Mathématiques

Question

Bonsoir, j'aurais besoin de votre aide s'il vous plaît pour l'exercice de maths suivant :

Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormée direct (0, vecteur u, vecteur v).
On donne le nombre le nombre complexe
j = -\frac{1}{2} + i \frac{\sqrt{3}}{2}
Le but de cet exercice est d'étudier quelques propriétés du nombre j et de mettre en évidence un lien de ce nombre avec les triangles équilatéraux.
1) a) Résoudre dans l'ensemble C des nombres complexes l'équation : z² + z + 1 = 0
b)Vérifier que le nombre complexe j est solution de cette équation.
2) Déterminer le module et un argument du nombre complexe j, puis donner sa forme exponentielle.
3) Déterminer les égalités suivantes :
a) j^3 = 1
b) j² = -1-j
4) On note P, Q, R les images respectives des nombres complexes 1, j et j² dans le plan. Quelle est la nature du triangle PQR ? Justifier la réponse.

1 Réponse

  • Bonjour,

    1)

    a) z² + z + 1 = 0

    Δ = 1 - 4 = -3 = (i√3)²

    z = (-1 - i√3)/2    ou z = (-1 + i√3)/2

    b) j = -1/2 + i√3/2 = (-1 + i√3)/2  donc solution de l'équation précédente

    2) |j| = √[(-1/2)² + (√3/2)²] = √(1/4 + 3/4) = 1

    ⇒ cos(arg(j)) = -1/2 et sin(arg(j)) = √3/2

    ⇒ arg(j) = 2π/3

    ⇒ j = e^(i2π/3)

    3) a) j³ = e^(i2π) = 1

    b) j² = e^(i4π/3)

    -1 - j = -1 + 1/2 - i√3/2 = -1/2 - i√3/2 = e^(i4π/3)

    4) PQ = PR = QR  PQR équilatéral

    |j - 1| = etc...

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