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Nombres complexes — 2ème Bac | Partie 1

📘 Nombres complexes — 2ème Bac | Partie 1
Exercice 1 — Forme algébrique

Trouver la forme algébrique et déterminer les parties réelle et imaginaire des nombres complexes suivants :

\[ \begin{aligned} z_1&=(2+i)(-1+i) & z_2&=(1+2i)^2 \\[6pt] z_3&=\frac{1-3i}{3-i} & z_4&=\frac{1+i}{3-2i} \end{aligned} \]

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{exercice}
Trouver la forme algébrique et déterminer les parties
réelle et imaginaire des nombres complexes suivants :

\[
\begin{aligned}
z_1&=(2+i)(-1+i)
&
z_2&=(1+2i)^2
\\
z_3&=\frac{1-3i}{3-i}
&
z_4&=\frac{1+i}{3-2i}
\end{aligned}
\]
\end{exercice}
Exercice 2 — Points alignés dans le plan complexe

Soient dans le plan complexe les points :

\[ A(i),\qquad B\left(\frac12+2i\right),\qquad C(-1-i) \]

Montrer que les points \(A\), \(B\) et \(C\) sont alignés.

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{exercice}
Soient dans le plan complexe les points :
\[
A(i),\qquad
B\left(\frac12+2i\right),\qquad
C(-1-i)
\]

Montrer que les points $A$, $B$ et $C$ sont alignés.
\end{exercice}
Exercice 3 — Affixes et géométrie

Soient dans le plan complexe les points :

\[ A(2;-3),\qquad B(1;1),\qquad C(1;2) \]

1) Déterminer les affixes des points \(A\), \(B\) et \(C\).

2) Déterminer l'affixe du vecteur \(\overrightarrow{AB}\).

3) Déterminer l'affixe de \(I\), milieu de \([AB]\).

4) Montrer que les points \(A\), \(B\) et \(C\) ne sont pas alignés.

5) Déterminer l'affixe du point \(D\) pour que \(ABCD\) soit un parallélogramme.

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{exercice}
Soient dans le plan complexe les points :
\[
A(2;-3),\qquad B(1;1),\qquad C(1;2)
\]

1) Déterminer les affixes des points $A$, $B$ et $C$.

2) Déterminer l'affixe du vecteur $\overrightarrow{AB}$.

3) Déterminer l'affixe de $I$, milieu de $[AB]$.

4) Montrer que les points $A$, $B$ et $C$ ne sont pas alignés.

5) Déterminer l'affixe du point $D$ pour que $ABCD$
soit un parallélogramme.
\end{exercice}
Exercice 4 — Parallélogramme

Soient dans le plan complexe les points \(A,B,C,D,E\) d'affixes respectivement :

\[ \begin{aligned} z_A&=1+i, & z_B&=3+2i, & z_C&=2-i, \\[3pt] z_D&=-2i, & z_E&=2. \end{aligned} \]

1) Représenter ces points dans le plan complexe.

2) Déterminer l'affixe de \(I\), milieu de \([AB]\).

3) Déterminer l'affixe du vecteur \(\overrightarrow{AB}\).

4) Montrer que le quadrilatère \(ABCD\) est un parallélogramme.

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{exercice}
Soient dans le plan complexe les points $A,B,C,D,E$ d'affixes
respectivement :

\[
z_A=1+i,\quad
z_B=3+2i,\quad
z_C=2-i,\quad
z_D=-2i,\quad
z_E=2.
\]

1) Représenter ces points dans le plan complexe.

2) Déterminer l'affixe de $I$ milieu de $[AB]$.

3) Déterminer l'affixe du vecteur $\overrightarrow{AB}$.

4) Montrer que le quadrilatère $ABCD$ est un parallélogramme.
\end{exercice}
Exercice 5 — Conjugué d'un nombre complexe

\(z\in\mathbb{C}\). Écrire en fonction de \(\bar z\) le conjugué des nombres complexes suivants :

\[ \begin{aligned} 1)\;&Z_1=(2+i)(5-i)\\[5pt] 2)\;&Z_2=2z+5i\\[5pt] 3)\;&Z_3=\frac{z-1}{-3z+i} \end{aligned} \]

📖 Corrigé

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\begin{exercice}
$z\in\mathbb{C}$.

Écrire en fonction de $\bar z$ le conjugué des nombres complexes
suivants :

1) $Z_1=(2+i)(5-i)$

2) $Z_2=2z+5i$

3) $Z_3=\frac{z-1}{-3z+i}$
\end{exercice}
Exercice 6 — Équations dans \(\mathbb{C}\)

Résoudre dans \(\mathbb{C}\) les équations suivantes :

\[ \begin{aligned} 1)\;&2z+i\bar z=5-4i\\[4pt] 2)\;&z=2\bar z-2+6i\\[4pt] 3)\;&2z-3\bar z+1+2i=0\\[4pt] 4)\;&z+(1-i)\bar z+3-2i=0\\[4pt] 5)\;&(3+i)z+\bar z=-i \end{aligned} \]

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{exercice}
Résoudre dans $\mathbb{C}$ les équations suivantes :

