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Déterminer z1, z2 et z3

Posté par
Happiness
03-01-14 à 17:42

Bonjour,
J'ai un exercice a faire mais je suis bloqué dès la première question. Voici l'énoncé :
Soit trois nombres complexes z1,z2 et z3 de modules inférieurs ou  égales à 1 et vérifiant les égalités :

z1z2z3= 1 et z1+z2+z3= 1

I.1. Montrer que ces trois nombres complexes sont de module 1
  2. Montrer alors que 1/z1+1/z2+1/z3= 1, puis en déduire que
z1z2+z2z3+z1z3= 1

II.1. Montrer que (z-z1)(z-z2)(z-z3)= z3-z²+z-1. Ce polynôme sera noté P(z).
   2. Vérifier que 1 est racine du polynôme P.
   3. En déduire une factorisation de P(z) en polynôme de degré 1 par un polynôme de degré 2.
   4. Déduire les valeurs de z1,z2 et z3.

Pouvez-vous m'indiquer des pistes s'il vous plait ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-01-14 à 19:21

Bonjour,
J'admets 1) pour l'instant et je donne une piste pour 2.
z1+z2+z3 = 1 donc conjugué de (z1+z2+z3) = conjugué de 1 .
D'après 1), conjugué de z1 = 1/z1.

Posté par
Yzz
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-01-14 à 19:24

Salut,
Pour le 1 :
Il est dit que les trois nombres sont de modules inférieurs ou égaux à 1.
Si on suppose que l'un d'eux a un module strictement inférieur à 1 , alors |z1z2z3| = |z1||z2||z3| < 1 , ce qui contredit le fait que z1z2z3 = 1 ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-01-14 à 19:35

Je fais un effort d'écriture en latex :

\overline{z_1+z_2+z_3} = \overline{1}

\overline{z_1} = 1/z1

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-01-14 à 22:12

Salut Yzz je n'ai pas vraiment compris où tu veux en venir. Peut tu me le réexpliquer autrement s'il te plait ?
Bonjour Sylvieg, comment sait-on que z1(barre)= 1/z1 ? Est-ce que cela veut dire que le conjugué de z2= 1/z2 ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 08:28

Si |z| = 1 alors z\bar{z} = 1 .
Cela doit être dans ton cours et vient de z\bar{z} = a2+b2 = |z|2 .

Pour le 1), je ne voyais pas comment l'expliquer de manière simple ; je vais essayer de le justifier par l'absurde en sachant qu'il y a peut-être plus intuitif :
Je note r , s et t les trois modules pour faciliter l'écriture.
Les données sont 0 r 1 0 s 1 0 t 1 rst = 1
D'où 0 rs 1 .
En multipliant par t : 0 rst t .
Or rst = 1 ; donc 1 t .
or t 1 ; donc t = 1 .

Finalement, pas de raisonnement par l'absurde.
Intuitivement, si l'un des trois facteur est strictement inférieur à 1, le produit est inférieur strict à 1.

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 18:52

Bonsoir Sylvieg,

J'ai compris ce que vous avez écrit mais je ne comprends pas comment grâce a vos indications je peux montrer que ces trois nombres complexes sont de module 1 ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 19:21

J'ai démontré t = 1 ; on pourrait démontrer de même r = 1 ou s = 1 .

Petit rappel :

Citation :
Je note r , s et t les trois modules pour faciliter l'écriture

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 19:34

D'accord donc ce que vous avez fait c'est montrer que les nombres sont de module 1 ?
Vous avez dit que \overline{z_1}  =  1/z1 est-ce que cela marche aussi avec z2 ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 20:35

Citation :
Si |z| = 1 alors z\bar{z} = 1 .
Cela doit être dans ton cours et vient de z\bar{z} = a2+b2 = |z|2 .

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 22:02

Pour la question I.1. ça reste un peu flou mais pour la question I.2. j'ai mis ça :

\overline{z_1+z_2+z_3}  =  \overline{1}
 \Longleftrightarrow\bar{z_1} +\bar{z_2} +\bar{z_3} = 1
Or d'apres I.1. on a : \overline{z_n}  =  1/z_n
Donc \frac{1}{z_1} +\frac{1}{z_2} +\frac{1}{z_3}  = 1

Ensuite je suis de nouveau bloqué pour cette expression :
z1z2+z2z3+z1z3= 1

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 04-01-14 à 22:56

J'ai trouver ceci pour l'expression z_2 \times z_3 + z_1 \times z_3 + z_1 \times z_2 = 1 :

On sait que z_1 \times z_2 \times z_3 = 1
Donc
z_1 \times z_2 = \frac{1}{z_3} 
 \\ z_2 \times z_3 = \frac{1}{z_1} 
 \\ z_1 \times z_3 = \frac{1}{z_2} 
 \\
Alors :
\frac{1}{z_1} +\frac{1}{z_2} +\frac{1}{z_3}  = 1 
 \\ \Longleftrightarrow z_2 \times z_3 + z_1 \times z_3 + z_1 \times z_2 = 1

J'ai ensuite réussi la II.1. et la II.2. mais je bloque a la II.3. qui est :
En déduire une factorisation de P(z) en polynôme de degré 1 par un polynôme de degré 2.

Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 05-01-14 à 09:04

3. fait appel à une propriété qui n'est peut-être plus au programme :
P(x) étant un polynôme, si P() = 0 alors P(x) est factorisable par (x-).
la propriété est vraie si on travaille dans mais aussi dans .

