Équation du second degré dans ℂ
Aborder une équation du second degré dans l'ensemble des nombres complexes commence par l'identifier sous la forme az² + bz + c = 0. Pour résoudre, on peut factoriser l'expression ou calculer le discriminant Δ = b² - 4ac, même si celui-ci est négatif.
Quand le discriminant est négatif, les solutions sont des nombres complexes conjugués. Par exemple, avec a=1, b=-4 et c=13, on obtient Δ = -36, ce qui donne les solutions z₁ = 2 - 3i et z₂ = 2 + 3i. N'oubliez pas qu'une factorisation peut également révéler des racines simples comme z = i.
💡 Astuce pratique : Lorsque vous obtenez un discriminant négatif, ne paniquez pas ! C'est simplement le signe que vos solutions seront complexes, ce qui est parfaitement normal dans ℂ.
Forme trigonométrique des nombres complexes
La forme trigonométrique exprime un nombre complexe z sous la forme z = |z|cosθ+isinθ, où |z| est le module et θ l'argument. Cette représentation facilite grandement les multiplications et puissances.
Pour convertir un nombre comme z = -1 + i en forme trigonométrique, on calcule d'abord son module |z| = √((-1)² + 1²) = √2. On détermine ensuite l'argument θ à partir des relations cos θ = -1/√2 et sin θ = 1/√2, ce qui donne z = √2cos(3π/4)+isin(3π/4).
Propriétés des modules et arguments
Les opérations sur les nombres complexes suivent des règles élégantes en forme trigonométrique :
- Multiplication : |z·z'| = |z|·|z'| et arg(z·z') = arg(z) + arg(z')
- Division : |z/z'| = |z|/|z'| et argz/z′ = arg(z) - arg(z')
- Puissance : |z^n| = |z|^n et argzn = n·arg(z) 2π
Ces formules permettent de simplifier considérablement les calculs complexes. Par exemple, pour calculer z^n, il suffit d'élever le module à la puissance n et de multiplier l'argument par n.