Les nombres complexes

 
 

Les nombres complexes

 

 

 

Attention : il manque les flèches des vecteurs et le trait du z"barre" est remplacé par /, désolé....

 

 

I/Définition

 

On admet l’existence d’un nombre nouveau, noté i dont le carré est égal à –1. i² =-1

Un nombre complexe est un nombre de la forme a+bi, où a et b sont deux nombres réels. Cette écriture est dite forme algébrique du nombre complexe.

Le réel a est la partie réelle du nombre complexe et le nombre réel b est sa partie imaginaire.

L’ensemble des nombre complexe est noté C.

 

Exemple : z= 7+4i, 7 est la partie réelle de z et 4 est la partie imaginaire.

 

Cas particulier : Si le nombre complexe z= a+bi, a est partie réelle nulle, on l’écrit simplement bi à la place de 0+b et on dit qu’il s’agit d’un imaginaire pur.

 

Si un nombre complexe a une partie imaginaire nulle, on l’écrit simplement a à la place de a+0i, et on l’assimile au nombre réel a. L’ensemble R des nombres complexe est inclus dans l’ensemble C des nombres complexes.

 

Exemple : z= -4i, est un imaginaire pur, sa partie réelle est 0 et sa partie imaginaire est –4

Z= 4+0i est assimilé au réel 4 car sa partie réelle est 4 et sa partie imaginaire 0.

 

Remarque : Les nombres complexes sont très utilisés en électricité. Afin de na pas risquer de confusion entre l’intensité i du courant et le nombre complexe dont le carré est –1 défini ci dessus, ce nombre est noté j au lieu de i par les physiciens.

 

II/Représentation géométrique d’un nombre complexe

 

 

Le plan étant rapporté à un repère orthonormal (O,u, v ) tout nombre complexe z= a+bi est associé :

-Soit au point M de coordonnées (a,b),

-Soit au vecteur OM de coordonnées (a,b).

z= a+bi est l’affixe du point M (a,b) ou du vecteur OM (a,b).

Le point M (a,b) est le point image du nombre complexe z= a+bi

Le vecteur OM (a,b) est le vecteur image du nombre complexe z=a+bi.

 

Remarque : Tout point de l’axe des abscisses a pour affixe un nombre réel et tout nombre réel a pour point image un point de l’axe des abscisses. On dit que dans le plan complexe, l’axe des abscisses est l’axe des réels.

Tout point de l’axe des ordonnées a pour affixe un nombre imaginaire pur et tout nombre imaginaire pur a pour point image un point de l’axe des ordonnées. On dit que dans le plan complexe, l’axe des ordonnées est l’axe des imaginaires.

 

III/Egalité de deux nombres complexes

 

Théorèmes : Deux nombres complexes sont égaux si et seulement si leurs parties réelles et leurs parties imaginaires sont égales.

a+bi = a’+b’i si et seulement si a=a’ et b=b’.

 

Remarque : En particulier a+bi = 0 si et seulement si a=0 et b=0.

 

 

IV/Addition de nombres complexes

 

Définition : On définit dans C une opération appelée addition et notée + par :

 (a+bi) + (a’+b’i) = (a+a’)+ i(b+b’)

Cette addition a les mêmes propriétés dans C que dans R.

 

Soit z1 = a1+ b1i le nombre complexe de vecteur image w1 et

z2 =  a2+ b2i le nombre complexe de vecteur image w2.

Alors, le vecteur w1+w2 a pour coordonnées (a1+a2 , b1+b2). C’est donc le vecteur image du nombre complexe z1+z2.

 

V/ Multiplication des nombres complexes

 

Définition : On définit dans C une opération appelée multiplication et notée x ou . ou « par absence de symbole » par :

(a+bi) x (a’+b’i) = (aa’-bb’) + (ab’+a’b)I

Cette multiplication a les mêmes propriétés dans C que dans R.

 

Remarques : Les propriétés des opérations dans R restent vraies dans C en particulier :

-La soustraction se définit comme l’addition de l’opposé,

-Les produits remarquables s’appliquent dans C,

-L’addition et la multiplication s’effectuent en utilisant les règles usuelles de calcul et le fait que i² = -1

 

VI/ Conjugué d’un nombre complexe

 

Définition : Soit le nombre complexe z = a+bi. On appelle  conjugué de z, et noté /z, le nombre /z = a- bi.

 

Les point M et M’ d’affixes conjugués sont symétriques par rapport à l’axe des abscisses.

 

Propriété : Le conjugué d’une somme est égal à la somme des conjugués. Le conjugué d’un produit est égal au produit des conjugués.

Soit z et z’ deux nombres complexes :

/(Z+z’) = /z + /z’ et /(z.z’) = /z . /z’

 

Propriété : Soit z = a+bi un nombre complexe :

Z./z = a² + b²

 

Cette dernière propriété signifie que le produit d’un nombre complexe par son conjugué est un nombre réel.

 

VII/ Calcul de l’inverse d’un nombre complexe non nul

 

Règle de calcul : Pour déterminer la partie réelle et la partie imaginaire de l’inverse d’un nombre complexe non nul on multiplie le numérateur et le dénominateur par le conjugué du dénominateur.

 

VIII/ Calcul d’un quotient

 

Règle de calcul : Pour effectuer le quotient de deux nombres complexes, on multiplie le numérateur et le dénominateur par le conjugué du dénominateur.

 

 

 

 

 

Le 01/07/08 by Xababaa®

 




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