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Nombres complexes

Arithmétique

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Graphes et matrices

Annexes

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Chapitre 2
TP INFO 1

Ensembles de Julia

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Énoncé
Soit et deux nombres complexes. On considère une suite de nombres complexes définie sur par et, pour tout entier naturel , . Pour tout entier naturel , on note .
L'ensemble de Julia, noté , est l'ensemble des nombres complexes tels que la suite est bornée.

Placeholder pour Fractale géométrique bleue et or : motif complexe aux formes organiques évoquant spirales et fleurs.Fractale géométrique bleue et or : motif complexe aux formes organiques évoquant spirales et fleurs.
Simpsons contributor / Anders Kaseorg / Wikimedia

Questions préliminaires :
On pose .
1. Quelle est la nature de la suite lorsque  ? Lorsque  ?

2. Quels nombres complexes appartiennent alors précisément à l'ensemble de Julia  ?
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Objectif

Étudier des propriétés de l'ensemble de Julia , c'est‑à‑dire lorsque , à l'aide d'une des deux méthodes.
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Méthode 1
GeoGebra

1. a. Construire le cercle de centre et de rayon et choisir une fenêtre graphique comprise entre et en abscisse et en ordonnée.

Logo Geogebra

GeoGebra

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b. Placer un nombre complexe de manière aléatoire dans le plan en utilisant l'outil correspondant.

Placeholder pour Capture d'écran du menu GeoGebra : création de points (point, sur objet, lier/libérer, intersection, milieu, nombre complexe).Capture d'écran du menu GeoGebra : création de points (point, sur objet, lier/libérer, intersection, milieu, nombre complexe).

c. Construire alors les points à puis déplacer .
Que peut‑on observer en fonction de la position de  ?

2. Démontrer que, si , alors la suite est décroissante et converge, et que si , alors la suite est croissante et diverge.

3. Que vient‑on de démontrer pour l'ensemble  ?
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Méthode 2
Python

On note, pour tout entier naturel , et , où , , et sont des réels.

1. Exprimer les termes et en fonction des termes et .

2. a. Reproduire et compléter l'algorithme suivant, qui permet d'obtenir les valeurs successives de pour allant de à pour et donnés.



b. Programmer et tester cet algorithme avec Python pour des valeurs telles que et .
Que peut‑on en conjecturer pour l'ensemble de Julia  ?



3. Démontrer que si , alors la suite est décroissante et converge, et que si , alors la suite est croissante et diverge.

4. Que vient‑on de démontrer pour l'ensemble  ?

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