TS. Évaluation 2 - Correction ♣
EX1 : ( 4 points )
1. On veut résoudre dans l’équation : (E) : z3+4z2+2z−28 =0
a. Déterminer deux réels a et b tels que l’équation (E)s’écrive : ¡z−2¢¡z2+az +b¢=0
Cherchons les valeurs des réels aet bvérifiant l’égalité ; on a le développement suivant :
¡z−2¢¡z2+az +b¢=z3+az2+bz −2z2−2az −2b=z3+¡a−2¢z2+¡b−2a¢z−2b
Par identification avec le membre de gauche de l’équation (E), on obtient le système d’équations suivants :
a−2=4
b−2a=2
−2b=−28 ⇐⇒ ½a=6
b=14 donc (E) : z3+4z2+2z−28 =0⇐⇒ (E) : ¡z−2¢¡z2+6z+14¢=0
b. Résoudre (E).
L’équation (E) peut s’écrire : ¡z−2¢¡z2+6z+14¢=0
Or, un produit de nombres complexes est nul si, et seulement si, au moins un de ses facteurs est nul ;
on en déduit que : z=2 ou z2+6z+14 =0
Étudions le polynôme du second degré. Il admet pour discriminant ∆=b2−4ac =62−4×1×14 =−20 =20i2
je pose δ=p20i =2ip5 avec δ2=∆
Le discriminant est strictement négatif, ce polynôme admet deux racines complexes conjuguées :
z1=−b−δ
2a=−6−2ip5
2=−3−ip5 ou z2=−b+δ
2a=z1=−3+ip5S=©2 ; −3−ip5 ; −3+ip5ª
2. On note (H)l’ensemble des points M du plan complexe d’affixe z vérifiant : z2−4=4−z2
a. On note x et y les parties réelle et imaginaire de l’affixe z d’un point M.
Montrer que : M appartient à (H)si, et seulement si, x2−y2=4
M(z) appartient à (H)⇐⇒ z2−4=4−z2⇐⇒ z2+z2=8⇐⇒ (x+iy)2+(x−iy)2=8
⇐⇒ x2+2ix y −y2+x2−2ixy −y2=8⇐⇒ 2x2−2y2=8⇐⇒ x2−y2=4
b. Soient A, B et C les points d’affixes respectives : 2;−3−ip5;−3+ip5
Vérifier que A, B et C appartient à (H).
En utilisant la question précédente, pour montrer que les points A,B,Cappartiennent à (H), il suffit de
montrer que sa partie réelle et sa partie imaginaire vérifient l’égalité : x2−y2=4
– si z=2 alors x=Re(z)=2 ; y=Im(z)=0 : donc x2−y2=22−02=4−0=4A∈(H)
– si z=−3−ip5 alors x=Re(z)=−3 ; y=Im(z)=−p5 : donc (−3)2−(−p5)2=9−5=4B∈(H)
– si z=−3+ip5 alors x=Re(z)=−3 ; y=Im(z)=p5 : donc (−3)2−(p5)2=9−5=4C∈(H)
EX2 : ( 3 points ) Le plan est rapporté au repère orthonormé ³O,−→
u,−→
v´.
On considère les points A et B d’affixes respectives : zA=−1+ip3; zB=−1−ip3
1. Établir que l’ensemble Γdes points M d’affixe z qui vérifient : 2(z+z)+zz =0est un cercle de centre Ωd’affixe −2.
Préciser son rayon. Construire Γ.
Méthode 1 :
M(z)∈Γ⇐⇒ 2(z+z)+zz =0
⇐⇒ 2×2Re(z)+|z|2=0
⇐⇒ 2×2x+x2+y2=0
⇐⇒ (x+2)2+(y−0)2=22
M(z)∈Γ⇐⇒ ΩM2=2⇐⇒ M∈C³Ω(−2) ; 2´
Γest un cercle de centre Ω(−2) et de rayon 2
−→
v
−→
u
O
M
A
B
Ω
P−ip3
ip3
Γ
Méthode 2 : Soit M∈Γ. Pour montrer que Γest un cercle de centre Ω, étudions la longueur ΩM2:
ΩM2=|zM−zΩ|2=|z−(−2)|2=|z+2|2=¡z+2¢¡z+2¢=¡z+2¢¡z+2¢
=zz +2z+2z+22=zz +2(z+z)+4
M∈Γ⇐⇒ (z+z)+zz =0⇐⇒ ΩM2=0+4=4
On a : M∈Γ⇐⇒ ΩM=2Γest un cercle de centre Ω(−2) et de rayon 2