Les nombres complexes

Complexes : médiatrices et cercles - Exercice 2

10 min
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On considère les points A,BA,B et CC d'affixes respectifs zA=12iz_{A} =1-2i, zB=1+2iz_{B} =1+2i, zC=3z_{C} =3
Question 1

Calculer zAzCzBzC\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} }

Correction
zAzCzBzC=12i31+2i3\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =\frac{1-2i-3}{1+2i-3}
zAzCzBzC=22i2+2i\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =\frac{-2-2i}{-2+2i}
zAzCzBzC=(22i)×(22i)(2+2i)×(22i)\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =\frac{\left(-2-2i\right)\times \left(-2-2i\right)}{\left(-2+2i\right)\times \left(-2-2i\right)}
zAzCzBzC=4+4i+4i+4i222+22\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =\frac{4+4i+4i+4i^{2} }{2^{2} +2^{2} }
zAzCzBzC=4+4i+4i48\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =\frac{4+4i+4i-4}{8}
zAzCzBzC=8i8\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =\frac{8i}{8}
Ainsi :
zAzCzBzC=i\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =i
Question 2

En déduire la nature du triangle ABCABC

Correction
Comme zAzCzBzC=i\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } =i, nous pouvons en déduire deux choses.
 D’une part :\red{\text{ D'une part :}}
zAzCzBzC=i\left|\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } \right|=\left|i\right|
donc zAzCzBzC=1\frac{\left|z_{A} -z_{C} \right|}{\left|z_{B} -z_{C} \right|} =1
ainsi zAzC=zBzC\left|z_{A} -z_{C} \right|=\left|z_{B} -z_{C} \right|
d'où AC=BCAC=BC
Le triangle ABCABC est donc isocèle en CC.
 D’autre part :\red{\text{ D'autre part :}}
arg(zAzCzBzC)=arg(i)\arg \left(\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } \right)=\arg \left(i\right) ainsi arg(zAzCzBzC)=π2[2π]\arg \left(\frac{z_{A} -z_{C} }{z_{B} -z_{C} } \right)=\frac{\pi }{2} \left[2\pi \right]
Soit (CB;CA)=π2[2π]\left(\overrightarrow{CB} ;\overrightarrow{CA} \right)=\frac{\pi }{2} \left[2\pi \right]
Le triangle ABCABC est donc rectangle en CC.
Finalement, le triangle ABCABC est un triangle rectangle isocèle en CC.