = 8 6 8 8 i donc deux solutions complexes conjuguées: + i i z = et z =, soit z = + i et z = z= i, donc { ; ; } S = + i i Vérifier que : z + z = ( ) ( ) z + z = + i + i = + i i =, donc z + z = Déterminer le module et un argument de z et de z ( ) ( ) z = z = + = donc z = z = Soit α un argument de z = + i, donc ( ) ( ) cos α = et sin α =, ce qui signifie que α = est un argument de z = i +, donc ce complexe peut également s écrire : 5

z = i + sous forme algébrique z = cos + i sin sous forme trigonométrique z =ei sous forme exponentielle Soit β un argument de z = i, donc ( ) ( ) 5 cos β = et sin β =, ce qui signifie que β = ou bien la mesure principale est β =, donc un argument de z = i est β =, donc ce complexe peut également s écrire : z = i sous forme algébrique z = cos + isin sous forme trigonométrique z =e i sous forme exponentielle ) a) Placer dans le plan, muni d un repère orthonormé direct ( O; u, v) A d affixe, B et C d affixes respectives z et z, et I le milieu du segment [AB], (unité graphique de cm), les points 6

b) Démontrer que le triangle OAB est isocèle direct En déduire une mesure de l angle ( u; OI ) OA = z = = OB, et ( OA; OB) = ( u; OB) = Arg ( z ) = [ ], donc le triangle OAB est isocèle direct en O, d où la médiane (OI) est aussi hauteur, médiatrice et bissectrice, de ce fait ( u; OI ) = ( OA; OB) =, donc ( u; OI ) = [ ] soit 67,5 8 c) Calculer l affixe z I du point I milieu du segment [AB], puis le module de z I zi = z + z = + i, donc ( A ) ( ) Donc son module vaut z I zi = + i + + 8 = + = =, soit z I = d) Déduire des résultats précédents les valeurs exactes de cos et de sin 8 8 Le complexe z I s écrit donc sous forme trigonométrique : zi = cos + i sin 8 8 forme algébrique zi = + i, donc par identification on obtient : cos = et sin = 8 8 cos et sin = = 8 8 cos = et sin = 8 8 ( ) cos = et sin = 8 8 ( ) ( ) ( ) cos = et sin = 8 8 Donc cos = 8 et sous + + + Puis sin = = = = 8 + + sin = 8 soit enfin 7

e) En déduire la valeur exacte de tan 8 sin + 8 ( ) tan = + + + + = = = = = = = 8 ( ) ( ) cos + 8 Soit tan = + 8 On peut vérifier ces trois résultats avec la calculatrice, ce qui donne : 8

) N 86 page 9 Déclic TS Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé direct ( O; u, v), (unité graphique de cm) ) Résoudre dans l ensemble C l équation z + 6z + 8 = 0 On donnera les solutions sous forme algébrique, puis sous forme trigonométrique et sous forme exponentielle z + 6z + 8 = 0 donc on calcul = = = i 6 + 6i 6 6i z = et z=, soit z = i et z = z= i z = z = 9 + 9 = 8 = 6 7 6 6 donc deux solutions complexes conjuguées: +, donc S = { + i; i} Soit α un argument de z = + i, donc ( ) ( ) cos α = = et sin α = =, ce qui signifie que α = est un argument de z = + i, donc ce complexe peut également s écrire : z = i + sous forme algébrique z = cos + i sin sous forme trigonométrique z = ei sous forme exponentielle Soit β un argument de z = z = i 5 que β = ou bien la mesure principale est ce complexe peut également s écrire : z = z = i sous forme algébrique z = cos + isin sous forme trigonométrique z = e i sous forme exponentielle cos = = et sin = =, ce qui signifie β =, donc un argument de z = z = i est β =, donc, donc ( β ) ( β ) ) On note A et B les points d affixes respectives : a = i et b = a = + i a) Placer ces points sur le graphique qui sera complété au fur et a mesure du déroulement de ce problème Voir graphique page 8 9

