Mathématiques générales · Chapitre 1

Construction et forme algébrique

Construire le corps des nombres complexes ℂ à partir de i²=−1, et maîtriser les quatre opérations sur la forme a+ib : la base de tout le chapitre.

🎓 Niveau L3 Maths / 1ᵉ année ingénieur ⏱ Cours ~45 min ✎ 20 exercices ✓ QCM 10 questions 📄 2 sujets d'annales corrigés

1Pourquoi construire un nouvel ensemble de nombres ?

Dans $\mathbb R$, l'équation $x^2+1=0$ n'a pas de solution : un carré de réel est toujours positif. On construit un nouvel ensemble, noté $\mathbb C$, qui contient $\mathbb R$ et dans lequel cette équation admet une solution — un nombre noté $i$, vérifiant $i^2=-1$.

Construction

$\mathbb C$ est l'ensemble des nombres de la forme $a+ib$, où $a,b\in\mathbb R$ et $i$ est un symbole vérifiant $i^2=-1$. On munit $\mathbb C$ d'une addition et d'une multiplication qui prolongent celles de $\mathbb R$ et qui font de $(\mathbb C,+,\times)$ un corps : tout élément non nul admet un inverse, l'addition et la multiplication sont commutatives, associatives, et la multiplication est distributive sur l'addition.

2Forme algébrique

Tout nombre complexe $z$ s'écrit de façon unique sous la forme :

$$z = a+ib, \qquad a,b\in\mathbb R$$

Vocabulaire

$a=\mathrm{Re}(z)$ est la partie réelle de $z$ ; $b=\mathrm{Im}(z)$ est la partie imaginaire de $z$ (un réel, malgré son nom). Si $b=0$, $z$ est réel. Si $a=0$ et $b\neq0$, $z$ est dit imaginaire pur.

Égalité de deux complexes : $a+ib=a'+ib' \iff a=a' \text{ et } b=b'$ — c'est cette unicité de l'écriture qui permet d'identifier partie réelle et partie imaginaire terme à terme, une technique utilisée en permanence.

3Opérations sur la forme algébrique

Pour $z=a+ib$ et $z'=a'+ib'$ :

$$z+z' = (a+a')+i(b+b'), \qquad z\times z' = (aa'-bb')+i(ab'+a'b)$$

La formule du produit vient simplement du développement $(a+ib)(a'+ib')=aa'+iab'+ia'b+i^2bb'=aa'-bb'+i(ab'+a'b)$, en utilisant $i^2=-1$.

Exemple résolu

Soient $z_1=3+4i$ et $z_2=1-2i$.

$z_1+z_2 = (3+1)+i(4-2) = 4+2i$.

$z_1\times z_2 = (3\times1-4\times(-2))+i(3\times(-2)+1\times4) = (3+8)+i(-6+4) = 11-2i$.

4Conjugué

Définition

Le conjugué de $z=a+ib$ est $\bar z = a-ib$. Géométriquement (cours suivant), c'est le symétrique de $z$ par rapport à l'axe des réels.

Propriétés essentielles : $\overline{z+z'}=\bar z+\bar z'$, $\overline{zz'}=\bar z\,\bar z'$, $\overline{\bar z}=z$, et surtout :

$$z\bar z = a^2+b^2 \in \mathbb R_+$$

C'est cette dernière propriété qui permet de diviser par un complexe non nul : on multiplie numérateur et dénominateur par le conjugué du dénominateur pour se ramener à un réel au dénominateur.

5Module

Définition

Le module de $z=a+ib$ est $|z| = \sqrt{a^2+b^2} = \sqrt{z\bar z}$. C'est un réel positif, qui généralise la valeur absolue des réels ($|z|=|a|$ si $b=0$).

Propriétés : $|zz'|=|z||z'|$, $\left|\dfrac{z}{z'}\right|=\dfrac{|z|}{|z'|}$ (pour $z'\neq0$), et l'inégalité triangulaire $|z+z'|\le|z|+|z'|$.

