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Niveau terminale
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complexes et racines (compatibles ?)

Posté par
Justin
23-09-06 à 03:50

Bonjour, j'ai bidouillé et trouvé le résultat (biensûr faux) suivant:

i^2=-1
=> i = i^5
=> i^(1/2) = (i^5)^(1/2) = (i^2)^(1/2)*(i^3)^(1/2) = i*(i^3)^(1/2)
=> i = i^(1/2)/(i^3)^(1/2) = (i/i^3)^(1/2) = 1/(i^2)^(1/2) = 1/i
=> i^2=1
=><=

Où est la faille?

Merci! (N'hésitez pas à donner une explication faisant intervenir des concepts post-terminale.)

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 04:25

Bonjour,

Des concepts de Terminale suffisent.
Quel sens donnes-tu à i^(1/2) ?
Moi, aucun : la racine d'un nombre complexe non réel n'est pas définie.

Nicolas

Posté par
Justin
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 06:14

D'accord. Mais pourtant je pourrais donner un sens à i^(1/3). En effet, i = i^9 ainsi i^(1/3) = i^3.

Pourquoi ne pas généraliser ?

Merci

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 06:17

Tu ne peux pas donner de sens non plus à i^(1/3).

Soit z un complexe.
Généralement, il existe trois autres complexes, dont le cube est égal à z.
Lequel choisis-tu pour être la racine cubique officielle de z ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 06:20

Prenons l'exemple de z = -1
Il existe trois complexes dont le cube est égal à -1 : -1, e^(i.pi/3), e^(i.-pi/3)
Lequel choisis-tu pour être la racine cubique officielle de z ?

Posté par
Justin
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 06:21

Et puis 3 - 4i est bien un complexe non réel. Et pourtant on pourrait dire que (3 + 4i)^(1/2) = ((2 + i)^2)^(1/2) = 2 + i.

Encore merci!

Posté par
Justin
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 06:25

D'accord, ça pose problème effectivement. Qu'en est-t-il de la puissance d'un nombre (réel, mais pourquoi pas complexe) par un nombre complexe non réel? Pourquoi, par exemple,  la notation e^(i.pi/3) est-elle pertinente?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : complexes et racines (compatibles ?) 23-09-06 à 08:32

A mon sens en Terminale, e^(i.pi/3) doit plutôt être vu comme une notation, permettant de faire les opérations souhaitées.
Par exemple, un produit de complexes se traduit bien par une somme d'argument.
La vraie notion d'exponentielle complexe sera vue après le Bac.



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