b) Déterminer l affixe du point c du point C tel que OC = OB et ( OB; OC) = [ ] a = i et b = a = + i = e i ( u; OC ) = ( u; OB) + et OC = OB, donc Donc c = i i 5 i i + c = e = e = e = i c) Déterminer l affixe d du point D tel que le quadrilatère ABCD soit un parallélogramme ABCD soit un parallélogramme si te seulement si AB = DC b a = c d d = c b + a = i + i + i, donc d = 9i ) On cherche à déterminer l ensemble ( ) MA + MB + MC = BD a) Justifier que le point D appartient à l ensemble ( ) E des points M du plan complexe tels que : E D ( E) DA + DB + DC = BD, or DA + DC = DB, car ABCD est un parallélogramme donc DA + DB + DC = DB et donc DA + DB + DC = BD D E, ce qui donne bien ( ) b) On note z l affixe d un point M Déterminer l affixe du vecteur MA + MB + MC, est Z = a z + b z + c z = a + b + c z = i z = ( + i + z) MA+ MB+ MC Donc M E MA+ MB+ MC = BD + i+ z = d b z+ + i = 6 i ( ) ( ) z + + i = 6 + z + + i = 6 + Montrer que M ( E) z + + i = 5 z i 6 z i 80 6 5 + + = + + + = =, soit M ( E) z + + i = 5 c) En déduire la nature de l ensemble ( E ) et le représenter M ( E) z i 5 z ( i) 5 + + = =, soit GM = 5, avec G le point d affixe i et E des points M du plan complexe tels que : MA + MB + MC = BD, est le cercle donc l ensemble ( ) de centre G ( ; ) et de rayon 5 On remarque que ce point G est le centre de gravité du triangle ABC, en effet GA + GB + GC = 0 a g + b g + c g = a + b + c g = i i = 0 ( ) 0

D où la figure complète :

) N 9 page 5 Déclic TS ) ROC : z est un imaginaire pur, on peut noter par exemple de la manière suivante, z R i cela signifie que ce nombre complexe imaginaire pur peut s écrire z = ki avec k R On considère alors le vecteur OM d affixe z, qui est colinéaire au vecteur v d affixe i, donc, d après les pre requis, et comme le repère est orthonormé O M = k v z = k i M = O o u ( v ; O M ) = 0 [ ] direct, on a donc ( u ; v ) = ( v ; O M ) = ( v ; u ) + ( u ; O M ) 0 ( u ; O M ) ( u ; O M ) = + = [ ] Conclusion : si M = 0 alors 0 d après la relation de Chasles, donc z = et si ( u; OM ) = [ ] = + λ R, CQFD alors Arg ( z) λ avec ) : Soit ( C ) l ensemble des points M du plan d affixe z tel que i 6 a) Le point A d affixe z e A C = appartient à ( ) i i 6 z soit un imaginaire pur Justification : Il suffit de calculer ( za ) = e = e = i ir b) On note B le point d affixe z = i On calcule zb = i = et soit α un argument de B donc ( ) α = Arg z B = 5 6 B 5 5 i i 6 = =, z, il vérifie donc cos ( α ) et sin ( α ) 5 6 Donc i zb = e, ce qui donne ( zb ) = 8 e = 8e = 8i ir, donc B ( C) c) z ir θ = + k, avec k Z, puisque z est un complexe non nul, on trouve donc que k θ = +, avec k Z 6 d) Ce qui donne 6 valeurs pour l argument soit 5 7 θ =, θ =, θ =, θ =, θ =, θ =, 6 6 6 6 soit six demi-droites faisant un angle θ avec l axe des réels, et en les associant par deux, on obtient les trois droites

) Application: iα a) On pose z re avec r 0 F z = 6 r = 6 r = = >, alors ( ) 6 6 6 r = 6 6 6iα i r = 6 b) z = 6 r e = 6e k 6α = + k, k Z α = +, k Z 6 Les solutions sont représentées par les points communs au cercle de centre O et à l ensemble (C) de la deuxième question, on trouve alors les six points d affixes suivants : i 5 7 i 6 i 6 i i 6 i 6 e ; e ; e ; e ; e ;e ) N 8 page 8 Déclic TS ) + i = e i 6 Donc ( ) ( ) 6 6 i i + = = soit ( i) 6 i e 8e Autre méthode ( ) ( ) [ ] ) a) ( i) + = 8i 6 + i = + i = i = 8i = 8i + = 8i b) ( + i) et son opposé ( i) ( ) ( ) S = { + i; i} donc ( + i) est solution de l équation (E) + ont le même carré, donc encore solution de l équation (E) Et comme + i = i + i = + i, on en déduit donc que l ensemble des solutions de l équation (E) est ) a) On a ( ) t = + i = i solution de l équation (E ) i b) ( ) ( ) ( ) jt = j t = e t = 8i = 8i, de même 6 j t = j t = t = 8i ) a) Soit les points b) AB = jt t = ; équilatéral de coté 7 i i i 6 6 A e, B e et C e AC j t t = = et BC j t jt On peut aussi le démontrer avec les angles et les arguments = =, donc le triangle ABC est