6Division : la méthode du conjugué

Méthode

Pour calculer $\dfrac{z}{z'}$ avec $z'=a'+ib'\neq0$, on multiplie haut et bas par $\bar{z'}$ :

$$\frac{z}{z'} = \frac{z\bar{z'}}{z'\bar{z'}} = \frac{z\bar{z'}}{a'^2+b'^2}$$

Exemple résolu

Calculons $\dfrac{3+4i}{1-2i}$. On multiplie par le conjugué du dénominateur, $1+2i$ :

$$\frac{(3+4i)(1+2i)}{(1-2i)(1+2i)} = \frac{3+6i+4i+8i^2}{1+4} = \frac{3+10i-8}{5} = \frac{-5+10i}{5} = -1+2i$$

On vérifie : $(-1+2i)(1-2i) = -1+2i+2i-4i^2 = -1+4i+4 = 3+4i$ ✓.

7Algorithme (résumé)

// Addition, multiplication, division de z=a+ib et z'=a'+ib'
somme     ← (a+a') + i(b+b')
produit   ← (aa'-bb') + i(ab'+a'b)
si z' ≠ 0 alors
    quotient ← [(aa'+bb') + i(a'b-ab')] / (a'² + b'²)

Exercice 1 — Somme

Facile

Calculer $(2+3i)+(-1+4i)$.

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  1. Identifier les parties réelles et imaginaires. Le premier nombre est $2+3i$ (partie réelle $2$, partie imaginaire $3$) ; le second est $-1+4i$ (partie réelle $-1$, partie imaginaire $4$).
  2. Additionner séparément les parties réelles entre elles, puis les parties imaginaires entre elles. Partie réelle : $2+(-1)=1$. Partie imaginaire : $3+4=7$.
  3. Recomposer le résultat sous forme algébrique. $(2+3i)+(-1+4i)=1+7i$.

Exercice 2 — Produit

Facile

Calculer $(2+3i)(-1+4i)$.

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  1. Développer comme un produit de deux binômes (chaque terme du premier facteur multiplie chaque terme du second) : $(2+3i)(-1+4i) = 2\times(-1) + 2\times4i + 3i\times(-1) + 3i\times4i$.
  2. Calculer chaque terme un par un. $2\times(-1)=-2$ ; $2\times4i=8i$ ; $3i\times(-1)=-3i$ ; $3i\times4i=12i^2$.
  3. Remplacer $i^2$ par $-1$ dans le dernier terme : $12i^2=12\times(-1)=-12$.
  4. Regrouper partie réelle d'un côté, partie imaginaire de l'autre. Réels : $-2-12=-14$. Imaginaires : $8i-3i=5i$.
  5. Conclure. $(2+3i)(-1+4i)=-14+5i$.

Exercice 3 — Conjugué et module

Facile

Donner le conjugué et le module de $z=5-2i$.

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  1. Repérer $a$ et $b$ dans $z=a+ib$. Ici $z=5-2i$, donc $a=5$ et $b=-2$.
  2. Appliquer la définition du conjugué $\bar z=a-ib$ : on change simplement le signe de la partie imaginaire, donc $\bar z=5-(-2)i=5+2i$.
  3. Appliquer la formule du module $|z|=\sqrt{a^2+b^2}$ : $|z|=\sqrt{5^2+(-2)^2}=\sqrt{25+4}=\sqrt{29}$.
  4. Donner une valeur approchée si utile. $\sqrt{29}\approx5{,}385$.

Exercice 4 — Inverse

Moyen

Calculer $\dfrac1{2-i}$.

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  1. Repérer le dénominateur et son conjugué. Le dénominateur est $2-i$ ; son conjugué est $2+i$.
  2. Multiplier numérateur et dénominateur par ce conjugué (c'est la méthode systématique pour éliminer le $i$ du dénominateur) : $\dfrac1{2-i}=\dfrac{2+i}{(2-i)(2+i)}$.
  3. Calculer le dénominateur en utilisant $(a-ib)(a+ib)=a^2+b^2$ : $(2-i)(2+i)=2^2+1^2=4+1=5$.
  4. Écrire le résultat sous forme algébrique. $\dfrac{2+i}{5}=\dfrac25+\dfrac15 i=0{,}4+0{,}2i$.

