Les nombres complexes

La forme conjuguée - Exercice 3

20 min
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Résoudre dans C\mathbb{C} les équations ci-dessous. Les solutions doivent être données sous forme algébrique.
Question 1

2z=4+3i2\overline{z}=-4+3i

Correction
2z=4+3i2\overline{z}=-4+3i équivaut successivement à
z=2+32i\overline{z}=-2+\frac{3}{2} i
z=232iz=-2-\frac{3}{2} i
Donc S={232i}S=\left\{-2-\frac{3}{2} i\right\}
Question 2

(z+2i)(2z4i+7)=0\left(\overline{z}+2-i\right)\left(2z-4i+7\right)=0

Correction
(z+2i)(2z4i+7)=0\left(\overline{z}+2-i\right)\left(2z-4i+7\right)=0 équivaut successivement à
z+2i=0\overline{z}+2-i=0 ou 2z4i+7=02z-4i+7=0
D'une part :
z+2i=0\overline{z}+2-i=0 équivaut successivement à
z=2+i\overline{z}=-2+i
z=2iz=-2-i
D'autre part :
2z4i+7=02z-4i+7=0 équivaut successivement à
2z=4i72z=4i-7
z=2i72z=2i-\frac{7}{2}
Donc les solutions sont alors S={2i72;2i}S=\left\{2i-\frac{7}{2} ;-2-i\right\}
Question 3

z+z=4z+\overline{z}=4

Correction
Dans le cas où nous avons une équation avec du zz et du z\overline{z}, il faut poser z=x+iyz=x+iy et z=xiy\overline{z}=x-iy
z+z=4z+\overline{z}=4 équivaut successivement à
x+iy+xiy=4x+iy+x-iy=4
2x=42x=4
x=2x=2
La solution est z=2z=2 autrement dit S={2}S=\left\{2\right\}
Question 4

2z+z=7i2z+\overline{z}=7i

Correction
Dans le cas où nous avons une équation avec du zz et du z\overline{z}, il faut poser z=x+iyz=x+iy et z=xiy\overline{z}=x-iy
2z+z=7i2z+\overline{z}=7i équivaut successivement à
2(x+iy)+xiy=7i2\left(x+iy\right)+x-iy=7i
2x+2iy+xiy=7i2x+2iy+x-iy=7i
3x+iy=7i3x+iy=7i
Deux complexes sont égaux si leurs parties réelles et imaginaires sont respectivement égales.
3x+iy=0+7i{\color{blue}{3x}}+i{\color{red}{y}}={\color{blue}{0}}+{\color{red}{7}}i
On obtient le système suivant :
{3x=0y=7\left\{\begin{array}{ccc} {3x} & {=} & {0} \\ {y} & {=} & {7} \end{array}\right.
Ainsi {x=0y=7\left\{\begin{array}{ccc} {x} & {=} & {0} \\ {y} & {=} & {7} \end{array}\right.
La solution est z=7iz=7i autrement dit S={7i}S=\left\{7i\right\}
Question 5

z+3z=2+iz+3\overline{z}=2+i

Correction
Dans le cas où tu as une équation avec du zz et du z\overline{z}, il faut poser z=x+iyz=x+iy et z=xiy\overline{z}=x-iy
z+3z=2+iz+3\overline{z}=2+i équivaut successivement à
x+iy+3(xiy)=2+ix+iy+3\left(x-iy\right)=2+i
x+iy+3x3iy=2+ix+iy+3x-3iy=2+i
Deux complexes sont égaux si leurs parties réelles et imaginaires sont respectivement égales.
4x2iy=2+1i{\color{blue}{4x}}{\color{red}{-2}}i{\color{red}{y}}={\color{blue}{2}}+{\color{red}{1}}i
On obtient le système suivant
{4x=22y=1\left\{\begin{array}{ccc} {4x} & {=} & {2} \\ {-2y} & {=} & {1} \end{array}\right.
Ainsi {x=12y=12\left\{\begin{array}{ccc} {x} & {=} & {\frac{1}{2} } \\ {y} & {=} & {-\frac{1}{2} } \end{array}\right.
La solution est z=1212iz=\frac{1}{2} -\frac{1}{2} i autrement dit S={1212i}S=\left\{\frac{1}{2} -\frac{1}{2} i\right\}
Question 6

2z=3iz4i+32\overline{z}=3iz-4i+3

Correction
Dans le cas où tu as une équation avec du zz et du z\overline{z}, il faut poser z=x+iyz=x+iy et z=xiy\overline{z}=x-iy

2z=3iz4i+32\overline{z}=3iz-4i+3 équivaut successivement à
2(xiy)3i(x+iy)=4i+32\left(x-iy\right)-3i\left(x+iy\right)=-4i+3
2x2iy3ix+3y=4i+32x-2iy-3ix+3y=-4i+3
Deux complexes sont égaux si leurs parties réelles et imaginaires sont respectivement égales.
(2x+3y)+i(3x2y)=4i+3\left({\color{blue}{2x+3y}}\right)+i\left({\color{red}{-3x-2y}}\right)={\color{red}{-4}}i+{\color{blue}{3}}
On obtient le système suivant
{2x+3y=33x2y=4\left\{\begin{array}{ccc} {2x+3y} & {=} & {3} \\ {-3x-2y} & {=} & {-4} \end{array}\right. . Nous obtenons un système deux équations à deux inconnues. Nous donnons directement la réponse :)
Ainsi : {x=65y=15\left\{\begin{array}{ccc} {x} & {=} & {\frac{6}{5} } \\ {y} & {=} & {\frac{1}{5} } \end{array}\right.
La solution est z=65+15iz=\frac{6}{5} +\frac{1}{5} i autrement dit S={65+15i}S=\left\{\frac{6}{5} +\frac{1}{5} i\right\}
Question 7

2iz+6z=2i+32i\overline{z}+6z=2i+3

Correction
Dans le cas où tu as une équation avec du zz et du z\overline{z}, il faut poser z=x+iyz=x+iy et z=xiy\overline{z}=x-iy
2iz+6z=2i+32i\overline{z}+6z=2i+3
2i(xiy)+6(x+iy)=2i+32i\left(x-iy\right)+6\left(x+iy\right)=2i+3
2ix+2y+6x+6iy=2i+32ix+2y+6x+6iy=2i+3
Deux complexes sont égaux si leurs parties réelles et imaginaires sont respectivement égales.
(6x+2y)+i(2x+6y)=2i+3\left({\color{blue}{6x+2y}}\right)+i\left({\color{red}{2x+6y}}\right)={\color{red}{2}}i+{\color{blue}{3}}
On obtient le système suivant
{6x+2y=32x+6y=2\left\{\begin{array}{ccc} {6x+2y} & {=} & {3} \\ {2x+6y} & {=} & {2} \end{array}\right. . Nous obtenons un système deux équations à deux inconnues. Nous donnons directement la réponse :)
Ainsi : {x=716y=316\left\{\begin{array}{ccc} {x} & {=} & {\frac{7}{16} } \\ {y} & {=} & {\frac{3}{16} } \end{array}\right.
La solution est z=716+316iz=\frac{7}{16} +\frac{3}{16} i autrement dit S={716+316i}S=\left\{\frac{7}{16} +\frac{3}{16} i\right\}