Programme de mathématiques PCSI · semestre 1
Nombres complexes
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L’objectif de cette section, que l’on illustrera par de nombreuses figures, est de donner une solide pratique des nombres complexes, à travers les aspects suivants :
- l’étude algébrique de l’ensemble $\mathbb{C}$ et la notion d’équation algébrique ;
- l’interprétation géométrique des nombres complexes et l’utilisation des nombres complexes en géométrie plane ;
- l’exponentielle complexe et ses applications à la trigonométrie.
- a) Nombres complexes 58
- b) Conjugaison et module 88
- c) Nombres complexes de module 1 et trigonométrie 82
- d) Forme trigonométrique 55
- e) Équations algébriques 71
- f) Racines $n$-ièmes 102
- g) Exponentielle complexe 29
- h) Interprétation géométrique des nombres complexes 62
exo7 412
Dans \(\mathbb{R}[X]\) et dans \(\mathbb{C}[X]\), décomposer les polynômes suivan ...
exo7 413
Quelle est la décomposition de \(X^6+1\) en facteurs irréductibles dans ...
exo7 42
Résoudre dans \(\Cc\) l’équation \(z^3 = \frac 14(-1+i)\) et montrer qu’une seule ...
exo7 422
Soit \(n \in \Nn^*\) et \(P (X) = (X + 1)^n- (X-1)^n\).
exo7 423
Factoriser dans \(\Rr[X]\) :
exo7 4260
Soit \({f} : {\R} \to {\C}\) de classe \(\mathcal{C}^1\), ...
exo7 43
Trouver les racines cubiques de \(2-2i\) et de \(11+2i\).
exo7 435
Soit \(n\in \Nn^{*},P\in \Cc[X]\) de degré \(n\), avec ...
exo7 4363
Soit \(\alpha \in \R\). Trouver la limite de ...
exo7 437
Soit \(n\in \Nn^{*},\) et \(P(X)=(X+1)^{n}-(X-1)^{n}.\) Quel est le degré de ...
exo7 44
Calculer \(\frac{\frac{1+i\sqrt3}{2}}{\frac{\sqrt2(1+i)}{2}}\) algébriquement, puis trigonométriquement. En déduir ...
exo7 4403
Quels sont les complexes \(z\) tels que \(\cos z \in {[-1,1]}\) ?
exo7 4404
Soit \(z\in\C\). Montrer que \(\left(1+\frac zn\right)^n \to e^z\) lorsque ...
exo7 4405
Soit \(z \in \C\). Montrer que \(|e^z-1| \le e^{|z|}-1 \le |z|e^{|z|}\).
exo7 4406
Soit \(z=x+iy\in\C\) avec \(x,y\in\R\) et ...
exo7 4408
Montrer qu’il existe une infinité de complexes \(z\) tels que \(e^z = z\) (on cal ...
exo7 4409
Résoudre dans \(\C\) :
exo7 4410
Calculer \(\sup\{|\cos z| \text{ tel que } |z|\le 1\}\) et ...
exo7 4411
Soient \(M,M'\) deux points du plan d’affixes \(z = x+iy\) et ...
exo7 442
Soit \(P=X^4-5X^3+9X^2-15X+18\in\Cc[X]\). Déterminer toutes les racines complexes de ...
exo7 443
Décomposer les fractions rationnelles suivantes : \[\frac{3}{X^3 + 1} \text{ sur } \Cc \text{ puis sur } \Rr\] ...
exo7 45
Trouver les racines quatrièmes de \(81\) et de \(-81\).
exo7 4560
[\(x\in\,]0,\pi[\), TPE MP 2005]
exo7 4579
Quel est le coefficient de \(x^n\) dans ...
exo7 4587
Calculer \(\sum_{n=1}^\infty \frac{\sin n\theta}{2^n}\) et ...
exo7 46
Montrer que, pour tout \(n\in\mathbb{N}^*\) et tout nombre \(z\in\mathbb{C}\), on ...
exo7 4606
Pour \(a,b\in\R\) avec \(b\not\equiv 0(\mathrm{mod}\,{\pi})\), vérifier l’identit ...
exo7 4681
Soit \(a \in \C\setminus \mathbb{U}\). Étudier la suite de terme général : ...
exo7 47
Calculer la somme \(S_n = 1+z+z^2+\cdots+z^n\).
exo7 48
Résoudre \(z^3 = 1\) et montrer que les racines s’écrivent \(1\), ...
exo7 49
Résoudre dans \(\Cc\) :
exo7 490
Résoudre l’équation \(\sqrt[4]{41+x}+\sqrt[4]{41-x}=4\), \(x\) étant un réel posi ...
exo7 4901
Montrer que le support de la courbe paramétrée : \(\begin{cases} x = \cos t\cr y = \cos t+\sin t\cr\end{cases}\) e ...
exo7 5
Mettre chacun des nombres complexes suivants sous la forme \(a+ib,\) \(a\in\Rr\) ...
exo7 50
Calculer les racines \(n\)-ièmes de \(-i\) et de ...
exo7 5069
Montrer que \(\sum_{}^{}\cos\left(\pm a_1\pm a_2\pm...\pm a_n\right)=2^n\cos a_1\cos a_2...\cos a_n\) (la somme co ...
exo7 5071
Résoudre dans \(\Rr\) l’équation \(2^{4\cos^2x+1}+16.2^{4\sin^2x-3}=20\).
exo7 5072
Soit \(a\) un réel distinct de \(\frac{1}{\sqrt{3}}\) et ...
exo7 5075
On veut calculer \(\cos\frac{2\pi}{5}\) et \(\sin\frac{2\pi}{5}\). Pour cela, on ...
exo7 5077
Calculer \(I=\int_{\pi/6}^{\pi/3}\cos^4x\sin^6x\;dx\) et ...
exo7 5080
Calculer les sommes suivantes :
exo7 5081
Résoudre le système ...
exo7 5083
Résoudre dans \(\Rr\) l’équation \(\cos(3x)=\sin(2x)\).
exo7 51
Soit \(\epsilon\) une racine \(n\)-ième de l’unité ; calculer ...
exo7 5107
Pour \(z\neq i\), on pose \(f(z)=\frac{z+i}{z-i}\). Montrer que ...
exo7 5119
Calculer de deux façons les racines carrées de \(1+i\) et en déduire les valeurs exactes de ...
exo7 5120
Résoudre dans \(\Cc\) les équations suivantes :
exo7 5121
On pose \(z=e^{2i\pi/5}\) puis \(a=z+z^4\) et ...
exo7 5122
Soit \(\alpha\in\left]-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}\right[\) donné. Résoudre dans ...
exo7 5123
Soit \((ABC)\) un triangle dont les longueurs des côtés \(BC\), ...