Exercice 5 — Division

Moyen

Calculer $\dfrac{7+i}{2+3i}$.

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  1. Identifier le conjugué du dénominateur. Le dénominateur est $2+3i$, son conjugué est $2-3i$.
  2. Multiplier haut et bas par ce conjugué. $\dfrac{7+i}{2+3i}=\dfrac{(7+i)(2-3i)}{(2+3i)(2-3i)}$.
  3. Développer le numérateur terme à terme : $(7+i)(2-3i)=14-21i+2i-3i^2=14-19i+3=17-19i$ (on a remplacé $-3i^2$ par $+3$).
  4. Calculer le dénominateur avec $(a+ib)(a-ib)=a^2+b^2$ : $(2+3i)(2-3i)=4+9=13$.
  5. Conclure et donner une valeur approchée. $\dfrac{17-19i}{13}=\dfrac{17}{13}-\dfrac{19}{13}i\approx1{,}308-1{,}462i$.

Exercice 6 — Puissances de i

Moyen

Calculer $i^{2023}$.

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  1. Rappeler le cycle des puissances de $i$. $i^1=i$, $i^2=-1$, $i^3=-i$, $i^4=1$, puis le motif se répète tous les 4 exposants.
  2. Effectuer la division euclidienne de l'exposant par 4 pour savoir où l'on se trouve dans le cycle : $2023 = 4\times505+3$ (le reste est $3$).
  3. En déduire que $i^{2023}$ se comporte comme $i^3$, puisque les puissances multiples de 4 valent toujours $1$ et n'affectent pas le résultat : $i^{2023}=i^{4\times505}\times i^3=1\times i^3=i^3$.
  4. Conclure avec la valeur du cycle. $i^3=-i$, donc $i^{2023}=-i$.

Exercice 7 — Identification partie réelle/imaginaire

Moyen

Trouver les réels $x,y$ tels que $(x+iy)(1+i)=3+i$.

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  1. Développer le membre de gauche. $(x+iy)(1+i)=x+ix+iy+i^2y$.
  2. Remplacer $i^2$ par $-1$ et regrouper. $x+ix+iy-y=(x-y)+i(x+y)$.
  3. Identifier partie réelle et partie imaginaire avec le membre de droite $3+i$ (deux complexes égaux ont même partie réelle et même partie imaginaire) : $x-y=3$ et $x+y=1$.
  4. Résoudre le système en additionnant les deux équations pour éliminer $y$ : $(x-y)+(x+y)=3+1 \Rightarrow 2x=4 \Rightarrow x=2$.
  5. Revenir à une des deux équations pour trouver $y$. $x+y=1 \Rightarrow y=1-2=-1$.
  6. Vérifier le résultat en réinjectant $x=2$, $y=-1$ : $(2-i)(1+i)=2+2i-i-i^2=2+i+1=3+i$ ✓.

Exercice 8 — Comparer deux modules

Facile

Comparer $|3+4i|$ et $|-3+4i|$.

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  1. Calculer le premier module avec $|a+ib|=\sqrt{a^2+b^2}$ : $|3+4i|=\sqrt{3^2+4^2}=\sqrt{9+16}=\sqrt{25}=5$.
  2. Calculer le second module de la même façon : $|-3+4i|=\sqrt{(-3)^2+4^2}=\sqrt{9+16}=\sqrt{25}=5$.
  3. Comparer les deux résultats. Les deux modules valent $5$ : ils sont égaux.
  4. Comprendre pourquoi. La formule du module ne fait intervenir que les carrés $a^2$ et $b^2$ ; or $3^2=(-3)^2$, le signe de $a$ n'a donc aucune influence sur le résultat.

