Terminale S Devoir surveillé n°1 : corrigé Exercice 1 : 7 pts On considère le polynôme P défini par: P(z) = z4 - 6z3 + 24z² -18z + 63. 1° Déterminer des réels b et c tels que pour tout complexe z : P(z) = (z² + 3) (z² + bz + c). pour tout complexe z, on a (z² + 3) (z² + bz + c) = z4 + bz3 + (3 + c)z² + 3bz + 3c. En identifiant ce polynôme à P(z) = z4 - 6z3 + 24z² -18z + 63, on obtient le système : -6 3 + cb == 24 3b = -18 d’où l’on tire b = - 6 et c = 21 3c = 63 Par conséquent, pour tout complexe z, P(z) = (z² + 3) (z² - 6z + 21). 2° Résoudre dans C l’équation : P(z) = 0 Résoudre dans C l’équation P(z) = 0 revient à résoudre (z² + 3) (z² - 6z + 21) = 0 Ce qui donne z² + 3 = 0 ou (z² - 6z + 21) = 0 Soit z = i 3 ou –i 3 pour z² + 3 = 0 Pour la seconde, ∆ = (4i 3)² donc deux solutions complexes conjuguées : 3 – 2i 3 et 3 + 2i 3 L’équation p(z) =0 admet 4 solutions : i 3 –i 3 3 – 2i 3 3 + 2i 3 → → 3° Placer dans le plan complexe rapporté au repère orthonormal (0 ; u ; v ) les points A , B , C, D d’affixes respectives : zA = i 3, zB = - i 3, zC = 3 + 2 i 3, zD = zC . Montrer que ces quatre points appartiennent à un même cercle de centre ω d’affixe 3. Aω = |3 - i 3| = 12 et Bω = |3 + i 3| = 12 et Cω = |2 i 3| = 12 et Dω = |-2 i 3| = 12 Aω = Bω = Cω = Dω = 12 donc A, B, C, D sont sur le cercle de centre ω et rayon 12. _________________________________________________________________________________________________________________ corDS1TS1112 Terminale S Devoir surveillé n°1 : corrigé 4° On note E le symétrique de D par rapport à O. Monter que le triangle BEC est équilatéral Exercice 2 : 4 pts Soient z1, z2, et Z les nombres complexes définis par : z z1 = 1 + i 3 z2 = 1 - i et Z = 1 z2 1° Déterminer la forme algébrique de Z . Z= 1- 3 1+ 3 + i 2 2 2° Déterminer le module z1, z2, et Z |z1| = 1² + 3² = 2 |z2| = 1² + (-1)²= 2 et |Z| = |z1| = 2 |z2| Exercice 3 : 4,5 pts Donner la forme algébrique de (2 + 3i)² = 4 + 12i – 9 = -5 + 12i Résoudre dans C l’équation : z² = - 5 + 12i ⇔ z² = (2 + 3i)² ⇔ z = 2 + 3i ou z = -2 – 3i Exercice 4 : 4,5 pts Résoudre dans C l’équation : z² - 2z cosα + 1 = 0 avec α un réel de ]0 ; π[ ∆ = (-2 cosα)² - 4×1×1 = 4(cos²α - 1) = -4sin²α Or α un réel de ]0 ; π[ donc sinα > 0 d’où ∆ < 0 deux solutions complexes conjuguées -b-i -∆ -b+i -∆ z’ = = cosα - isin α z’’ = = cosα + isin α 2a 2a Rappel : cos²α = 1 - sin² α _________________________________________________________________________________________________________________ corDS1TS1112