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Niveau terminale
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équations du 2nd degré a coef complexes

Posté par dreamgurl (invité) 01-10-05 à 20:16

Alors je suis bloquée sur cette question, quelqu'un pourrait-il m'aider, svp?

Trouver les racines carrées de :
-3+4i
-21-20i
-7+24i

et en fait les réponses des questions précédentes que j'ai trouvé sont:

on a deux solutions x et y du système
{ x2 - y2 = X
{ 2xy = Y
{ x2 + y2 = racine de( X2 + Y2 )

=>
x = +/- racine de ( X + [racine de ( X2 + Y2 )] )
y = +/- racine de ( [racine de ( X2 + Y2 )] - X )

on connait l'expression du module de X+iY = racine de ( X2 + Y2 ) et que (x+iy)2= X+iY

merci de me répondre rapidement:)

Posté par
ma_cor
re équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:28

Bonsoir dreamgurl.

Tu indiques les formules à utiliser, mais que représente chacun des symbole utilisé ?

Posté par
Buth
re : équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:29

Bonsoir

Pour les racines carrées, voici ma méthode, pas forcement universelle :

On cherche un complexe z tel que

z²=-3+4i   , on pose z=x+iy  et donc z²=x²-y²+2ixy

x^2-y^2+2ixy=-3+4i

On identifie les parties réelles, les modules et les parties imaginaires, ce qui donne le système suivant :

{x^2-y^2=-3
{2xy=4
{x^2+y^2=\sqrt{3^2+4^2}

Tu additionnes la première et la dernière ligne pour trouver x (deux valeurs)
Puis tu remplaces avec chacune des deux valeurs de x dans la 2e ligne pour trouver deux valeurs de y.

Ce qui te donne deux racines carrées de la forme x+iy

Posté par
ma_cor
re équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:37

Suis pas en forme pour l'orthographe ce soir ...

Enfin. Le but recherché par ton professeur, par cet exercice, est l'approche de la recherche des solutions d'une équation du second degré.  En effet, pour déterminer les solutions d'une équation du second degré, tu recherches \Delta et tu veux en connaître les racines carrées.
Les renseignements de Buth te sont profitables.  Une petite indication pour Buth : la recherche du module n'apporte rien pour trouver les racines carrées...
A+

Posté par dreamgurl (invité)re : équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:39

mici mici buth mais je me demandais si tu pouvais poser
z2= -3+4i
je ne comprends pas vraiment pourquoi c'est égale au carré de z et pas tout simplement de z uniquement :?:?

sinon à part ca, ta méthode semble marcher ( mici )

Posté par
Buth
re : équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:45

ma_cor => que veux tu dire pour le module ? Je ne comprend pas bien. La deuxième solution est aussi de factoriser directement le complexe avec un carré, mais ce n'est pas toujours possible.

dreamgurl => d'une manière générale, une racine n-ième, notée z d'un nombre quelconque noté A par exemple, vérifie l'égalité : zn=A

Par exemple, les racines carrées de A se notent z2=A
             les racines cubiques de A se notent z3=A

QU'est ce que la racine carré d'un nombre A ? => c'est un nombre dont le carré est égal à A

Tu me comprends ?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:50

z= -3+4i

(x+iy)² = -3+4i
x²-y² + 2ixy = -3 + 4i

On identifie les 2 membres--->

x²-y²=-3
2xy = 4

x²-y²=-3
xy = 2

x = 2/y
4/y² - y² = -3
4 - y^4 = 3y²
y^4 + 3y² - 4 = 0

Poser y² = t (t >= 0)
t²+3t-4 = 0

t = -4 (à rejeter car pas positif) et t = 1

y² = 1
y = +/- 1

Si y = -1 --> x = -2
Si y = 1 --> x = 2

Les solutions sont donc: -1-2i et 1+2i
-----
Même tactique pour les 2 autres.
-----


On peut aussi faire autrement, mais cela ne va pas des mieux ici.

