Racines carrées d'un complexe


  • P

    Bonjour,
    J'ai du mal à démarrer un exercice dont le but final est de trouver la racine carrée d'un nombre complexe.
    Quelqu'un peut-il m'aider ?

    Dans la 1ere question on cherche à trouver un nombre complexe zzz tel que z2=8−6iz^2=8-6iz2=86i.
    On me demande , en écrivant zzz sous la forme x+iyx+iyx+iy (avec xxx et yyy ∈ R), de montrer qu'on peut se ramener à deux équations : $\left\lbrace\begin{array}x^2-y^2=8 \ xy=-3 \end{array}$

    J'ai un peu de mal avec les nombres complexes.....


  • N
    Modérateurs

    Bonjour Pauline34

    Développe (x+iy)² = ....


  • mtschoon

    Bonjour,

    Piste,

    z=x+iyz=x+iyz=x+iy avecx∈r et y∈rx \in r \ et \ y\in rxr et yr

    z2=(x+iy)2=x2+2ixy+i2y2z^2=(x+iy)^2=x^2+2ixy+i^2y^2z2=(x+iy)2=x2+2ixy+i2y2

    Vu que i2=−1i^2=-1i2=1

    z2=x2+2ixy−y2=(x2−y2)+i(2xy)z^2=x^2+2ixy-y^2=(x^2-y^2)+i(2xy)z2=x2+2ixyy2=(x2y2)+i(2xy)

    z2=8−6i↔(x2−y2)+i(2xy)=8+i(−6)z^2=8-6i \leftrightarrow (x^2-y^2)+i(2xy)=8+i(-6)z2=86i(x2y2)+i(2xy)=8+i(6)

    En identifiant les parties réelles entre elles : x2−y2=....x^2-y^2=....x2y2=....

    En identifiant les parties imaginaires entre elles :2xy=...2xy=...2xy=....

    Tu pourras ainsi trouver les équations indiquées

    Ensuite, tu résoudras pour trouver x et y


  • mtschoon

    Bonjour Noemi,

    Désolée, je n'avais pas vu ta réponse.


  • P

    Ah ben oui, effectivement, vu comme ça c'est bcp plus simple ! 😁

    Merci bcp, le reste ne de l'exercice ne causera pas de souci....

    Bonne soirée


  • mtschoon

    Bonne soirée à toi ( et j'espère que tu as trouvé z=-3+i et z=3-i )


  • P

    Bon..... hé bien.... finalement, mtschoon, j'aurais encore besoin d'une petite explication pour finir cet exercice

    1. c'est fait

    2. Pour résoudre ce système, écrire yyy en fonction de xxx et utiliser cette écriture dans la première équation. Montrer que l'on peut se ramener à résoudre l'équation x4−8x2−9=9x^4-8x^2-9=9x48x29=9

    Ici, pas de souci : je remplace yyy par −3x-\frac{3}{x}x3 dans x2−y2=8x^2-y^2=8x2y2=8 et j'arrive bien à x4−8x2−9=0x^4-8x^2-9=0x48x29=0

    1. En posant x=x2x=x^2x=x2 donner les valeurs possibles xxx. En déduire les valeurs possibles pour xxx.

    Là non plus, pas de souci :
    x=x2x=x^2x=x2 donc x4−8x2−9=0=x2−8x−9x^4-8x^2-9=0=x^2-8x-9x48x29=0=x28x9

    Une première racine évidente : x1=−1x_1=-1x1=1

    On sait que x1∗x2=cax_1*x_2=\frac{c}{a}x1x2=ac donc −x2=−9-x_2=-9x2=9 donc x2=9x_2=9x2=9

    J'ai donc : x1=x1=−1=ix_1=\sqrt{x_1}=\sqrt{-1}=ix1=x1=1=i et x2=9=3x_2=\sqrt{9}=3x2=9=3 ou −3-33

    1. Donner alors les couples solutions du système. On a alors obtenu la racine carrée de 8-6i

    Je vois bien qu'il doit y avoir un lien entre mes résultats du 3) et ce que vous m'avez écrit dans votre dernier message :
    Citation
    j'espère que tu as trouvé z=-3+i et z=3-i
    mais j'ai du mal à établir ce lien. Je suis prête à parier qu'on peut le dire en 2 lignes, mais, j'ai beau chercher, je n'y arrive pas.... :rolling_eyes:


  • mtschoon

    Attention !

    x et y sont des REELS.

    X1X_1X1=-1 <=> x²=-1 IMPOSSIBLE car x est réel.

    ( Une remarque en passant : n'écris jamais−1\sqrt{-1}1 , car le symbole √ n'a un sens que pour les réels positifs)

    X2X_2X2=9 <=> x²=9 <=> x=3 ou x=-3

    Pour x =3 , tu cherches y ( avec y=-3/x)
    Pour x =-3 , tu cherches y ( avec y=-3/x)

    Tu obtiendras ainsi les deux complexes dont le carré vaut -8-6i ( qui sont les "racines carrées complexes" de -8-6i


  • P

    Ben voilà : je m'entêtais à vouloir passer par x²-y²=8 alors qu'il faut utiliser xy=-3

    Merci

    PS : notre prof nous déjà fait la même remarque au sujet de −1\sqrt{-1}1.... ça finira bien par rentrer ! 😁


  • mtschoon

    oui, il faut bien réfléchir pour savoir sur quel ensemble on travaille.

    Ici, z c'est à dire x+iy, est complexe, avec x et y réels.

    Lorsqu'on résout le système d'inconnues x et y , on travaille sur les réels.

    Bons complexes !


  • P

    Merci beaucoup pour votre aide; ça commence à s'éclaircir un peu....

    1. On a donc x=3 ou -3

    2. y=-3/x et z=x+iy

    • pour x=3 on a y=-3/3=-1
      donc z=3+i(-1)=3-i

    • pour x=-3 on y=-3/-3=1
      donc z=-3+i(1)=-3+i

    Merci


  • mtschoon

    C'est bon !


Se connecter pour répondre