Devoir à la maison : Nombres complexes

Devoir à la maison : Nombres complexes
Exercice 1*
−
→ −
→
Le plan est rapporté à un repère orthonormal direct O ; u ; v . On note C l’ensemble des nombres complexes.
Pour chacune des propositions suivantes, dire si elle est vraie ou fausse en justifiant la réponse.
1. Proposition : Pour tout entier naturel n :
(1 + i)4n = (−4)n
2. Soit (E) l’équation (z−4)(z 2 −4z+8)=0 où z désigne un nombre complexe.
Proposition : Les points dont les affixes sont les solutions, dans C, de (E) sont les sommets d’un triangle d’aire 8.
3. Proposition :
Pour tout nombre réel α : 1 + e2iα = 2·eiα · cos(α).
1
4. Soit A le point d’affixe zA = · 1+i et Mn le point d’affixe (zA )n où n désigne un entier naturel supérieur ou égal à 2.
2
Proposition : si n−1 est divisible par 4, alors les points O, A et Mn sont alignés.
5. Soit j le nombre complexe de module 1 et d’argument
2π
.
3
Proposition : 1 + j + j 2 = 0
Exercice 2*
−
→ −
→
Dans le plan complexe muni du repère orthonormal O ; u ; v , on considère les points M et M 0 d’affixes respectives z et z 0 .
On pose
( :
z = x + iy
où x, x0 , y, y 0 sont des nombres réels.
z 0 = x0 + iy 0
On rappelle que z désigne le conjugué de z et que |z| désigne le module de z.
−−→ −−−→
1. Montrer que les vecteur OM et OM 0 sont orthogonaux si, et seulement si, Re(z 0 z)=0.
2. Montrer que les points O, M et M 0 sont alignés si, et seulement si, Im(z 0 z)=0.
Applications
−−→ −−→
3. N est le point d’affixe z 2 −1. Quel est l’ensemble des points M tels que les vecteurs OM et ON soient orthogonaux ?
1
4. On suppose z non nul. P est le point d’affixe 2 −1.
z
On recherche l’ensemble des points M d’affixe z tels que les points O, N et P soient alignés.
1
1
2
2 − 1 = −z 2 · a. Montrer que :
−
1
z
−
1
.
z2
z2
b. En utilisant l’équivalence démontrée au début de l’exercice, conclure sur l’ensemble recherché.