Autour des racines n-ième des nombres complexes - Exercice 5
15 min
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Question 1
Résoudre, dans C, l'équation suivante : z5−i−3=0.
Correction
L'équation à résoudre s'écrit encore : z5=3+i Or : 3+i=32+12×⎝⎛32+123+i32+121⎠⎞=2×(23+i21)=2(cos(6π)+isin(6π))=2ei6π Les cinq solutions complexes zk de l'équation proposée z5=3+i, avec k={0;1;2;3;4}, sont donc données par : zk=52ei56π+2kπ=52ei(30π+52kπ) Nous recherchons donc les racines cinquièmes du nombre complexe a=3+i. On a alors les solutions suivantes : ∙sik=0 Alors : z0=52ei30π ∙∙sik=1 Alors : z1=52ei(30π+52×1×π)=52ei(30π+52π)=52ei(30π+3012π)=52ei(30π+12π)=52ei3013π ∙∙∙sik=2 Alors : z2=52ei(30π+52×2×π)=52ei(30π+54π)=52ei(30π+3024π)=52ei(30π+24π)=52ei3025π=52ei5×65×5×π=52ei65π ∙∙∙∙sik=3 Alors : z3=52ei(30π+52×3×π)=52ei(30π+56π)=52ei(30π+3036π)=52ei(30π+36π)=52ei3037π=52ei30(60−23)π=52ei(2π−3023π) Soit : z3=52ei2πe−i3023π=52ei0e−i3023π=52×1×e−i3023π=52e−i3023π ∙∙∙∙∙sik=4 Alors : z4=52ei(30π+52×4×π)=52ei(30π+58π)=52ei(30π+3048π)=52ei(30π+48π)=52ei3049π=52ei30(60−11)π=52ei(2π−3011π) Soit : z4=52ei2πe−i3011π=52ei0e−i3011π=52×1×e−i3011π=52e−i3011π Finalement, les solutions recherchées sont : z=52ei30πouz=52ei3013πouz=52ei65πouz=52e−i3023πouz=52e−i3011π
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