1) $2z+i\bar z=5-4i$

2) $z=2\bar z-2+6i$

3) $2z-3\bar z+1+2i=0$

4) $z+(1-i)\bar z+3-2i=0$

5) $(3+i)z+\bar z=-i$
\end{exercice}
Exercice 7 — Module et forme algébrique

A) Déterminer les modules des complexes suivants :

\[ \begin{aligned} 1)\;&z_1=3+\sqrt3\,i\\[4pt] 2)\;&z_2=\frac12-\sqrt3\,i\\[4pt] 3)\;&z_3=1+i \end{aligned} \]

B) Déterminer leurs modules puis écrire sous la forme algébrique les complexes suivants :

\[ \begin{aligned} 1)\;&u_1=\frac{2+5i}{1+3i}\\[5pt] 2)\;&u_2=\frac{1+i}{i-3\sqrt2}\\[5pt] 3)\;&u_3=(2-\sqrt3\,i)(\sqrt2+i) \end{aligned} \]

📖 Corrigé

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\begin{exercice}
A) Déterminer les modules des complexes suivants :

1) $z_1=3+\sqrt3 i$

2) $z_2=\frac12-\sqrt3 i$

3) $z_3=1+i$

B) Déterminer leurs modules puis écrire sous la forme algébrique
les complexes suivants :

1) $u_1=\frac{2+5i}{1+3i}$

2) $u_2=\frac{1+i}{i-3\sqrt2}$

3) $u_3=(2-\sqrt3 i)(\sqrt2+i)$
\end{exercice}
Exercice 8 — Lieu géométrique

Déterminer l'ensemble des points \(M\) d'affixe \(z\) tels que :

\[ \begin{aligned} a)\;&|z-1-2i|=|z-7+2i|\\[5pt] b)\;&|z-3+i|=5\\[5pt] c)\;&|z-4-5i|=|z+2| \end{aligned} \]

📖 Corrigé

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\begin{exercice}
Déterminer l'ensemble des points $M$ d'affixe $z$ tels que :

a) $|z-1-2i|=|z-7+2i|$

b) $|z-3+i|=5$

c) $|z-4-5i|=|z+2|$
\end{exercice}
Exercice 10 — Arguments des nombres complexes

Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé \((O;\vec u;\vec v)\).

On considère les points \(A,B,C,D,E,F\) qui ont pour affixes :

\[ \begin{aligned} z_A&=2 & z_B&=-2i & z_C&=2+2i \\[4pt] z_D&=3i & z_E&=-3 & z_F&=-2+2i \end{aligned} \]

1) Représenter les points \(A,B,C,D,E,F\) dans le plan complexe.

2) En utilisant la représentation, déterminer l'argument des complexes :

\[ z_A,\quad z_B,\quad z_C,\quad z_D,\quad z_E,\quad z_F. \]

📖 Corrigé

Le corrigé sera ajouté prochainement.

\begin{exercice}
Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé
$(O;\vec u;\vec v)$.

On considère les points $A,B,C,D,E,F$ qui ont pour affixes :

\[
z_A=2,\quad z_B=-2i,\quad z_C=2+2i,
\]
\[
z_D=3i,\quad z_E=-3,\quad z_F=-2+2i.
\]

1) Représenter les points $A,B,C,D,E,F$
dans le plan complexe.

2) En utilisant la représentation, déterminer l'argument
des complexes :
\[
z_A,\quad z_B,\quad z_C,\quad z_D,\quad z_E,\quad z_F.
\]
\end{exercice}
Exercice 11 — Forme trigonométrique

Donner la forme trigonométrique du nombre complexe \(z\) dans les cas suivants :

\[ \begin{aligned} 1)\;&z_1=\sqrt3+i\\[4pt] 2)\;&z_2=1-i\\[4pt] 3)\;&z_3=-\frac{\sqrt3}{2}+\frac12i\\[4pt] 4)\;&z_4=-1-\sqrt3\,i\\[4pt] 5)\;&z=7\\[4pt] 6)\;&z=-12 \end{aligned} \]

📖 Corrigé

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\begin{exercice}
Donner la forme trigonométrique du nombre complexe $z$
dans les cas suivants :

1) $z_1=\sqrt3+i$

2) $z_2=1-i$

3) $z_3=-\frac{\sqrt3}{2}+\frac12i$

4) $z_4=-1-\sqrt3i$

5) $z=7$

6) $z=-12$
\end{exercice}
Exercice 12 — Forme trigonométrique et valeurs exactes

On considère les nombres complexes :

\[ z_1=\sqrt3-i, \qquad z_2=1-i, \qquad Z=\frac{z_1}{z_2}. \]

1) Écrire les nombres complexes \(z_1\), \(z_2\) et \(Z\) sous leurs formes trigonométriques.

2) Écrire le complexe \(Z\) sous sa forme algébrique puis en déduire :

\[ \cos\frac{\pi}{12} \qquad\text{et}\qquad \sin\frac{\pi}{12}. \]

📖 Corrigé

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\begin{exercice}
On considère les nombres complexes :
\[
z_1=\sqrt3-i,
\qquad
z_2=1-i,
\qquad
Z=\frac{z_1}{z_2}.
\]

1) Écrire les nombres complexes $z_1$, $z_2$ et $Z$
sous leurs formes trigonométriques.

2) Écrire le complexe $Z$ sous sa forme algébrique
puis en déduire :
\[
\cos\frac{\pi}{12}
\qquad\text{et}\qquad
\sin\frac{\pi}{12}.
\]
\end{exercice}