Correction - Devoir Surveillé 1 : les complexes - partie 1 TS
D’autre part zB= 1 −i=√2 √2
2−i√2
2!=√2cos −π
4+isin −π
4.
D’où |zB|=√2et arg(zB) = −π
4[2π].
c. Écrire zCsous forme trigonométrique ; en déduire les valeurs exactes de cos π
12 et sin π
12 .
Sachant que zC=zA
zB
, on a donc :
|zC|=|zA|
|zB|=√2
√2et arg(zC) = arg(zA)−arg(zB) = −π
6−−π
4=−2π
12 +3π
12 =π
12 [2π].
Ainsi zC= cos π
12 +isin π
12.
De l’écriture algébrique, on obtient : Re(zC) = √6 + √2
4et Im(zC) = √6−√2
4.
De l’écriture trigonométrique, on obtient : Re(zC) = cos π
12 et Im(zC) = sin π
12.
Donc cos π
12 =√6 + √2
4et sin π
12 =√6−√2
4(par unicité des parties réelles et imaginaires d’un complexe).
2. Soit Ile point d’affixe zI= 1.
a. Calculer OI2=|z−→
OI |2;OB2;IB2.
OI2=|z−→
OI |2=|zI|2= 12= 1 (car Oest l’origine du repère)
OB2=|z−−→
OB |2=|zB|2= 12+ (−1)2= 2 (car Oest l’origine du repère)
IB2=|z−→
IB |2=|zB−zI|2=|1−i−1|2=| − i|2= (−1)2= 1
b. En déduire la nature du triangle OIB.
D’abord OI2=1=⇒OI = 1 et IB2=1=⇒IB = 1 (car des longueurs sont des nombres
positifs) ainsi OI =IB donc OIB est un triangle isocèle de sommet I.
D’autre part 2 = 1 + 1 ie OB2=OI2+IB2, ainsi, d’après Pythagore (la réciproque), le
triangle OIB est rectangle en I.
En définitive, le triangle OIB est isocèle rectangle en I.
Exercice 6. Bonus
1. Soit z∈C. Montrer que si |z|= 1 alors z=1
z.
On remarque d’abord que |z|= 1 =⇒z6= 0.
|z|= 1 ⇐⇒|z|2= 1
⇐⇒z z = 1
⇐⇒z=1
z
Remarque : En fait on a montré que, pour z∈C\ {0},|z|= 1 ⇐⇒ z=1
z(c’est une condition
nécessaire et suffisante, on a aussi montré la réciproque).
2. Soient uet vdeux complexes tels que |u|=|v|= 1 et uv 6=−1.
Montrer que le complexe u+v
1 + uv est réel.
Soient u, v ∈Ctels que |u|=|v|= 1 et uv 6=−1(afin que u+v
1 + uv ait un sens).
D’après la question précédente, |u|=|v|=1=⇒u=1
uet v=1
v.
De plus |u|=|v|= 1 =⇒u6= 0 et v6= 0 =⇒uv 6= 0.
Pour montrer que u+v
1 + uv ∈R, il faut et il suffit que u+v
1 + uv =u+v
1 + uv .
u+v
1 + uv =u+v
1 + u v =
1
u+1
v
1 + 1
u×1
v
=
v
uv +u
uv
uv
uv +1
uv
=
v+u
uv
uv + 1
uv
=v+u
uv ×uv
uv + 1 =u+v
1 + uv CQFD
Roussot 3/ 42011 - 2012