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Nombres complexes : argument et forme trigonométrique

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  1. 1

    Soit z=22(cos⁡3π4+isin⁡3π4)z = 2\sqrt{2}\left(\cos\frac{3\pi}{4} + i\sin\frac{3\pi}{4}\right).
    a) Écris z sous forme algébrique.
    b) Donne la forme trigonométrique de −z-z et de z‾\overline{z}, avec leurs arguments principaux.

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    a) cos⁡3π4=−22\cos\frac{3\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2} et sin⁡3π4=22\sin\frac{3\pi}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}.
    z=22×(−22)+i×22×22=−2+2iz = 2\sqrt{2} \times \left(-\frac{\sqrt{2}}{2}\right) + i \times 2\sqrt{2} \times \frac{\sqrt{2}}{2} = -2 + 2i.

    b) −z-z : argument 3π4+π=7π4\frac{3\pi}{4} + \pi = \frac{7\pi}{4}, soit −π4-\frac{\pi}{4} après avoir retiré 2π2\pi.
    −z=22(cos⁡(−π4)+isin⁡(−π4))-z = 2\sqrt{2}\left(\cos\left(-\frac{\pi}{4}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{4}\right)\right), et en effet −z=2−2i-z = 2 - 2i.
    z‾\overline{z} : argument opposé, z‾=22(cos⁡(−3π4)+isin⁡(−3π4))\overline{z} = 2\sqrt{2}\left(\cos\left(-\frac{3\pi}{4}\right) + i\sin\left(-\frac{3\pi}{4}\right)\right), et z‾=−2−2i\overline{z} = -2 - 2i.

  2. 2

    Soit z=−23+2iz = -2\sqrt{3} + 2i.
    a) Écris z sous forme trigonométrique.
    b) Donne la forme trigonométrique de 3z3z et celle de −z-z, avec leurs arguments principaux.

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    a) r=12+4=4r = \sqrt{12 + 4} = 4.
    cos⁡θ=−234=−32\cos\theta = \frac{-2\sqrt{3}}{4} = -\frac{\sqrt{3}}{2} et sin⁡θ=24=12\sin\theta = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} : deuxième quadrant, θ=5π6\theta = \frac{5\pi}{6}.
    z=4(cos⁡5π6+isin⁡5π6)z = 4\left(\cos\frac{5\pi}{6} + i\sin\frac{5\pi}{6}\right).

    b) Multiplier par 3, réel positif, garde la direction et triple le module :
    3z=12(cos⁡5π6+isin⁡5π6)3z = 12\left(\cos\frac{5\pi}{6} + i\sin\frac{5\pi}{6}\right).
    Pour −z-z : 5π6+π=11π6\frac{5\pi}{6} + \pi = \frac{11\pi}{6}, et 11π6−2π=−π6\frac{11\pi}{6} - 2\pi = -\frac{\pi}{6}.
    −z=4(cos⁡(−π6)+isin⁡(−π6))-z = 4\left(\cos\left(-\frac{\pi}{6}\right) + i\sin\left(-\frac{\pi}{6}\right)\right).

    8 corrigés détaillés pas à pas restent à débloquer

    Chacun reprend l'énoncé, montre le calcul étape par étape et dit où se trouve le piège.

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  3. 3

    Soit z=−2+iz = -2 + i.
    a) Calcule ∣z∣|z| et donne une valeur approchée au millième, en radians, d'un argument θ de z.
    b) Donne une valeur approchée au millième d'un argument de z‾\overline{z} et d'un argument de 2+i2 + i.

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  4. 4

    On considère le nombre z=−cos⁡π5+isin⁡π5z = -\cos\frac{\pi}{5} + i\sin\frac{\pi}{5}.
    a) Explique pourquoi cette écriture n'est pas une forme trigonométrique.
    b) À l'aide d'un angle associé, écris z sous forme trigonométrique.

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  5. 5

    a) Décris l'ensemble C\mathcal{C} des points M d'affixe z tels que ∣z∣=22|z| = 2\sqrt{2}.
    b) Détermine, sous forme algébrique, l'affixe du point de C\mathcal{C} dont un argument est −3π4-\frac{3\pi}{4}.

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  6. 6

    Soit z=3(cos⁡π5+isin⁡π5)z = 3\left(\cos\frac{\pi}{5} + i\sin\frac{\pi}{5}\right).
    a) Donne l'argument principal de −z-z.
    b) Donne le module et l'argument principal de −2z‾-2\overline{z}.

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  7. 7

    En électricité, la tension u(t)=12cos⁡(ωt−π3)u(t) = 12\cos\left(\omega t - \frac{\pi}{3}\right) est représentée par le nombre complexe U de module 12 et d'argument −π3-\frac{\pi}{3}.
    a) Écris U sous forme trigonométrique.
    b) Écris U sous forme algébrique.

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  8. 8

    Le point A a pour affixe zA=−6z_{A} = -6 et le point B a pour affixe zB=3(cos⁡π2+isin⁡π2)z_{B} = 3\left(\cos\frac{\pi}{2} + i\sin\frac{\pi}{2}\right).
    a) Écris zBz_{B} sous forme algébrique et zAz_{A} sous forme trigonométrique.
    b) Calcule la distance AB, en valeur exacte puis arrondie au centième.

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  9. 9

    Soit z=5−12iz = 5 - 12i.
    a) Calcule ∣z∣|z| puis donne une valeur approchée au millième, en radians, de l'argument principal θ de z.
    b) Convertis θ en degrés, arrondi au dixième.

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  10. 10

    Soit z=−22−22iz = -\frac{\sqrt{2}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2}i.
    a) Écris z sous forme trigonométrique.
    b) Donne la forme trigonométrique de 4z4z et de z‾\overline{z}.

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