1)Ensembles des nombres complexes
2) forme algébrique d 'un nombre complexe (vidéo)
3) Le conjugué et inverse d 'un nombre complexe
4) Résultats directs et propriétés (vidéo)
5) Module d’un nombre complexe :(vidéo)
6 )distance entre deux points du plan complexe (vidéo)
7 )l 'ensemble U
8) Forme trigonométrique d'un nombre complexe
1)Ensembles des nombres complexes
Définition
On admet qu'il existe un ensemble des nombres qu'on note : c'est l'ensemble des nombres complexes , vérifiant les propriétés suivantes :
1)
2) contient un nombre i tel que i² = - 1
3) tous les éléments de s'écrivent sous forme a + i b avec a ∈ ℝ et b ∈ℝ
4) L'ensemble des nombres complexes est une extension de l'ensemble ℝ et les règles de calcul des quatre opérations + ; - ; × et ÷ sont conservées
Exemples : 2 i ; 5 ; √3 ; i √5 ; ; 9 sont des nombres complexes
2) forme algébrique d 'un nombre complexe (vidéo) ((:
(∀ z ∈ ) ( ∃ ! (a ; b) ∈ ℝ² : z = a + i b
a + i b est la forme algébrique de nombre complexe z
a : c'est la partie réelle de z , notée Re (z)
b : c'est la partie imaginaire de z , notée Im(z)
Remarque :
z ∈ ℝ signifie que Im (z) = 0
z ∉ ℝ signifie que Im(z) ≠ 0
Si Re (z) = 0 alors z = i b on dit que z est un nombre imaginaire pur et par suite l'ensemble des imaginaires purs est l 'ensemble i ℝ = { i b / b ∈ ℝ } donc
z ∈ i ℝ ⇔ Re(z) =0 et i ℝ ∩ ℝ = 0
Exercices d 'applications :
Ecrire les nombres complexes sous forme algébrique:
3) Le conjugué et inverse d 'un nombre complexe
Définition :
Soient ( a ; b ) ∈ ℝ² et z = a + i b un nombre complexe , on appelle conjugué de z = a+ i b le nombre complexe
Remarques :
∀ (a ; b) ∈ ℝ² : a² + b² = ( a + i b ) ( a - i b )
l 'opposé du nombre complexe z = a + i b est z = - a - i b ≠
Proposition : l inverse d'un nombre complexe non nul z = a + i b est le nombre complexe
4) Résultats directs et propriétés
Soient z et deux nombres complexes
5) Module d’un nombre complexe :(vidéo)
5.1)Définition:
Soit z
un nombre complexe
Le nombre
réel
est le module de z on le note
Remarques :
Interprétation graphique :
Soit z = a + i b un nombre complexe et M son image dans un repère complexe
le module de z est la distance OM
5.2) propriétés:
Soient z et z' deux complexes : |z.z'| =|z| .|z'|
Re(z) ≤ |Re(z)| ≤ | z | et Im(z) ≤ | Im(z)| ≤ | z |
| z + z' | ≤ | z | + | z' |
6 )distance entre deux points du plan complexe (vidéo)
soient A et B deux points distincts d' affixes respectives et du plan complexe
Démonstration:
Exemples:
calculons distance entre A et B
Représentant les point A(z_A
)et B(z_B)
sur le plan complexe : le point A à pour coordonnées ( 5; 3) et le point B à pour coordonnées ( -3 ; -1)
Calcul de la distance ( longueur) AB
calcul de la distance AB utilisant Théorème de Pythagore:
on trace Le triangle rectangle ABC .Puis calculant la longueur de L'hypoténuse AB
7 )l 'ensemble U
L'ensemble U est l'ensemble des nombres complexes dont le module est égale à 1 on le note U = { z ∈ ℂ / | z| = 1}
7-1) propriétés:
(∀ z ∈ U ) : z ≠ 0 ; (∀ z ∈ U ) :
(∀ z ∈ U ) : ∈ U et (﹣ z )∈ U
∀ ( z ; z' )∈ U² : (z × z') ∈ U
L'image de U dans le plan complexe est un cercle trigonométrique
preuve:
8) Forme trigonométrique d'un nombre complexe
8-1) Argument d'un nombre complexe
Définition :
(∀ z ∈ U) (∃ θ ∈ ℝ) : z = cosθ + i sinθ ; le nombre réel θ est appelé argument de nombre complexe z on le note arg(z)
Conséquence: (∀ z ∈ ℂ*) ( ∃ θ' ∈ ℝ) : z = |z| (cos θ' + i sinθ') ; θ' est aussi argument de z est noté arg(z) avec θ' ≡ arg( z/|z|) [2π]
l'écriture : z = z = |z| (cos θ' + i sinθ') est la forme trigonométrique de nombre complexe z ; noté z = [ |z| ; θ' ]
Exemple:
Remarque:
8-2) Relation entre les coordonnées polaires et cartésiennes
Dans l'espace muni d'un repère cartésien tout point M pour coordonnées (x ; y ; z) signifie que M est déterminé par :
Dans le plan muni d'un repère orthonormé direct La longueur du segment OM = r La longueur du segment correspond à la coordonnée radiale r
L'angle θ est la coordonnée angulaire. Cet angle est mesuré par rapport à l'axe des abscisses ox .
Les coordonnées polaires du point M sont : ( r ;θ )
Soit z ∈ ℂ* si z = x + i y ( x ; y )∈ ℝ² avec x≠ 0 et y ≠ 0 et argument de z = θ
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