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Niveau Maths sup
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équation complexe

Posté par
acdc91
21-10-15 à 13:27

Bonjour à tous,
voilà, j'ai cette équation à résoudre mais je ne sais absolument pas comment faire, si vous pouviez m'aider

((z-1)/(z+1))7  +((z+1)/(z-1))7   =1

merci d'avance !

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 13:42

Bonjour, tu pourrais déjà poser Z = ((z-1)/(z+1))7 et résoudre Z + 1/Z = 1
une fois que tu auras les solutions tu pourras prendre les racines 7 ième des solutions et résoudre (z-1)/(z+1) = ces solutions

Posté par
acdc91
équation complexe 21-10-15 à 15:38

alors, pour commencer merci de ton aide,
j'ai résolu l'équation Z + 1/Z = 1
ce qui m'a amenée à ce trinôme : -Z²+Z-1=0
j'ai trouvé les solutions:
Z= (1+i3)/2
et Z = ( 1-i3) /2
par contre je ne comprends pas ce que tu entends par prendre les racines 7ième des solutions ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 15:42

mets Z sous forme trigonométrique rei
si z7 = rei alors z = r1/7ei(+2k)/7 avec k = 0 à 6

Posté par
acdc91
re équation complexe 21-10-15 à 15:55

d'accord, et donc là, je cherche les solutions à r1/7ei(+2k)/7  =  (z-1)/(z+1)
??

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 16:11

il faudra que tu détermine r et d'abord.

oui après, produit en croix, tu isoles z et tu auras les solutions de l'équation initiale.

Posté par
acdc91
re équation complexe 21-10-15 à 16:13

je ne vois pas comment faire je suis totalement bloquée ,
si vous pouviez me conseiller..
désolée de vous embêter

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 16:17

(z-1)/(z+1) = k
tu sais quand même tirer z de cette équation ? produit en croix, les z à gauche, le reste à droite, z en facteur, etc.... on apprend ça en première.

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 16:18

Et le module et argument de (1i3)/2, c'est pas là dessus que tu sèches ? si ?

Posté par
acdc91
complexes 21-10-15 à 16:30

non mais ce que je ne comprends pas c'est pour déterminer r et
ce qui me gêne, c'est quand vous marquez z7 = rei
car on a posé Z= ((z-1)/(z+1))7 d'où rei = ((z-1)/(z+1))7
c'est à dire r1/7 ei(+2k)7 = ((z-1)/(z+1))7
or vous avez marqué  z = r1/7 ei(+2k)7

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 16:36

Reprenons autrement :
on a posé Z = ((z-1)/(z+1))7
tu as trouvé les valeurs que pouvait prendre Z. donc si k sont les racines 7 ième de Z (donc telles que k7 = Z)

alors (z-1)/(z+1) = k

Posté par
acdc91
re 21-10-15 à 16:46

c'est à dire z= (k +1)/( 1- k)

J'ai aussi  (1i3)/2 :
            r=1 et = /3


mais comment trouver k à partir de ça ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 16:53

tu as la formule dans le post de 15:42

Posté par
acdc91
re 21-10-15 à 17:00

en remplaçant r et , j'obtiens = ei(/21 + 2k/7)[sup]1/7[/sup]

j'ai donc z= (ei(/21 + 2k/7)[sup]1/7[/sup]

+ ei0) / (ei0 - ei(/21 + 2k/7)[sup]1/7[/sup]


j'ai pensé à utiliser la factorisation par l'angle moitié, mais la puissance 1/7 m'embête

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 17:06

non, il faut laisser k, tu as deux fois 7 solutions en fait
(et puis r=1 donc r1/7 n'est pas bien gênant)

z= ( ei( /3+2k)/7 +1)/( 1- ei( /3+2k)/7 ) avec k = 0...6

Posté par
acdc91
re 21-10-15 à 17:22

d'accord, donc je peux laisser le résultat tel quel
je ne comprends juste pas, tu as retiré la puissance 1/7 ??
ou mon résultat n'était pas juste ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 17:28

11/7 = 1

Posté par
acdc91
re 21-10-15 à 17:37

dans mon résultat la puissance 1/7 concernait l'exponentielle pas le 1

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : équation complexe 21-10-15 à 18:04

((z-1)/(z+1))^7  +((z+1)/(z-1))^7   =1

Posons : ((z-1)/(z+1))^7 = Z

Z + 1/Z = = 1
Z² - Z + 1 = 0
Z = [1 +/- (-3)^(1/2)]/2

Z = 1/2 +/- i.((V3)/2)

Z1 = e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi))
Z2 = e^(i.(2Pi/3 + 2k.Pi))

a)
Z1 = e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi))

((z-1)/(z+1))^7 = e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi))
((z-1)/(z+1)) = e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi)/7)
(z-1) = (z+1).e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi)/7)
z.(1 - e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi)/7)) = (1 + e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi)/7))
z = (1 + e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi)/7))/(1 - e^(i.(Pi/3 + 2k.Pi)/7))

on trouve 7 solutions en prenant k dans N (depuis 0 jusque 6)

k = 0 :
z0 = (1 + e^(i.(Pi/3)/7))/(1 - e^(i.(Pi/3)/7))  
z0 = (1 + e^(i.(Pi/21))/(1 - e^(i.(Pi/21))
z0 = (1 + cos(Pi/21) + i.sin(Pi/21))/(1 - cos(Pi/21) - i.sin(Pi/21))
z0 = (1 + cos(Pi/21) + i.sin(Pi/21)).(1 - cos(Pi/21) + i.sin(Pi/21)/[(1 - cos(Pi/21))² + sin²(Pi/21)]
z0 = (1 + cos(Pi/21) + i.sin(Pi/21)-cos(Pi/21) - cos²(Pi/21) - i.sin(Pi/21).cos(Pi/21)  +i.sin(Pi/21) + i.sin(Pi/21).cos(Pi/21) - sin²(Pi/21))/[2 - 2.cos(Pi/21)]
z0 = (2 i.sin(Pi/21) )/[2 - 2.cos(Pi/21)]
z0 = i.sin(Pi/21)/(1 - cos(Pi/21))
z0 = i * cotg(Pi/42)

k = 1 :
...

K = 2, 3 , 4 et 5
...

b)
Z2 = e^(2i.(Pi/3 + 2k.Pi))
.

Sauf distraction.  

Posté par
Glapion Moderateur
re : équation complexe 21-10-15 à 18:06

non, prendre la racine 7 ième d'une exponentielle c'est diviser l'exposant par 7

(ei)1/7 = ei/7
et c'est bien ce qu'on a fait, l'exposant a bien un /7

Posté par
alainpaul
re : équation complexe 21-10-15 à 19:54

Bonsoir,

L'équation est équivalente à (\frac{z-1}{z+1})^{14}-(\frac{z-1}{z+1}]^7+1
et peut se factoriser comme suit:
((\frac{z-1}{z+1})^7-j)\times((\frac{z-1}{z+1})^7-j^2)=0

sachant que j^3=1   ,  j=j^7e^{2ik\pi} ,  j^2=j^{14}e^{2ik\pi}


Les racines répondent à une relation:\frac{z-1}{z+1}=je^{i\theta} ,=j^2e^{i\theta}



Alain

Posté par
acdc91
re 22-10-15 à 15:17

Merci à tous de votre aide, j'ai terminé l'exercice !
Et particulièrement merci à Glapion qui a pris du temps pour m'aider et à répondre à mes questions souvent idiotes, je pense que j'étais fatiguée et que je me suis créer des difficultés inexistantes,
bonne continuation !



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