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Niveau école ingénieur
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Nombres complexes

Posté par
AlgDz
22-11-15 à 17:04

bonjour,
j'aimerais savoir comment résoudre z3=1.
J'ai posé z=ei
j'ai utilisé la forme exponentielle pour dire que 1= e0 ainsi (ei)3=e0 (ou 1)
{=1
     {=0+2k
mais je ne sais si ce que je fais c'est bon.
je vous remercie d'avance

Posté par
mdr_non
re : Nombres complexes 22-11-15 à 17:09

bonjour : )

si on pose z = rexp(iT), z^3 = r^3exp(3iT) = 1 ssi r = 1 et 3T = 2kpi...

Posté par
AlgDz
re : Nombres complexes 22-11-15 à 17:20

ah oui merci du coup mes solutions seront S={1 ; e(2)/3 ; pour k=2,3...}

Posté par
AlgDz
re : Nombres complexes 22-11-15 à 17:22

par contre je trouve plus de 11 solution c normale ?

Posté par
mdr_non
re : Nombres complexes 22-11-15 à 17:31

en fait il n'existe que trois solutions distinctes, {1, exp(2pi/3), exp(4pi/3)}

si tu prends la solution juste après, k = 3, tu retrouves exp(6pi/3) = 1,

donc en fait tu vois que c'est modulo 3...



Pour info :

\boxed{*} Racines n-ième de l'unité :
Soit n \in \mathbb{N}^* et \omega := e^{\frac{2i\pi}{n}}.
On appelle racine n-ième de l'unité tout complexe z vérifiant z^n = 1.
Et pour tout n \geq 1 il existe très exactement n racines n-ième de l'unité distinctes deux à deux qu'on note : \omega_0 , \omega_1 , ... , \omega_{n-1} avec \omega_k = \omega^k = e^{\frac{2ki\pi}{n}}.


Remarques :
1) On parle de racine n-ièmes de l'unité (définies comme étant les \omega_k := e^{\frac{2ki\pi}{n}}) pour tout n \geq 1 uniquement.
Cette écriture n'a pas de sens (elle n'est pas définie) pour n = 0...

2) Pour tout n \geq 1, il existe très exactement n racines n-ièmes de l'unité deux à deux distinctes, il s'agit de l'ensemble : \{ \omega_k = e^{\frac{2ki\pi}{n}} : k \in [\![ 0 , n-1 ]\!] \}.
Tu peux calculer et voir que si on prend k = n, on retombe sur \omega_0 : \omega_n = e^{\frac{2ni\pi}{n}} = e^{2i\pi} = 1 = \omega_0
si on prend k = n + 1, on retombe sur k = 1,
...
et il s'agit en réalité d'un cycle de longueur n, on peut donc décider (pour donner l'ensemble solution) de prendre les entiers entre 1 et n, ou 0 et n - 1, ou n et 2n - 1 ou... n'importe quel ensemble de n entiers successifs et on aura toutes les solutions distinctes,


...

\boxed{*} Résolution de l'équation z^n = Z, Z \in \mathbb{C} et n \geq 1 :
Si Z = 0 la solution est unique : z = 0.
On suppose Z \neq 0, dans ce cas l'équation z^n = Z possède exactement n solutions distinctes.

Preuve :
Comme Z est non nul on peut l'écrire sous sa forme exponentielle, Z = |Z|e^{i\theta} avec |Z| > 0 et \theta = arg(Z)  [2\pi].
Et alors, en posant z_0 = \sqrt[n]{|Z|}e^{i\theta/n} on a z_0^n = Z et pour z \in \mathbb{C} :
z^n = Z  \Leftrightarrow  z^n = z_0^n  \Leftrightarrow  \frac{z^n}{z_0^n} = 1  \Leftrightarrow  \left(\frac{z}{z_0}\right)^n = 1  
 \\ \Leftrightarrow  \exists k \in [\![ 0 , n-1 ]\!] : z = z_0\omega_k.
Si on note z_k = z_0\omega_k, k \in [\![ 0 , n-1 ]\!], alors les solutions à l'équation z^n = Z sont les z_0, z_1, ..., z_{n-1}. Et naturellement les z_k sont deux à deux distincts car les \omega_k le sont.

Posté par
alainpaul
re : Nombres complexes 23-11-15 à 12:36

Bonjour,

Si l'on souhaite en rester strictement à la question posée.
p_3(z)=z^3-1=(z-1)\times p_2(z)  
La division selon les puissances décroissantes est simple :
z^3-...    ...   ... - 1 | z-1
 \\                            z^2+z+1  
et  l'absence de termes z 2  dans p3 nous donne 1+z_1+z_2=0


Alain



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