Mathématiques du secondaire qualifiant

Nombres complexes (8)

2.3 Angle de deux vecteurs

Soient p et q deux vecteurs.
1) (p ; q) = (p;u) + (u ; q)
= (u ; q) - (u ; p) donc
(p ; q) =(u ; q) - (u ; p) + 2kπ avec k∈ℤ.
2) aff(p + q) = aff(p) + aff(q).
3) aff(kp) = kaff(p) .
4) affAB = aff(B) - aff(A).
5) AB = | aff(B) - aff(A) |.

2.3.1 Propriété

Soient A(a); B(b); C(c) et D(d) quatre points distincts.
(u ; AB) = argz'-argz+2kπ avec k∈ℤ.

(AB ; CD) ≡ argd-c[2π]
b-a
2.3.2 Alignement de trois points

Trois points distincts A(a) ; B(b) et C(c) sont alignés ⇔ (∃t∈IR): AC = tAB

c-a = t∈IR
b-a
Propriété

Trois points distincts A(a) ; B(b) et C(c) sont alignés

c-a∈IR
b-a
⇔argc-a=0 ou π+2kπ avec k∈ℤ
b-a

Résultat (AB)⊥(CD)⇔

arg c-a π ou [2π]
b-a 2 2
Exercice 1 tp

Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct (O;u;v), on considère trois points A(a) ; B(b) ; C(c) tels que a=1

b=1- i √3
2 2
c=1+ i √3
2 2

1) Calculer les distances AB ; AC et BC.

2) Déterminer une mesure de l'angle
(AB ; AC).

Correction

1) AB=|b-a|=|(0,5-1)-i(0,5)√3|
=√((-0,5)²+(0,5√3)²)
Ainsi AB = 1
AC=|Zc-Za|=(0,5-1)+i(0,5)√3|
=√((-0,5)²+(0,5√3)²)
Ainsi AC = 1
BC=|Zc-Zb|=|(0,5-0,5)+i(√3)|
Ainsi BC = 3.

2) On a

(AB ; AC) ≡ argc-a[2π]
b-a
≡ arg-0,5+i(0,5)√3[2π]
-0,5-i(0,5)√3

≡ arg(-0,5+i(0,5)√3)
- arg(-0,5-i(0,5)√3)

- (-2π)
3 3

Donc

(AB ; AC) = +2kπ avec k∈ℤ
3

ou encore

(AB ; AC) = -2π +2kπ avec k∈ℤ
3