Mathématiques du secondaire qualifiant

Nombres complexes (17)

Exercice 1 tp

Soit R une rotation de centre W(2i) et d'angle

θ = π
4

Déterminer la forme complexe de la rotation R.

Correction

Soient M(z) un point d'affixe z∈ℂ et M'(z') son image par R.
R(M)=M' ⇔ z' - a=(z-a)eix
z' = 2i + (z - 2i)eiπ/4.

⇔ z ' = 2i + (z-2i)(√(2) + i√(2)
22

ainsi

z ' = √(2)(1 + i)z + √(2) + i(2 - √2)
2
Exercice 2 tp

Soit R une rotation de centre W(i) et d'angle π/2.
1) Donner la forme complexe de R.
2) Déterminer B image de A(1-i) par R.

Exercice 3 tp

Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct (O;u;v), on considère les points A(1+3i) ; B(i) et C(-1-i).
Montrer par deux méthode que A ; B et C sont alignés.

Correction

1) Première méthode
aff(AC)=-1-i-(1+3i)=-2-4i⇒AC(-2;-4)
aff(AB)=i-(1+3i)=-1-2i⇒AB(-1;-2).

Donc AC = 2AB et cela signifie que AC et AB sont colinéares ainsi A ; B et C sont des points alignés.
2) Deuxième méthode

c-a = -2-4i = 2∈IR
b-a-1-2i

et donc A, B et C sont alignés.

Exercice 4 tp

Soit t une translation de vecteur u(1-i).
1) Donner la forme complexe de t.
2) Déterminer B image du point A(3+2i) par t.

5.5 Points cocycliques

5.5.1 Définition

Les points A ; B ; C et D sont cocycliques s'ils appartiennent au même cercle.

5.5.2 Propriété

Le points A(a) ; B(b) ; C(c) et D(d) sont cocycliques si et seulement si

ou b - a × d - c ∈IR
d - ab - c
c - b×a - d ∈IR
a - bc - d
Exercice 5 tp

Montrer que A(1-i√3) ; B(-1-i√3) ; C(2i) et D(2) sont cocycliques.

Correction

1) Première méthode: si le centre du cercle est simple à déterminer comme c'est le cas
| a | = | b | = | c | = | d | = 2 et cela signifie que OA=OB=OC=OD=2 donc A; B; C; D appartiennent au cercle de centre O et de rayon 2
ainsi les points A; B; C; D sont cocycliques.

2) Deuxième méthode

H = b - a×d - c
d - ab - c
= -1-i√3-1+i√3×2-2i
2-1+i√3-1-i√3 -2i
= -2×-2(1-i)
1+i√31+i(2+√3)
= -(1-i√3)×-1-√3-i(3+√3)
14 + 2√(3)

H = (-2-2√3)(2+√3)-1∈IR donc A; B; C et D sont cocycliques.