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Niveau Maths sup
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Equations-Complexes

Posté par
Laurierie
11-09-05 à 13:07

Bonjour, voici un énoncé sur lequel j'ai quelques difficultés, bien qu'ayant répondu a pas mal de questions.

Soient a,b,c des complexes avec a et b distincts et c non nuls, n un entier naturel supérieur ou égal a 3 et (E)=(z-a)^n =c(z-b)^n

Soient k le réel strictement positif tel que k^n=|c| et O un argument du complexe non nul c.

1.Montrer que z est solution de (E) <=> Il existe u appartenant a C tel que (z-a)/(z-b) =ku avec
u^n=e^(iO).
J'ai réussi celle la (enfin je pense)

2.Exprimer selon la valeur de c le nombre de solutions complexes distinctes de l'équation (E) en fonction de n.
Si c=0, alors z=a et si c différent de 0, il y'a n solutions. (je ne suis pas sur ici)

3.Montrer que si k est égal à 1, alors les points du plan d'affixe les solutions de (E) sont tous alignés sur une droite a préciser

Je trouve que c'est la médiatrice passant par les points d'affixe a et b.

4.Montrer que si k différeent de 1 alors les points du plan d'affixe les solution de (E) sont tous sur un cercle à préciser.

Ici je bloque, je pense qu'il faudrait obtenir |z-quelque chose|=|d'autre chose|

5.Trouver tous les complexes a,b,c avec a différent de b et c différent de 0 tels que toutes les solutions de (E) sont réelles.

Ici je bloque aussi..

Pouveez vous m'aider s'il vous plait en corrigeant mes erreurs,si j'en ai, et en me donnant une piste pour les deux dernieres questions. Je vous suis infiniment reconnaissant.
Merci

Posté par
Laurierie
re : Equations-Complexes 11-09-05 à 20:57

Personne ne peut me donner une piste pour que je puisse avancer s'il vous plait?

Pour ce qui est de la question 2 je pense avoir fait une erreur.

Si c=0, alors z=a mais si c est  différent de 0 alors z(1-ku)=a-bku d'ou z=(a-bku)/(1-ku) et il ne me reste qu'a simplifier,ce que je n'arrive pas a faire.

Merci pour votre aide

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Equations-Complexes 11-09-05 à 22:27

Bonsoir Laurierie;
Si j'ai bien compris,il s'agit de l'équation
(E):\fbox{(z-a)^n=c(z-b)^n} avec les conditions \fbox{a\neq b\\c\neq0\\n\ge3}
on commence par remarquer que ni a ni b n'est solution de (E) et donc que:
(E)\Longleftrightarrow\fbox{(\frac{z-a}{z-b})^n=c} ainsi
z solution de (E)\Longleftrightarrow\frac{z-a}{z-b} racine nième de c
comme c\neq0 on sait qu'il admet exactement n racines nièmes distinctes.
deux cas à discuter:
\fbox{c=1}
1 figure parmi les racines nièmes de c et comme \frac{z-a}{z-b}\neq1(a\neq b) on voit que dans ce cas
(E) admet n-1 solutions distinctes.
\fbox{c\neq1}
(E) admet n solutions distinctes.

Posté par
Laurierie
re : Equations-Complexes 11-09-05 à 23:03

Elhor,

Oui tu as bien compris il s'agit bien de l'équation que tu as écrite. Tout d'abord je n'avais pas fais attention aux conditions imposées.

Il faut donc utiliser le théorème du cours énoncant que le nombre de racines n-iemes d'un complexe est de n. Etant donné les conditions imposés, on a bien (z-a)différent de (z-b). D'ou les n-1 solutions.

Il ne me restera plus que les deux dernieres questions a traiter sur lesquelles je seche pour le moment.

Merci encore pour toute cette aide.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Equations-Complexes 12-09-05 à 00:59

3) si k=1 alors |c|=1 et par suite pour toute solution z de (E) on a :
1=|c|=|(\frac{z-a}{z-b})^n|=|\frac{z-a}{z-b}|^n d'où |\frac{z-a}{z-b}|=1 ie |z-a|=|z-b|
les solutions de (E) sont donc alignées sur la médiatrice des points d'affixes a et b.
4)si k\neq1 alors toute solution z de (E) vérifie:
|z-a|=k|z-b| ou encore |z-a|^2=k^{2}|z-b|^2
avec les points M(z),A(a),B(b) cela se traduit par: MA^2=k^{2}MB^2 ou encore en faisant appel à la structure euclidienne du plan complexe
{\vec{MA}}^2=k^{2}{\vec{MB}}^2 ie (\vec{MA}-k\vec{MB}).(\vec{MA}+k\vec{MB})=0 ou encore
(1-k^2)\vec{MP}.\vec{MQ}=0P et Q désigant respectivement les barycentres des systémes \{(A,1),(B,-k)\} et \{(A,1),(B,k)\} (qui existent bien puisque k^2\neq1) on voit ainsi que:
\vec{MP}.\vec{MQ}=0 qui est l'équation du cercle de diamètre le segment [P,Q].
un petit calcul donne les affixes de P et Q soit \fbox{P(\frac{a-kb}{1-k})\\Q(\frac{a+kb}{1+k})}


Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Equations-Complexes 12-09-05 à 04:50

5)
condition nécéssaire:
si k\neq1 on sait que (E) admet n\ge3 solutions distinctes toutes sur un mm cercle donc ne peuvent ^tre toutes réelles.
d'où \fbox{|c|=1}
condition suffisante:
supposons |c|=1 on sait qu'alors les solutions de (E) sont alignées sur la médiatrice de [A(a),B(b)] et pour qu'elles soient toutes réelles il faut et il suffit que cette médiatrice soit la droite réelle d'où \fbox{b=\bar{a}}
conclusion:
les solutions de (E) sont toutes réelles \Longleftrightarrow\fbox{|c|=1\\b=\bar{a}}
Sauf erreur bien entendu

Posté par
Laurierie
re : Equations-Complexes 12-09-05 à 07:34

Elhor, Merci INFINIMENT, je trouve ca super sympa de m'avoir aidé ainsi sur cet exercice. Je regarderai plus en détail ce que tu as ecrit,mais a premiere vue,je semble comprendre.

MERCI encore



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