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Nombres complexes : argument et forme trigonométrique

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  1. 1

    Soit z=22(cos3π4+isin3π4)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) cos3π4=22\cos\frac{3\pi}{4} = -\frac{\sqrt{2}}{2} et sin3π4=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=22i-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=22i\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.
    cosθ=234=32\cos\theta = \frac{-2\sqrt{3}}{4} = -\frac{\sqrt{3}}{2} et sinθ=24=12\sin\theta = \frac{2}{4} = \frac{1}{2} : deuxième quadrant, θ=5π6\theta = \frac{5\pi}{6}.
    z=4(cos5π6+isin5π6)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(cos5π6+isin5π6)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 11π62π=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).

  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=cosπ5+isinπ5z = -\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(cosπ5+isinπ5)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(ωtπ3)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(cosπ2+isinπ2)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=512iz = 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=2222iz = -\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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