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Niveau Maths sup
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Nombres complexes et racines carrées

Posté par
sgu35
19-10-20 à 14:16

Bonjour,
mon livre dit en présentation des nombres complexes :
Bien que les nombres complexes permettent en premier lieu d'extraire des racines carrées, c'est paradoxalement pour résoudre des équations de degré 3 qu'ils ont été introduits pour la première fois par Cardan en 1545.
Ma question est : comment utilise-t-on les nombres complexes pour extraire des racines carrées?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 14:45

Bonjour

La construction des nombres complexes permet d'avoir des racines carrées pour n'importe quel nombre réel et... surprise, tous les nombres complexes ont des racines carrées complexes! Ils ont même des racines de n'importe quel degré!
Mais il faut bien voir que c'est une nouvelle définition: on décide d'appeler i une des racines du nombre -1, qui n'a pas de racine réelle.

Posté par
LeHibou
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 14:53

Bonjour,

Ce n'est pas exactement la bonne question.
Les nombres complexes ont été créés pour donner des solutions aux équations de degré supérieur à 1.
Par exemple, pour l'équation de degré 2  : ax²+bx+c = 0, a 0 :
Si 0  les racines sont (-b+/-)/(2a)
Il n'y a pas de racine réelle si < 0.
L'idée est alors de remplacer par i²|| avec i² = -1
Les racines complexes sont alors  (-b+/-i||)/(2a)

Posté par
LeHibou
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 14:53

Bonjour Camélia !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 14:54

Bonjour LeHibou.

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 14:57

Citation :
Les nombres complexes ont été créés pour donner des solutions aux équations de degré supérieur à 1.

Voilà la réponse que j'attendais, merci LeHibou!

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 16:01

salut

enfin pas exactement ...

les nombres complexes n'ont pas été créés ... ils existaient et les hommes les ont découverts en les formalisant !!!


enfin toute équation du second degré se ramène via la forme canonique à l'équation générique : x^2 - a = 0

cas 1 : a > 0  alors on retourne au collège : x^2 - a = (x- \sqrt a)(x + \sqrt a)

cas 2 : a < 0 alors x^2 - a = x^2 - ( i\sqrt {-a})^2 = ...           en notant i un nombre dont le carré est -1 ...

et noter n'est pas créer ... mais formaliser ...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 16:21

>carpediem
Vaste problème... Je ne crois pas que les nombres complexes attendaient quelque part dans les limbes que les hommes les découvrent. Je pense vraiment que c'est une création, commode pour ce qu'on veut faire!

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 16:38

oui c'est toujours un questionnement ...

cependant si on regarde le pb classique : déterminer les "nombres" dont la somme est s et le produit est p ou inversement les solutions de l'équation x^2 - sx + p = 0 ont pour somme s et pour produit p alors on peut se demander s'ils n'existaient pas dès le départ ... mais qu'on ne savait pas où chercher lorsque ces nombres n'étaient pas réels ...



on peut le voir comme une réelle création/invention de l'homme et c'est ce que je dis à mes élèves lorsque "j'invente" le nombre i mais est-ce réellement le cas ?

de même en physique on décrit l'univers comme espace-temps (x, y, z, t) ou encore (x, y, z, it) donc i n'est-il pas dans l'univers dès le départ ?

c'est une question qui reste(ra)ouverte ...

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 16:38

Bonjour,
Quand j'aborde ce sujet, je parle de nuages ; mais les limbes me plaisent bien aussi
Une petite recherche dans votre moteur préféré, avec "maths création invention" par exemple, permet d'appréhender la difficulté de préciser avec assurance ce qui est découverte ou création dans le domaine des maths

Posté par
alb12
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 18:59

salut, pour philosopher

Posté par
lafol Moderateur
re : Nombres complexes et racines carrées 19-10-20 à 22:53

Bonjour
ne dit-on pas "l'inventeur" d'un trésor, pour celui qui le met à jour ? inventer n'est pas créer

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 10:48

Citation :
et noter n'est pas créer ... mais formaliser ...

Qu'est-ce que tu veux dire par là?

