Nombres complexes (15)
Cas particulier
Si a;b:c∈IR et Δ < 0 alors l'équation (E) définie par
az²+bz+c=0 admet deux solutions conjuguées.
S = { | -b - i√(|Δ|) | ; | -b + i√(|Δ|) | } |
2a | 2a |
Exercice 1 tp
1) On considère l'équation (E) dans ℂ
Z²-(2-i)Z+3-i =0
(a) Déterminer Δ le discriminant de(E).
(b) Résoudre dans ℂ l'équation (E).
Correction
2) Δ = b²-4ac
a = 1 | b = -(2-i) | c = 3-i |
Δ = (2-i)²-4(3-i)
= 4-4i+i²-12+4i
= -9 = (3i)²=δ²
Donc
ou | z1 = | -b - δ | = | 2-i - 3i |
2a | 2 | |||
z2 = | -b + δ | = | 2-i+3i | |
2a | 2 |
ou encore
z1 = 1 - 2i et
z2 = 1 + i
ainsi
S = { 1 - 2i ; 1 + i }.
Exercice 2 tp
1) Déterminer une racine carrée de z=3+4i.
2) On considère l'équation (E) dans ℂ
Z²-iZ-1-i =0.
(a) Déterminer Δ le discriminant de(E).
(b) Résoudre dans ℂ l'équation (E).
Correction
1) On pose X=x+iy tel que X²=z.
x²-y²+2xyi=3+4i
ou encore
x²-y²=3 et 2xy=4 > 0
et on a de plus |X|=|z|=√(3²+4²)=5.
{ | x²-y² = | 3 |
2xy = | 4 > 0 | |
x²+y² = | √(3²+4²) = 5 |
donc 2x² = 3 + 5 = 8
et 2y² = 5 - 3 = 2.
On a (x.y > 0) donc x et y sont de même signe
donc (x = 2 et y = 1)
ou (x = -2 et y = -1)
ainsi δ=2+i ou δ=-2-i.
2) Δ = b²-4ac
a = 1 | b = -i | c = -1-i |
Δ = (-i)²-4.1.(-1-i)
= -1+4+4i = 3+4i.
D'après la question (1)
3+4i = (2+i)²
donc
ou | z1 = | -b - δ | = | i - 2-i |
2a | 2 | |||
z2 = | -b + δ | = | i+2+i | |
2a | 2 |
ainsi S = {-1 ; 1 + i}.
4.3.3 Somme et produit des racines
On considère un trinôme T(z)=az²+bz+c=0 tel que a≠0 qui admet deux racines z1 et z2 dans ℂ.
z1 + z2= | - b | et z1 x z2 = | c |
a | a |
Exemple
On considère le trinôme T(z)
T(z)=iz²+(1-i)z+4 de racines (z1 et z2)
z1 + z2= | - (1-i) | et z1 x z2 = | 4 |
i | i |
Exercice 3 tp
Résoudre dans ℂ l'équation
(E) z²-(1+3i)z -2 + 2i = 0 sans calculer le discriminant.
Correction
Soient z1 et z2 les solutions de l'équation (E)
donc { | z1 + z2 = 1+3i | ⇔ { | z1 + z2 = 2i + 1+i |
z1 x z2 = -2+2i | z1 x z2 = 2i(1+i) |
On déduit donc S = {2i ; 1+i}.