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Équation de cercle et nombre complexe

Posté par
Park
07-11-12 à 20:30

Alors bonjour/bonsoir à tous, ceci est mon premier pas sur le forum !

Je bloque sur un exercice que voici:

Le plan complexe est rapporté au repère orthonormé direct (O;OU;OV).
On note f la fonction qui, à tout point M d'affixe z =/= -1 , associe le point M' d'affixe z' telle que:

z' = f(z) = (-iz-2)/(z+1)

On se propose de rechercher en utilisant deux méthodes, l'ensemble (E) des points M tels que M' appartient à l'axe des abscisses, privé de 0.

1) Méthode analytique.

x et y désignent deux nombres réels tous les deux non nuls.

a) Développer l'expression (x+(1/2))²+(y-1)²
Je trouve x²+y²x-2y+(5/4)

b) On pose z=x+iy , exprimer Im(z') en fonction de x et y.
Je trouve Im(z')= (y²-2y-x²-x)/((x+1)²+y²)

c) En déduire l'ensemble (E) des points M lorsque M' appartient à l'axe des abscisses, privé de 0.
C'est à ce moment que j'vois pas quel lien on doit faire!
Ce que je sais: M' appartient à l'axe des abscisses si Im(z')=0

2) Méthode géométrique.

a) Démontrer que, pour tout nombre complexe z =/= -1 , z' = -iW où W=(z-2i)/(z+1)

-iW= i*[(z-2i)/(z+1)] ce qui revient bien à z' soit (-iz-2)/(z+1)

b) A et B sont les points d'affixes respectives 2i et -1. Donner une interprétation géométrique d'un argument de W lorsque z =/= 2i.

Pour cette question je vois pas trop ce qu'est une interprétation géométrique mais en restant sur ce que je sais du cours j'arrive à:

arg(W) = arg( (z-2i)/(z+1) ) = arg( (z-zA)/(z-zB) ) et là j'vois plus trop la suite...

c) Exprimer arg(z') en fonction de arg(W).

d) Déduire de ce qui précède l'ensemble (E).

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 07-11-12 à 21:44

Bonjour Park et bienvenue sur l'

a) Dans ton développement , il manque un signe ( erreur de frappe probablement )
x² + y²+ x - 2y + (5/4)

b) pour Im(z'), je trouve -(x²+x+y²-2y)/((x+1)²+y²) , et là , le lien devient plus apparent

c) Il faut effectivement que Im(z') soit égal à 0

Donc x²+x+y²-2y = 0

Or x² +x + y² - 2y + (5/4) = (x+(1/2))²+(y-1)²  donc ...

Je te laisse continuer

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 07-11-12 à 22:03

Pour la méthode géométrique:

arg(W) = arg( (z-2i)/(z+1) ) = arg( (z-zA)/(z-zB) ) = (\vec{MB},\vec{MA})  

Ensuite arg(z') = arg(-iW) = ....

Comme arg(z')doit être égal à k , on peut en tirer des conclusions sur (\vec{MB},\vec{MA})   , et puis sur la position de M par rapport à A et à B

Posté par
Park
re : Équation de cercle et nombre complexe 08-11-12 à 10:59

Pour la question C) du 1)

Si je continue:

(5/4) = (x+(1/2))²+(y-1)² et j'doute aller plus loin car je ne vois pas à quoi sert ce "(x+(1/2))²+(y-1)²"

Je vois juste que l'ensemble des points M' ce situe sur l'axe des abscisses (sauf 0) mais pour voir l'ensemble M quel est le lien ? ( Vu le contexte j'dirais que (E) est un cercle ou une partie d'un cercle mais je ne vois rien qui associe quelque chose à un cercle )

Et pour la c) du 2) On doit exprimer arg(z') en fonction de arg(w) je trouve que arg(z')= arg(-i) + arg(W)

Ensuite pour la question d) c'est comme pour la méthode précédente, je sais que arg(z') = -
mais je ne vois pas en quoi ça me donne l'ensemble (E)

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 08-11-12 à 20:24

(x+(1/2))²+(y-1)² = 5/4 est l'équation du cercle de centre (-1/2;1) et de rayon (5)/2

Pour l'interprétation géométrique , il faut trouver les points M tels (\vec{MB},\vec{MA})   = /2 ou -/2

Quel est l'ensemble de ces points ?

Équation de cercle et nombre complexe

Posté par
Chopin
re : Équation de cercle et nombre complexe 17-11-12 à 13:57

bonjour j'ai le meme exercice a faire. Je ne comprend pas comment faire pour Im(z'). Est ce que vous pourriez detaillez la facon d'obtenir le resultat svp

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 17-11-12 à 17:11

Bonjour Chopin    

f(z) = \frac{-i(x+iy)-2}{x+iy+1}=  \frac{(-ix+y-2)(x+1-iy)}{(x+1+iy)(x+1-iy)}     (On a multiplié numérateur et dénominateur par la quantité conjuguée du dénominateur)

Développe le numérateur avec soin et attention ....( l'erreur se glisse facilement dans ce type de calculs )

Posté par
Chopin
re : Équation de cercle et nombre complexe 17-11-12 à 17:34

En développant j'arrive à ca
(-ix²-ix+2y-2x-2+2iy)/((x+1)²+y²)
Je suis bloqué après

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 17-11-12 à 17:50

On arrive à -ix² - ix + y - iy² -2x - 2 + 2iy  pour le numérateur

On regroupe les termes de la partie réelle , et ceux de la partie imaginaire :

-2x + y - 2 + i(-x²-x-y²+2y)

Posté par
Chopin
re : Équation de cercle et nombre complexe 17-11-12 à 20:43

On fait quoi de la partie réelle?

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 17-11-12 à 22:26

On cherche l'ensemble (E) des points M lorsque M' appartient à l'axe des abscisses ; cela signifie donc que l'image doit être un réel , et en conséquent la partie imaginaire doit être nulle .
Donc ici , on ne s'occupe pas de la partie réelle , la seule condition étant que Im(z') = 0

Posté par
Chopin
re : Équation de cercle et nombre complexe 18-11-12 à 11:12

J'ai reussi merci.
Pour la question 2) c j'arrive à la
arg(z')= arg(-i) + arg(w)
Mais que faire apres

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 18-11-12 à 11:25

Comme déjà indiqué ,

arg(W) = arg( (z-2i)/(z+1) ) = arg( (z-zA)/(z-zB) ) = (\vec{MB},\vec{MA})    , arg(z') = k  et arg(-i) = -/2

Inspire-toi de ce qui est écrit plus haut pour positionner les points M

Posté par
Chopin
re : Équation de cercle et nombre complexe 18-11-12 à 11:30

J'ai déja noté cela mais je ne vois pas comment on peut faire pour exprimer arg(z') en fonction de arg(w)

Posté par
Elisabeth67
re : Équation de cercle et nombre complexe 18-11-12 à 11:42

z' doit être réel, donc le point image doit se trouver sur l'axe des réels
L'argument d'un réel est k

On a l'égalité  arg(z')= arg(-i) + arg(w) qui permettra d'écrire

k = -/2  + (\vec{MB},\vec{MA})  

Ainsi (\vec{MB},\vec{MA})   = /2 + k

En d'autres termes , l'angle (\vec{MB},\vec{MA})   doit être un angle droit

Regarde la figure du  08-11-12 à 20:24 pour déterminer l'ensemble de ces points M

Posté par
Chopin
re : Équation de cercle et nombre complexe 18-11-12 à 11:55

Merci



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