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 10:55

mettre en forme : on décide de noter i un nombre dont le carré est -1 ...

tout comme 2 apparait à chaque fois que je dessine un carré ... ensuite il faut le formaliser : mettre en forme ce nombre ...

il est alors apparut un symbole ... qui a évolué jusqu'à sa forme actuelle

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 11:02

Citation :
enfin toute équation du second degré se ramène via la forme canonique à l'équation générique : x^2 - a = 0

Ce n'est pas exact : par exemple pour l'équation x^2+x=0, les solutions ne sont pas opposées : ce sont 0 et -1.

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 11:07

alors tu devrais réviser ton cours de première :

x^2 + x = 0 \iff 4x^2 + 4x + 1 - 1 = 0 \iff (2x + 1)^2 - 1 = 0 \iff X^2 - 1 = 0



PS : je multiplie par 4 pour ne pas m'em... avec des fractions ... mais tu peux diviser par 4 avant la dernière étape ...

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 11:08

Oui en fait on change d'inconnue...

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 11:23

Citation :
cependant si on regarde le pb classique : déterminer les "nombres" dont la somme est s et le produit est p ou inversement les solutions de l'équation x^2 - sx + p = 0 ont pour somme s et pour produit p alors on peut se demander s'ils n'existaient pas dès le départ ... mais qu'on ne savait pas où chercher lorsque ces nombres n'étaient pas réels ...


Je ne comprends pas bien ta phrase, faut-il lire : déterminer les nombres dont la somme est s et le produit p ou inversement déterminer les solutions de l'équation x^2-sx+p=0 tout court?

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 12:26

ce qui suit "inversement" est la réciproque de ce qui suit "déterminer" ...

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 13:09

Je ne vois pas pourquoi c'est la réciproque, je pense que ce qui suit "inversement" est un cas qui explicite ce qui suit "déterminer" : pour déterminer les nombres dont la somme est s et le produit est p, on peut être amené à résoudre l'équation x^2-sx+p=0...

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 26-10-20 à 14:02

il y a équivalence entre les propositions :

(x - a)(x- b) = x2 - (a + b)x + ab

et

deux nombres dont la somme est s et le produit est p sont solution de l'équation x2 - sx + p = 0

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 30-10-20 à 18:01

Citation :
mais qu'on ne savait pas où chercher lorsque ces nombres n'étaient pas réels ...

Tu veux parler de s et p ou des inconnues x?

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 30-10-20 à 18:19

ben bien sûr de x ...

Posté par
Razes
re : Nombres complexes et racines carrées 30-10-20 à 19:06

Bonjour

Sincèrement, je ne pense pas que les nombres complexes est une évolution des mathématique qui continuera toujours à évoluer. Si Cardan les introduit pour résoudre l'équation de degré 3, ceci a ouvert des connexions géniales entre l'algèbre et la géomètre puis entre le plan complexe et l'analyse (fonction holomorphe).

Imaginons que nous utilisions un autre système de numération duodécimal (base 12) (car il ne faut pas oublier qu'on utilisait beaucoup les douzaines (œufs par douzaines, ...)), nous aurions peut-être trouve d'autre composantes des mathématique.

Posté par
lafol Moderateur
re : Nombres complexes et racines carrées 30-10-20 à 23:55

C'est justement la combinaison d'un système duodécimal et d'une sous base 5 (ben oui, on a douze phalanges aux "longs" doigts, faciles à énumérer en les pointant avec le pouce, et cinq doigts à l'autre main, pour compter les douzaines ....) qui a conduit aux 60 minutes dans un degré ou dans une heure, et aux 60 secondes dans une minute ....

Posté par
Razes
re : Nombres complexes et racines carrées 31-10-20 à 00:31

Bonsoir lafol,

Effectivement. Si tout le monde avait adopté ce système, on aurait peut-être découvert une autre facette des mathématique, peut d'autres type de nombres et formules.