Exercice 9 — Partie réelle et imaginaire via le conjugué

Moyen

Montrer que pour tout $z=a+ib$, $z+\bar z=2a$ et $z-\bar z=2ib$.

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  1. Écrire le conjugué de $z$. Par définition, si $z=a+ib$ alors $\bar z=a-ib$.
  2. Calculer $z+\bar z$ en additionnant terme à terme : $(a+ib)+(a-ib)=a+a+ib-ib=2a$ (les termes en $i$ s'annulent).
  3. Calculer $z-\bar z$ en soustrayant terme à terme : $(a+ib)-(a-ib)=a-a+ib+ib=2ib$ (les termes réels s'annulent).
  4. En déduire deux formules utiles pour retrouver directement $a$ et $b$ à partir de $z$ : $\mathrm{Re}(z)=a=\dfrac{z+\bar z}2$ et $\mathrm{Im}(z)=b=\dfrac{z-\bar z}{2i}$.

Exercice 10 — Puissance quatrième

Moyen

Calculer $(1+i)^4$.

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  1. Ne pas développer directement à la puissance 4 (ce serait long) : on calcule d'abord $(1+i)^2$, puis on élève le résultat au carré, puisque $(1+i)^4=\big((1+i)^2\big)^2$.
  2. Calculer $(1+i)^2$. $(1+i)^2=1^2+2\times1\times i+i^2=1+2i-1=2i$.
  3. Élever ce résultat au carré. $(1+i)^4=(2i)^2=4i^2$.
  4. Remplacer $i^2$ par $-1$ et conclure. $4i^2=4\times(-1)=-4$.

Exercice 11 — Application : impédance électrique

Moyen

L'impédance d'un circuit RL vaut $Z=R+jL\omega$ (les électroniciens notent $j$ au lieu de $i$), avec $R=30\,\Omega$ et $L\omega=40\,\Omega$. Calculer le module $|Z|$ (l'impédance apparente).

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  1. Identifier les données dans la formule complexe. $Z=R+jL\omega$ correspond à la forme algébrique $a+ib$ avec $a=R=30$ et $b=L\omega=40$.
  2. Appliquer la formule du module $|Z|=\sqrt{a^2+b^2}$ : $|Z|=\sqrt{30^2+40^2}=\sqrt{900+1600}$.
  3. Calculer la somme sous la racine puis extraire la racine carrée. $900+1600=2500$, et $\sqrt{2500}=50$.
  4. Conclure avec l'unité physique. $|Z|=50\,\Omega$ : c'est l'impédance apparente du circuit, celle qui relierait amplitude de tension et de courant si l'on ignorait le déphasage.

Exercice 12 — Égalité dans l'inégalité triangulaire

Difficile

À quelle condition géométrique simple a-t-on égalité $|z+z'|=|z|+|z'|$ ?

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  1. Interpréter géométriquement $|z|$, $|z'|$ et $|z+z'|$. Vus comme des vecteurs du plan, $|z|$ et $|z'|$ sont les longueurs de deux côtés, et $|z+z'|$ est la longueur de leur somme (la diagonale du parallélogramme construit sur ces deux vecteurs).
  2. Se souvenir de l'inégalité triangulaire "classique". Dans un triangle, la longueur d'un côté est toujours inférieure ou égale à la somme des deux autres, avec égalité seulement si le triangle est "aplati" (les trois points alignés).
  3. Traduire ce cas d'égalité pour des vecteurs. Le triangle est aplati exactement quand $z$ et $z'$ pointent dans la même direction, c'est-à-dire quand l'un est un multiple réel positif de l'autre (ou que l'un des deux est nul, cas limite trivial).
  4. Conclure. $|z+z'|=|z|+|z'|$ si et seulement si $z$ et $z'$ sont positivement colinéaires ; dans tout autre cas, l'inégalité est stricte.

Exercice 13 — Carré d'un complexe

Facile

Calculer $(3-2i)^2$.

