Les nombres complexes (forme algébrique) I L'ensemble des nombres complexes Définitions L'ensemble des nombres complexes est noté ℂ , cet ensemble de nombres contient l'ensemble des nombres réels. Un nombre complexe s'écrit sous la forme z=a+bi, i étant le nombre complexe tel que i 2=−1 . a est la partie réelle, b est la partie imaginaire du nombre complexe z = a + ib. On note : Re(z) = a et Im(z)=b. Tout nombre complexe z = ib est appelé imaginaire pur (a=0, la partie réelle est nulle) . Tout nombre complexe z = a est un réel (b=0, la partie imaginaire est nulle). Propriété Deux nombres complexes z et z' sont égaux si, et seulement si, ils ont la même partie réelle et la même partie imaginaire. Propriété : L'addition et la multiplication des nombres réels s'étendent aux nombres complexes. Exemples : ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------II Conjugué d'un nombre complexe Définition Soit z un nombre complexe tel que z = a +ib. Le nombre complexe z est appelé le conjugué du nombre complexe z, on a z =a−ib . Opération sur les nombres conjugués Soit z un nombre complexe : z z = z – z = z ×z = Soit z et z' deux nombres complexes : z z ' = zz ' = pour z' non nul : ( zz' ) = zn = Démonstration pour : -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------III Équation du second degré à coefficients réels dans ℂ Propriété Soit az²+bz+c = 0 une équation du second degré à coefficients a, b et c réels ( a≠0 ). On pose Δ=b² −4 a c . Si Δ > 0 , Δ existe dans ℝ , l'équation az² bz c=0 a deux solutions qui sont les nombres réels −b+ √ Δ et 2a −b−√ Δ . 2a b . 2a 2 Si Δ < 0 , Δ n'existe pas dans ℝ , on pose Δ=i² ×(−Δ)=( i √ (−Δ) ) , l'équation az² bz c=0 a deux −b+ i √−Δ −b−i √−Δ solutions qui sont les nombres complexes conjugués et . 2a 2a Si Δ = 0 l'équation az² bz c=0 a une solution réelle − Propriété Soit z 1 et z 2 les solutions de l'équation az²+bz+c = 0 on a az² bzc=a z −z 1 z−z 2 Exemples : -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------IV Représentation géométrique de l'ensemble des nombres complexes Rappel : L'ensemble des nombres réels est l'ensemble des abscisses des points d'une droite repérée. Affixe d'un point, point image d'un nombre complexe Définitions u , ⃗ v ). Le plan est muni d'un repère orthonormé (O, ⃗ A tout nombre complexe z=a+bi on fait correspondre un point M de coordonnées (a , b) appelé le point image du nombre complexe z. z=a+bi est appelé l'affixe du point M. L'ensemble des nombres complexes ℂ est l'ensemble des affixes des points d'un plan muni d'un repère orthonormé. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Affixe d'un vecteur Définition u , ⃗v ). Le plan est muni d'un repère orthonormé (O, ⃗ Soit M un point d'affixe z=a+bi, le vecteur ⃗ OM a également pour affixe z=a+bi. On peut noté z⃗ l'affixe du vecteur ⃗ OM . OM –------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Propriétés n deux vecteurs d'affixes respectives z m⃗ et z ⃗n . Soit m ⃗ et ⃗ m ⃗ =⃗n est équivalent à z m⃗ =z ⃗n m ⃗ + ⃗n a pour affixe z m⃗ + z ⃗n km ⃗ a pour affixe k z m⃗ I milieu de [AB] a pour affixe zI= z A+ z B 2 Propriété Soit z A et z B les affixes respectives des points A et B dans le plan complexe. = z B−z A . Le vecteur ⃗ AB a pour affixe z ⃗ AB Démonstration : -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Module d’un nombre complexe et norme d’un vecteur Le module du nombre complexe z est égale à la norme du vecteur ∥ OM ∥ . Notation : le module du nombre complexe z est noté ∣z∣ on a donc ∣z∣ = ∥ OM ∥ . 2 2 Calcul de ∣z∣ : ∣z∣= a b -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Propriété La norme du vecteur AB est le module de z B− z A , ∥ AB∥=∣z B−z A∣ Propriétés du module d’un nombre complexe Propriétés Pour tout nombre complexe z non nul ∣z∣=∣z∣ . Pour tous nombres complexes z 1 et z 2 le module du produit ∣z 1 z 2∣=∣z 1∣×∣z 2∣ z 1 ∣z 1∣ z1 = Soit z 1 et z 2 deux nombres complexes, z 2 non nul, le module du quotient est . z 2 ∣z 2∣ z2 1 1 1 = Soit z un nombre complexe non nul le module de est . z z ∣z∣ Soit n un nombre entier naturel et z un nombre complexe non nul, le module de z n est ∣z n∣=∣z∣n . z 1 z 2 est ∣∣ ∣∣ Démonstrations : --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------