Posté par
alb12
re : Nombres complexes et racines carrées 31-10-20 à 18:20

lafol @ 30-10-2020 à 23:55

C'est justement la combinaison d'un système duodécimal et d'une sous base 5 (ben oui, on a douze phalanges aux "longs" doigts, faciles à énumérer en les pointant avec le pouce, et cinq doigts à l'autre main, pour compter les douzaines ....) qui a conduit aux 60 minutes dans un degré ou dans une heure, et aux 60 secondes dans une minute ....

oui c'est ce qu'on dit dans les livres et ça plaît enormement aux eleves
mais les temoins manquent pour attester les faits

Posté par
carpediem
re : Nombres complexes et racines carrées 31-10-20 à 18:28

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 02-11-20 à 17:23

Bonjour LeHibou,

Citation :
Ce n'est pas exactement la bonne question.

tu veux parler de ma question du début? (comment utilise-t-on les nombres complexes pour extraire des racines carrées?)

Posté par
GBZM
re : Nombres complexes et racines carrées 02-11-20 à 19:17

Razes @ 30-10-2020 à 19:06

maginons que nous utilisions un autre système de numération duodécimal (base 12) (car il ne faut pas oublier qu'on utilisait beaucoup les douzaines (œufs par douzaines, ...)), nous aurions peut-être trouve d'autre composantes des mathématique.


Bonsoir,

Je n'en crois rien. Je ne vois aucune vraie théorie mathématique qui soit en quelque façon liée à la base 10.

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 05-11-20 à 11:35

Bonjour à tous,
carpediem a écrit :

Citation :
il y a équivalence entre les propositions :
(x - a)(x- b) = x^2 - (a + b)x + ab
et
deux nombres dont la somme est s et le produit est p sont solution de l'équation x^2 - sx + p = 0


Je pense que (1) est le langage mathématique de (2), qui est un peu plus français.

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 05-11-20 à 11:36

ReBonjour LeHibou,

Citation :
Ce n'est pas exactement la bonne question.


tu veux parler de ma question du début? (comment utilise-t-on les nombres complexes pour extraire des racines carrées?)

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 06-11-20 à 12:27

Citation :
C'est justement la combinaison d'un système duodécimal et d'une sous base 5 (ben oui, on a douze phalanges aux "longs" doigts, faciles à énumérer en les pointant avec le pouce, et cinq doigts à l'autre main, pour compter les douzaines ....) qui a conduit aux 60 minutes dans un degré ou dans une heure, et aux 60 secondes dans une minute ....

Je ne compte pas douze phalanges sur une main et puis qu'est-ce que les longs doigts?

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 06-11-20 à 12:30

Ok on a 4*3 phalanges sur chaque main.

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 06-11-20 à 12:32

en ne comptant pas le pouce qui n'est pas un long doigt.

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 06-11-20 à 12:53

Citation :
Effectivement. Si tout le monde avait adopté ce système, on aurait peut-être découvert une autre facette des mathématique, peut d'autres type de nombres et formules.

Tu veux dire peut-être?

Posté par
alb12
re : Nombres complexes et racines carrées 06-11-20 à 14:29

tire de
"Certains peuples, comme les Vietnamiens, comptent leurs phalanges avec le pouce ; le pouce défile sur les trois phalanges des quatre autres doigts, soit douze phalanges.

Si par ailleurs on utilise les doigts de l'autre main pour les retenues, on a cinq retenues, soit 5×12 = 60 nombres. Selon l'historien des calculs Georges Ifrah, on peut supposer que la numération en base 60 vient de là.
(moi: ce n'est qu'une hypothese fort seduisante mais rien ne l'atteste)

Si on utilise les phalanges de l'autre main pour les retenues, soit 12 phalanges, on a 12×12 = 144 nombres, ce qui permet donc de compter jusqu'à 144+12 = 156 sur ses doigts. "

et rien avec les pieds ?

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 09-11-20 à 16:21

Plus de réponses?

Posté par
sgu35
re : Nombres complexes et racines carrées 09-11-20 à 16:21

Citation :
ReBonjour LeHibou,

Citation :
Ce n'est pas exactement la bonne question.


tu veux parler de ma question du début? (comment utilise-t-on les nombres complexes pour extraire des racines carrées?)



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