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équation complexe

Posté par
kassiopeia
03-02-24 à 18:04

Bonjour,

pourriez-vous m'aider pour l'exercice d'un examen de concours qui m'occupe déjà depuis deux jours..

Résoudre dans C l'équation
z3=|z|2+i*sqrt(2)*|z|

Indication: calculer d'abord |z| en égalant les modules des deux membres. En déduire ensuite la forme trigonométrique des solutions.

J'ai essayé de suivre l'indication mais je n'ai pas réussi. J'ai essayé de résoudre en forme algébrique mais je recois des équations avec deux inconnus dans la 4eme, 5eme puissance...

Merci en avance.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 03-02-24 à 18:43

Bonjour,
En notant r le module de z, et Z = z3, on a
Z = r2 + i 2 r \; et \; |Z|=r3 .
En exprimant | r2 + i 2 r | en fonction de r, on peut en déduire une équation en r2.


Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 03-02-24 à 19:38

Ah d'accord je vois pour le module.

Ce que je ne comprends pas: pourquoi le module de Z est r3? Si je le calcule j'ai |Z|=r*sqrt(r^2+2)

Et donc je dois résoudre l'équation r^2+i*sqrt(2)*r-Z=0 c'est ca?

Posté par
carpediem
re : équation complexe 03-02-24 à 20:00

salut

il ne doit plus y avoir de z ou de Z !!


tout d'abord on peut remarquer que 0 est solution

en supposant maintenant z non nul et en posant z = r e^{it} alors on peut diviser par |z| et l'équation est équivalente à :

z^2 e^{it}= |z| + i \sqrt 2   (le membre de droite est la forme algébrique d'un complexe puisque |z| est réel)

donc en prenant alors les modules de chaque côté on obtient |z|^2 = \left| |z| + i \sqrt 2 \right| = \sqrt {|z|^2 + 2}

donc |z|^4 = |z|^2 + 2 soit encore \left( |z|^2 - 2 \right) \left( |z|^2 + 1 \right) = 0

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 03-02-24 à 20:48

Je réponds à kassiopeia.
Si Z = z3 alors |Z| = |z|3 = r3
Par ailleurs, |z|2+i(2)|z| est de la forme x+iy avec x et y réels.
D'où le carré du module : x2 + y2 = (|z|2)2+(sqrt(2)*|z|)2 = |z|4 + 2|z|2 = r4 + 2r2
Et enfin (r3)2 = r4 + 2r2
Poser R = r2 pour obtenir R3 - R2 - 2R = 0.
R3 - R2 - 2R = 0 R(....) = 0
A terminer sans oublier que R et r sont positifs.

Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 03-02-24 à 21:13

Merci bcp à vous deux! J'ai bien compris les deux chemins =)

En fait j_ai remarqué que j'avais trouvé exactement les mêmes solutions avant, mais je savais pas quoi faire avec a^2+b^2=-1 etc.. j'ai pas pensé de prendre la forme trigonométrique

Juste une dernière chose: Les solutions obtenues sont donc

z=0,
r=sqrt(2) et
r=-1

Si les modules sqrt(2) et -1 sont des solutions.. est-ce que ca veut dire que tous nombres complexes avec ces modules sont des solutions?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 03-02-24 à 21:24

Tu as déjà vu un module égal à -1 ?

Citation :
A terminer sans oublier que R et r sont positifs.

Le raisonnement n'a pas été fait par équivalence ; il faut donc ensuite revenir à l'équation départ avec le résultat partiel obtenu.

Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 03-02-24 à 21:33

ah oui bien sûr.. bête

donc les solutions r=-sqrt(2) et r=-1 sont impossible.

d'où r=0 ou r=sqrt(2), donc z=0 ou z élément du cercle de centre (0|0) et de rayon sqrt(2)? cest ca?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 03-02-24 à 21:36

Citation :
Indication: calculer d'abord |z|
Citation :
il faut donc ensuite revenir à l'équation départ avec le résultat partiel obtenu

Je ne vais plus être disponible avant demain matin.
Bonne nuit.

Posté par
carpediem
re : équation complexe 03-02-24 à 21:54

en attendant que Sylvieg revienne à nouveau ...

attention il me semble : tu as trouvé que |z| = \sqrt 2 mais il reste encore à déterminer un argument

car l'équation devient après simplification \sqrt 2 e^{i3t} = 1 + i

il suffit de transformer le second membre sous forme exponentielle ...

Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 03-02-24 à 21:58

hmm.. mais c'est pas ca?

car |z|=0 ou |z|=2 ou autrement a^2+b^2=0 ou a^2+b^2=2

a et b étant des réels ca doit être a=0 et b=0 donc z=0 ou le cercle non?

Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 03-02-24 à 22:16

@carpediem j'ai vu ta réponse trop tard..

j'ai compris mtn.. en fait on avait juste calculé |z| c'est ca?

donc en remplacant dans l'équation initiale et en calculant les racines j'ai

(z=0 du début) après z1=6sqrt(8)*cis(pi/12), z2=6sqrt(8)cis(3pi/4) et z3=6sqrt(8)*cis(pi)

Posté par
carpediem
re : équation complexe 03-02-24 à 23:57

je ne comprends pas d'où vient ce 6 ?

et que signifie cis ?

Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 04-02-24 à 00:29

6 pour sixième racine car il faut calculer la troisième racine de sqrt(8)

et cis abrévation pour cos(...)+i*sin(...)

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 04-02-24 à 07:59

Bonjour,
L'abréviation utilisée pour cos(...)+i*sin(...) est ei... .
z3 est faux.
8 = 23 ; donc "racine 6ème de 8" se simplifie.

Il y a des boutons sous la zone de saisie :
"X2" pour les exposants.
"" pour accéder à pas mal de symboles mathématiques dont .
Ne pas oublier de faire "Aperçu" avant de poster.

Posté par
carpediem
re : équation complexe 04-02-24 à 10:01

et tu as trouvé précédemment que si z n'est pas nul alors son module est \sqrt 2 tout simplement !!

il n'y a donc plus que l'argument à trouver

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 04-02-24 à 10:12

un argument

Posté par
kassiopeia
re : équation complexe 04-02-24 à 10:39

Je vois
z3=2*e((17/4)*i

Pour le cis.. j'ai appris cet abrévation à l'école il y a longtemps, notre prof l'a toujours utilisée.. Mais je suis Allemande, peut-être c'est pour ca

Merci bcp à vous deux!

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : équation complexe 04-02-24 à 10:54

Ok pour cis en Allemagne
Une coquille sans doute pour z3.

Posté par
carpediem
re : équation complexe 04-02-24 à 12:18

Sylvieg @ 04-02-2024 à 10:12

un argument
non pas du tout !

pour déterminer un nombre complexe sous forme trigonométrique il faut déterminer le module et un argument

mais parmi les deux (ou parmi deux choses) quand on en a déterminer un (une chose) il faut déterminer le autre (l'autre chose) !!

les subtilités du français ...



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