Je montre:

z= -3+4i
|z| = V(3²+4²) = V25 = 5  (Avec V pour racine carrée)

z = 5.(-0,6 + 0,8i)
z = 5.(cos(a + 2kPi) + i.sin(a + 2kPi))
V(z) = V5.(cos((a/2)+kPi) + i.sin((a/2)+kPi))

cos(a)=-0,6
sin(a)=0,8
---> a = 2,21429743559 radian

V(z) = V5.(cos(1,10714871779 + k.Pi) + i.sin(1,10714871779 + k.Pi))

k = 0 --> 1 + 2i
k = 1 --> -1 - 2i

Les solutions sont donc: -1-2i et 1+2i
-----
Sauf distraction.  

Posté par dreamgurl (invité)re : équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 20:54

en fait pour vous répondre buth, la première partie s'intitule : " On va prouver que tout nombre complexe non nul a 2 racines carrées "

donc je ne pense pas vraiment qu'il y est du second degré puisqu'on est vraiment dans le chapitre complexe

mais bon peut etre qu'on peut utiliser la méthode du second degré , c'est ca???
je ne sais pas vraiment étant donné mon niveau tres faible en maths :(:(

Posté par dreamgurl (invité)MICI MICI 01-10-05 à 21:10

@ tous ceux qui m'ont répondu, merci beaucouppp  

dreamgurl

Posté par
Buth
re : équations du 2nd degré a coef complexes 01-10-05 à 21:40

Hum ça n'a rien à voir avec du second degré

Mais en même temps, c'est un tout petit peu trop compliqué pour le niveau terminale, donc ce n'est pas grave. Reste que ma méthode (ou celle de JP qui est équivalente) est correcte tout comme la tienne

Posté par
ma_cor
re: équations du 2nd degré a coef complexes 02-10-05 à 07:07

Bonjour à tous.
Pour répondre à Buth, la formule utilisée n'est pas correcte : le module du nombre complexe x+iy est det{z}=\sqr{x^2+y^2}.
Ainsi, quand tu écris x^2+y^2=\sqr{3^2+4^2, ce n'est pas correct...
Tu dois écrire x^2+y^2=3^2+4^2.
Dreamgurl, notre correcteur dévoué, J-P, t'a donné la méthode à suivre.
Je t'explique ce que tu vas rencontrer par la suite, peut-être.
Soit à résoudre l'équation complexe : z^2+4z+5=0.
Pour la résoudre, on calcule le \Delta : \Delta=16-20=-4 et tu constates que \Delta<0. Dans \mathbb{R}, cette équation n'a pas de solution, mais dans \mathbb{C}, elle en possède. En effet : \Delta=-4=4i^2=(2i)^2 et donc les racines carrées de \Delta sont 2i et -2i. Les solutions de ton équation sont alors z=\frac{-4-2i}{2}=-2-i ou z=\frac{-4+2i}{2}=-2+i.
En voici une autre : résoudre l'équation complexe z^2-3iz-2-i=0.
Tu as : \Delta=(-3i)^2-4(-2-i)=-9+8+4i=-1+4i. Tu dois maintenant chercher les racines carrées de -1+4i : c'est ce que tu as dû faire aux exercices proposés...
Une deuxième chose : au premier exercice de ta prépa, on te donne -3+4i.
Si tu regardes de plus près, tu constates que : -3+4i=1-4+4i=1+4i+4(-1)=1+4i+4i^2=(1+2i)^2 et donc les racines carrées de -3+4i sont 1+2i ou -(1+2i)=-1-2i. A méditer...
-------------------------
Sauf erreur de distraction.

Posté par
Buth
re : équations du 2nd degré a coef complexes 02-10-05 à 20:24

En fait, la troisième ligne de mon système vient du fait que :

|z|^2=|-3+4i|

Or |z|^2=x^2+y^2
et |-3+4i|=\sqrt{3^2+4^2}

Donc je ne vois pas ce qui n'est pas correct

Posté par
ma_cor
re : équations du 2nd degré a coef complexes 02-10-05 à 20:46

Bonsoir.
Autant pour moi Buth. J'ai été omnibulé par le z=x+iy, alors que tu prends |z|2.
Mille excuses.

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : équations du 2nd degré a coef complexes 03-10-05 à 10:45

Salut ma_cor,

Juste pour l'anecdote.

On voit souvent l'expression "autant pour moi", cependant dans le contexte où elle est généralement utilisée l'expression correcte est , "Au temps pour moi".

Si cela t'intéresse, un petit explicatif de l'origine de ces expressions est disponible en cliquant ici:  




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