Ici, il s'agit donc de chercher une factorisation de z3-z²+z-1 par (z-1).

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 05-01-14 à 13:48

Bonjour Sylvieg,

J'ai fait comme vous m'avez dit de faire et j'ai obtenue ceci :

(z-1)(z^2+1)

C'est bien ça ?

Cependant je ne voit pas trop comment en déduire les valeurs de z_1, z_2 et z_3.

Pouvez vous m'aider s'il vous plait ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 05-01-14 à 18:03

C'est bien ça

D'après 1. résoudre P(z) = 0 revient à résoudre (z-z1)(z-z2)(z-z3) = 0
Et les solutions de cette dernière équation sont z1, z2 et z3.

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 05-01-14 à 19:52

Voila ce que j'ai fait :

(z-z_1)(z-z_2)(z-z_3) = 0


 \\ z-z_1 = 0 
 \\ \Longleftrightarrow z_1 = z
 \\ z-z_2 = 0
 \\ \Longleftrightarrow z_2 = z     
 \\ z-z_3 = 0
 \\ \Longleftrightarrow z_3 = z

Donc z_1 = z_2 = z_3 = z

Mais comment peut-on déterminer z ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 05-01-14 à 20:33

Sais-tu résoudre (x-3)(x-7)(x-15) = 0 ?

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 06-01-14 à 09:02

je crois qu'il faut dire : Un produit est nul ssi un de ses facteurs est nul donc :

x-3 = 0 x = 3
x-7 = 0 x = 7
x-15 = 0 x = 15

Donc les solutions sont 3, 7 et 15.

C'est bien ça ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 06-01-14 à 09:18

Oui.
De même les solutions de (z-z1)(z-z2)(z-z3) = 0 sont z1, z2 et z3.

On peut aussi trouver ces trois solutions à partir de (z-1)(z^2+1) = 0 .

Pour cela il suffit d'écrire z - 1 = 0 ou z2 + 1 = 0 et de savoir quelles sont les deux solutions de z2 = -1 .

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Déterminer z1, z2 et z3 06-01-14 à 09:38

P(z) = z³-z²+z-1
= z²(z-1) + (z-1)
= (z-1).(z²+1)
= (z-1).(z² - i²)
= (z-1).(z-i).(z+i)

P(z) = 0
(z-1).(z-i).(z+i) = 0

S:{1 ; -i ; i}
-----

Posté par
Happiness
re : Déterminer z1, z2 et z3 06-01-14 à 18:28

D'accord merci beaucoup de m'avoir aidé !

Bonne soirée

Posté par
hitachi77
explication de la question n.1.a 01-03-15 à 19:13

Bonsoir,  j'ai compris l'ensemble de l'exercice mais j'ai encore quelques soucis avec la question 1.a , j'ai du mal à comprendre l'explication qui a été donnée. Pouvez-vous m'éclairer 'il vous plaît ?
Je vous remercié d'avance

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 02-03-15 à 11:29

Bonjour,
Je suppose qu'il s'agit de la toute première question : Montrer que ces trois nombres complexes sont de module 1 .
Je reprends les explications du 04/01/2014 8h28 :

Je note r , s et t les trois modules pour faciliter l'écriture.
D'après les données on a 0 r 1 et 0 s 1 . D'où 0 rs 1 .
En multipliant par t : 0 rst t .
Or rst = 1 car z1z2z3= 1 ; donc 1 t .
Par ailleurs t 1 ; donc t = 1 .

On peut démontrer de même que r = 1 et s = 1 .

Précise où cela coince.

Posté par
alainpaul
re : Déterminer z1, z2 et z3 02-03-15 à 15:05

Bonjour,


Nous avons 3 nombres et seulement 2 équations,donc la contrainte
modulaire doit jouer,



Alain

Posté par
hitachi77
re : Déterminer z1, z2 et z3 02-03-15 à 17:32

en fait je ne comprends pas pourquoi vous faites une multiplication des modules mais aussi pourquoi savez vous que le résultat est 1, vous admettez directement que les modules sont égaux à 1 c'est cela ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 02-03-15 à 20:46

Dans les données il y a z1z2z3= 1 .
Il y a une formule :
|zz'| = |z||z'|

D'où |z1||z2||z3| = |z1z2z3| = |1| = 1

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-03-15 à 07:01

On peut faire moins de multiplications.
En notant r , s et t les trois modules pour faciliter l'écriture.

D'après les données, on a 0 r 1 , 0 s 1 , 0 t 1 et rst = 1 .

Pour démontrer t = 1 on utilise t = 1/(rs) et 0 rs 1 :

1/(rs) 1 ; donc t 1 qui s'écrit aussi 1 t

D'où 1 t 1 ; donc t = 1 .

Posté par
alainpaul
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-03-15 à 10:36

Bonjour,


La contrainte modulaire se traduit par le fait que les trois pointsz_1,z_2,z_3
appartiennent au cercle de rayon 1 ,centré en (0,0).

z_1\times z_2 \times z_3=1 \equiv |z_1|\times |z_2| \times |z_3|=1

Impose à ces points d' être sur la circonférence unité ou encore
z_1,z_2,z_3 ont pour module 1,

...


Alain

Posté par
hitachi77
re : Déterminer z1, z2 et z3 03-03-15 à 20:05

ha oui je comprends mieux, on avait fait un exercice en cours sur les points appartenant à un même cercle.

Je vous remercie de votre aide



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