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10 juin 2011
Exercice 15 points
Commun à tous les candidats.
1.Méthode 1 :
Le dessin suggère de considérer la rotation de centreA et d"angleπ
2. Son écriture complexe est :z?-zA=
i (z-zA)??z?-2+5i=i(z-2+5i).L"image B
?du point B dans cette rotation a donc pour af- fixe : zB?-2+5i=i(7-3i-2+5i)??
zB?=2-5i+5i-2=0.
L"image de B dans la rotation de centre A et d"angle 2est le point O. Ceci démontre que le triangle ABO est isocèle et rectangle en A. -2 -4 -62 4 6 O A BMéthode 2 :OA2=|zA|2=22+52=29;
AB2=|zB-zA|2=|7-3i-2+5i|2=|5+2i|2=25+4=29;
OB2=|zB|2=|7-3i|2=72+32=49+9=58.
D"une part AO
2=AB2??AO=AB??ABO est isocèle en A;
D"autre part 29+29=58??AO2+Ab2=OB2??ABO est rectangle en A d"après la réciproque du théorème de Pythagore.Méthode 3 :
SoitZ=zO-zA
zB-zA=-2+5i5+2i=i(2i+5)2i+5=i.On aZ=AO
AB=1, soit AO = AB;
De plus arg(Z)=?--→AB,--→AO?
2ce qui montre que l"angle?BAO est droit. Le triangle ABO est donc
rectangle isocèle en A.Méthode 4 :zO-zA
zB-zA=zO-zAzB-zA=i signifie que O est l"image de B dans la rotation de centre A et d"angleπ2.2.Soient A et B les points d"affixes respectives i et-2i.
Ona|z-i|=|z+2i| ??AM= BM??M?Δmédiatrice de[AB].mais comme A etBappartiennent à l"axe des ordonnées, la médiatrice de [AB] (d"équationy= -12est parallèle à l"axe des abscisses. La
proposition est vraie.3.z=3+i?
3, donc|z|2=9+3=12=?2?3?2?|z|=2?3. On peut en factorisant ce module écrire :
z=2? 3? ?32+i12?
=2?3?cosπ6+isinπ6?=2?3eiπ6.Donc, pourn?N,z3n=?
2?3eiπ6?3n=?2?3?3nei3nπ6=?2?3?3neinπ2. Or einπ2est égal à i,-1,-i ou
1 suivant les valeurs denet la puissance n"est donc un nombre imaginaire que pournimpair. La
proposition est fausse.4.Soitzun nombre complexe non nul d"argumentπ
2. On peut donc écrirez=ρi avecρréel positif non
nul. Donc|i+z|=1+|z| ?? |i+ρi|=1+|ρi| ?? |i(1+ρ)|=1+|ρi| ??1+ρ=1+ρqui est bien vraie.La proposition 4 est vraie.
Corrigédu baccalauréat SA. P. M. E. P.
5.Soitzun nombre complexe non nul.
Si le module dezest égal à 1 alorszs"écritz=eiθ, avecθ?R.Doncz2+1
z2=e2iθ+1e2iθ=e2iθ+e-2iθ=cos2θ+isin2θ+cos2θ-isin2θ=2cos2θqui est un réel.