5 ) N 0 page 5 Déclic TS ) z z i i = e = e = i ) ( a + ib) + i ( a + ib) + i z a + ib a + b b a = = = = + i z + i i + i + ) L écriture algébrique d un nombre complexe étant unique, on obtient par identification des deux écritures (exponentielle et algébrique) le système suivant : a + b = a + b = a + b = 6 et puis par addition, on obtient b a b a = b a = = b = 6 soit 6 b = et donc a = 6 + Ce qui nous donne enfin, les valeurs exactes de 6 + cos = et de 6 sin = On peut en déduire aussi Soit Tan = sin 6 ( 6 ) 6 8 Tan + = = = = = 6 ( 6 )( 6 ) 6 cos + +

6 ) N 85 page 9 Déclic TS ) PARTIE A ROC On rappelle le prérequis suivant : x x ' Dans un repère orthonormé deux vecteurs t et t ' de coordonnées respectives et sont orthogonaux si y y ' et seulement si on a : xx ' + yy ' = 0 ) Démontrer la propriété : «Deux vecteurs t et t ' d affixes respectives z et z ' sont orthogonaux si, et seulement si z z ' R i Soit z = x + iy et z ' = x ' + iy ' alors on obtient z z ' = ( x + iy)( x ' iy ') = ( xx ' + yy ') + i ( x ' y xy ') z z ' ir Re z z ' = 0 xx ' + yy ' = 0 ti t ' = 0 t et t ' sont orthogonaux Donc ( ) ) En déduire que si N a pour affixe z et N ' a pour affixe iz, alors le triangle ONN ' est isocèle et rectangle en O + z iz = z ( i) z = i ( x + y ) et comme x + y R alors z iz R i et, d après le ), les vecteurs ON et ON ' sont orthogonaux, c est-à-dire que le triangle ONN ' est rectangle en O Comme de plus on a ON ' = iz = z = ON on en déduit que le triangle ONN ' est rectangle isocèle en O On admet dans ce cas que le triangle ONN ' est direct, c est-à-dire que ( ON; ON ') = + [ ] ) PARTIE B ) a) Déterminer le nombre complexe α tel que ( i) ( + i )( i) α ( i) i α α + i ( + i)( i) α + = + i + i i + i + + i + = + = = = = b) Vérifier que iα = + i On calcule ( ) ( ) ( ) ce qui donne α = + i iα = i + i = i + i = i + i = i = + i, ce qu il fallait démontrer ) Pour tout nombre complexe z on pose f ( z) z ( i ) z ( i ) a) Montrer que f ( z ) s écrit sous la forme ( z α )( z iα ) = + + + Pour cela on développe : z α z iα = z i z i + i = z i z i + ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) = z iz + z z + i iz i = z i + + i z + i = z + i z + + i ce qu il fallait démontrer b) En déduire les solutions dans C, sous forme algébrique, de l équation f ( z ) = 0 ( )( ) Donc S = { + i; + i} f ( z) = 0 z α z iα = 0 z α = 0 ou z iα = 0 z = α = + i ou z = iα = + i 5

) PARTIE C ) On considère les points A et B d affixes respectives a = + i et b = + i Placer A et B dans le repère et compléter au fur et à mesure L unité graphique est cm Démontrer que le triangle OAB est isocèle rectangle Comme ( ) b = + i = i + i = ia, d après la partie A, on en déduit que le triangle OAB est isocèle rectangle direct en O ) On considère le point C d affixe c = + i Déterminer l affixe d du point D tel que le triangle OCD soit isocèle rectangle direct en O d = ic = i + i = i d = i ( ) ) On appelle M le milieu du segment [ ] BC a) Déterminer les affixes des OM et DA b + c On obtient de façon assez simple zm = = + i et par suite l affixe des vecteurs OM et DA sont z = + i et z = a d = + i OM DA b) Démontrer que les droites ( OM ) et ( ) DA sont perpendiculaires Le repère étant orthonormé, on calcule le produit scalaire : OM DA = 8 + 8 = 0 OM et DA sont perpendiculaires i donc ( ) ( ) c) Etablir que OM = DA On calcule les longueurs OM = + i = puis DA = + i = = OM donc OM = ) On appelle, et J K L les milieux respectifs des segments [ ],[ ] et [ ] CD DA AB a) Démontrer que le quadrilatère JKLM est un parallélogramme On obtient les affixes des milieux : 5 J i, K ( i), L + i et M ( + i) 5 5 Donc z = et = JK ML i z i soit JK = ML donc JKLM est un parallélogramme b) En utilisant la partie A)= démontrer que JKLM est un carré 5 De plus z = + i, c est-à-dire que z =i z JM JM JK, d où d après la partie A, KJM est un triangle isocèle rectangle direct en J et donc le parallélogramme JKLM est un carré direct DA 6