Mathématiques Expertes Terminale
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Nombres complexes
Ch. 1
Nombres complexes, point de vue algébrique
Ch. 2
Nombres complexes, point de vue géométrique
Arithmétique
Ch. 3
Divisibilité dans Z
Ch. 4
PGCD et applications
Ch. 5
Nombres premiers
Graphes et matrices
Ch. 6
Calcul matriciel et applications aux graphes
Ch. 7
Suites et matrices
Annexes
Cahier d'algorithmique et de programmation
Chapitre 2

Nombres complexes, point de vue géométrique

Maths expertes - chapitre 2 - Nombres complexes, point de vue géométrique - ouverture
Le zoom est accessible dans la version Premium.
Crédits : Triff / Shutterstock
Capacités attendues
1. Représenter un nombre complexe par un point.
2. Déterminer le module et les arguments d'un nombre complexe.

3. Passer de la forme algébrique à une forme trigonométrique ou exponentielle et inversement.

4. Utiliser les nombres complexes pour étudier des configurations du plan dans le cadre de la résolution de problèmes.

5. Utiliser les formules d'Euler et de Moivre pour transformer des expressions trigonométriques dans des contextes divers (intégration, suites, etc.).

6. Utiliser les racines de l'unité dans l'étude de configurations liées aux polygones réguliers.
Les nombres complexes ont, après leur apparition, eu différentes utilisations et ont ainsi permis des avancées dans plusieurs domaines des mathématiques : calcul intégral, suites, écriture complexe des transformations du plan, transformation de Fourier discrète, fonctions holomorphes... L'électricité, les trajectoires des planètes et la navigation, par exemple, sont autant de domaines dans lesquels les nombres complexes ont permis de grandes découvertes.

Avant de commencer

Prérequis
1. Déterminer la forme algébrique et conjuguée d'un nombre complexe.
2. Savoir résoudre des équations ou systèmes d'équations faisant intervenir et .
3. Savoir résoudre des équations polynomiales.
4. Maitriser la fonction exponentielle.
5. Connaître les relations trigonométriques et les valeurs trigonométriques remarquables.
6. Savoir étudier des situations de parallélisme et d'orthogonalité dans le plan.

Anecdote

Il a fallu plus de deux siècles pour que les nombres « imaginaires », qui ne sont au départ que des fictions utiles aux calculs algébriques, prennent un statut nouveau, qu'il soit algébrique ou géométrique. C'est Gauss qui, en 1831, introduit les « nombres complexes » en lien avec leur représentation dans un plan.

1
Écrire un nombre complexe sous forme algébrique

1. Déterminer la forme algébrique des nombres complexes suivants.
a.


b.


2. Déterminer la forme algébrique du conjugué du nombre complexe .

2
Résoudre des équations dans

Résoudre dans les équations suivantes.

1.


2.


3.


4.

3
Résoudre une équation du second degré

Résoudre dans les équations suivantes.

1.


2.


3.


4.

4
Résoudre une équation polynomiale

1.On considère le polynôme défini sur par .
a. Montrer que est une racine de .


b. En déduire une factorisation du polynôme .


c. Résoudre dans l'équation .


2. Résoudre dans l'équation .

5
Utiliser les propriétés de la fonction exponentielle

Soit un nombre réel.
Simplifier les écritures suivantes.

1.


2.


3.


4.

6
Utiliser les fonctions trigonométriques

1. À l'aide d'un cercle trigonométrique, déterminer le cosinus et le sinus des angles suivants exprimés en radian.
a.


b.


c.


d.


2. Pour chaque cas, déterminer une valeur de vérifiant les conditions données :
a. et .


b. et .


3. Résoudre dans le système .

7
Utiliser des propriétés géométriques

On considère un plan muni d'un repère orthonormé , d'unité le centimètre.
1. Placer le point tel que  rad et cm.

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2. Déterminer la nature du triangle tel que , et .

8
Problème

On considère un plan muni d'un repère orthonormé .
Soient , et trois points définis par :
  •  rad et  ;
  • appartient au cercle trigonométrique de centre tel que  rad ;
  • a pour coordonnées .

Déterminer la nature du triangle .

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