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Niveau Maths sup
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complexes et alignement de points

Posté par
molp
15-09-06 à 19:37

bonsoir,
Je bute depuis plus d'une demi-heure sur cette question donc je viens chercher un peu d'aide sur "l'ile". Merci d'avance.
"Soient wU, n[2,+[(n entier), et (E) l'équation : z^n=w.
On note z[1],...,z[n] les n solutions de (E). On munit le plan d'un repère orthonormé direct. Montrer que les points d'affixes (1+z[1])^n,...,(1+z[n])^n sont alignés."

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 15-09-06 à 22:47

Bonsoir molp

Peut-être y a-t-il une solution plus élégante mais on peut remarquer que le problème revient à montrer que pour tout k différent de 1, le complexe

\Large{(1+z_{k})^{n}-(1+z_{1})^{n}}

a un argument qui est indépendant de k.

Kaiser

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 09:05

bonjour,
Tout d'abord je ne comprend pas pourquoi si on montre que si ce complexe a un argument qui est indépendant de k alors les points d'affixes (1°z[1])^n,(1+z[2])^n,...,(1+z[])^n seront alignés.
Et deuxièmement je n'arrive pas à caluculer l'argument de ce complexe : les puissances n me gènent et on ne peut bien sur pas mettre en facteur.

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 11:28

Bonjour molp

En fait, j'avais oublié un détail mais l'idée est là.
Il faut raisonner en terme d'affixes de vecteurs. J'explique : si l'on pose \Large{M_{k}} le point d'affixe \Large{(1+z_{k})^{n}}.
Le problème revient alors à montrer que les vecteurs \Large{\vec{M_{1}M_{k}}} sont colinéaires et donc que les arguments de de ces complexes sont égaux modulo \Large{\pi}.
Pour t'en convaincre, essaie de faire un dessin.
Sinon, as-tu essayé de calculer explicitement les \Large{z_{k}} ?

Kaiser

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 11:57

oui je comprend et j'ai calculer les z[k]. Je trouve :
z[0];z[0].e^((i2)/n);...;z[0].e^((i2(n-1))/n)
avec z[0] une racine évidente de w : z[0]=e^((i)/n)
Mais je vois pas comment montrer que les vecteurs sont colinéaires.

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:00

Une astuce serait de commencer par simplifier \Large{{(1+z_{k})}^{n}} en factorisant, à l'intérieur de la parenthèse, pour essayer de faire intervenir un cosinus par exemple.

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:09

d'accord, donc par symétrisation on obtient :
(e^((i(+k.))/2n).2cos((+k.)/2n))^n
mais je vois pas en quoi cela nous avance plus !!!

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:12

Tu as oublié une chose : l'exponentielle ressort à la puissance n.

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:15

Ce qui signifie qu'on a alors :
e^((i(+k.))/2).2cos^n((+k.)/2n) ???

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:19

Attends deux secondes :

Je suis d'accord avec toi pour \Large{z_{k}=\exp(i\frac{2k\pi+\theta}{n})}, par contre, la factorisation, il me semble qu'il y a un 2 en trop.
Autre chose : le 2 ressort aussi à la puissance n.

Kaiser

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:24

j'ai pas plutot oublié des 2 :
ce serait pas pluttot : e^((i(+2k.))/2).2^n.cos^n((+2k.)/2n)

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:30

Oui, effectivement.
À présent, que vaut l'argument de ce complexe (modulo \Large{\pi}).

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:33

(+2.k.)/2 ???

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:36

Tu peux encore simplifier (n'oublie pas que l'on veut un argument indépendant de k).

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:38

/2 car k est entier

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:40

OK ! Bon ben voilà, l'exo est fini !

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:42

Pk je comprend pas bien parce que /2 est réel ???

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:45

oui et bien, où est le problème ?

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 12:55

Le problème c'est que je comprend pas en qoui le fait que l'argument du point M[k] soit réel nous indique que les points M[1],..,M[k] soient alignés.

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 13:00

Désolé, en fait on a pas tout à fait terminé.
Il faut regarder l'argument de \Large{(1+z_{k})^{n}-(1+z_{1})^{n}}.
Une dernière précision : un argument est toujours réel.

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 13:05

dela même façon que pour z[k] on trouve :
(1+z[1])^n = e^((i(+2.))/2).2^n.cos^n((+2.)/2n)
mais après je sais pas comment calculer l'arg de la différnce des deux.

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 14:31

En fait, je crois qu'on peut faire plus simple.
On a montré que les affixes des points \Large{M_{k}} avaient des arguments égaux modulo \Large{\pi}, donc il sont alignés. Plus précisément, ces points se trouvent sur la droite qui fait un angle \Large{\frac{\theta}{2}} avec l'axe de abscisses.

Posté par
molp
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 15:45

okay et merci inifinment

Posté par
kaiser Moderateur
re : complexes et alignement de points 16-09-06 à 15:46

Mais je t'en prie !



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