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  1. Utiliser l'identité remarquable $(a-b)^2=a^2-2ab+b^2$ avec $a=3$ et $b=2i$ : $(3-2i)^2=3^2-2\times3\times2i+(2i)^2$.
  2. Calculer chaque terme. $3^2=9$ ; $2\times3\times2i=12i$ ; $(2i)^2=4i^2$.
  3. Remplacer $i^2$ par $-1$ dans le dernier terme : $4i^2=-4$.
  4. Regrouper et conclure. $9-12i-4=5-12i$.

Exercice 14 — Inverse d'un complexe donné

Moyen

Donner les parties réelle et imaginaire de $\dfrac1{3+4i}$.

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  1. Multiplier haut et bas par le conjugué du dénominateur $3-4i$ : $\dfrac1{3+4i}=\dfrac{3-4i}{(3+4i)(3-4i)}$.
  2. Calculer le dénominateur avec $(a+ib)(a-ib)=a^2+b^2$ : $3^2+4^2=9+16=25$.
  3. Écrire le résultat sous forme algébrique. $\dfrac{3-4i}{25}=\dfrac{3}{25}-\dfrac{4}{25}i$.
  4. Convertir en écriture décimale. $\mathrm{Re}=\dfrac3{25}=0{,}12$ et $\mathrm{Im}=-\dfrac4{25}=-0{,}16$.

Exercice 15 — Résolution d'une équation

Difficile

Trouver $z\in\mathbb C$ tel que $z+2\bar z=3+i$.

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  1. Poser $z=x+iy$ avec $x,y$ réels (technique standard : dès que l'inconnue est un complexe, on revient à sa forme algébrique pour pouvoir identifier).
  2. Exprimer $\bar z$ et substituer dans l'équation. $\bar z=x-iy$, donc $z+2\bar z=(x+iy)+2(x-iy)$.
  3. Développer et regrouper. $(x+iy)+2(x-iy)=x+iy+2x-2iy=3x-iy$.
  4. Identifier avec le membre de droite $3+i$ (même partie réelle, même partie imaginaire) : $3x=3$ et $-y=1$.
  5. Résoudre chaque équation séparément. $3x=3\Rightarrow x=1$ ; $-y=1\Rightarrow y=-1$.
  6. Conclure et vérifier. $z=1-i$. Vérification : $(1-i)+2(1+i)=1-i+2+2i=3+i$ ✓.

Exercice 16 — Preuve générale

Moyen

Démontrer algébriquement que $|z|^2=z\bar z$ pour tout $z\in\mathbb C$.

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  1. Poser $z=a+ib$ avec $a,b$ réels, et écrire son conjugué $\bar z=a-ib$.
  2. Calculer le produit $z\bar z$ en utilisant l'identité $(x+y)(x-y)=x^2-y^2$ avec $x=a$ et $y=ib$ : $z\bar z=(a+ib)(a-ib)=a^2-(ib)^2$.
  3. Développer $(ib)^2$. $(ib)^2=i^2b^2=-b^2$, donc $z\bar z=a^2-(-b^2)=a^2+b^2$.
  4. Comparer à la définition du module. Par définition, $|z|=\sqrt{a^2+b^2}$, donc en élevant au carré : $|z|^2=a^2+b^2$.
  5. Conclure. Les deux expressions $z\bar z$ et $|z|^2$ valent toutes deux $a^2+b^2$ : elles sont donc égales, pour tout $z$.

Exercice 17 — Produit de trois complexes

Moyen

Calculer $(1+i)(1-i)(2+i)$.

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  1. Repérer une paire de facteurs conjugués avant de développer aveuglément : $(1+i)$ et $(1-i)$ sont conjugués l'un de l'autre.
  2. Calculer ce produit en priorité, avec $(a+ib)(a-ib)=a^2+b^2$ : $(1+i)(1-i)=1^2+1^2=2$.
  3. Multiplier ce résultat (un simple réel) par le facteur restant. $2\times(2+i)=4+2i$.
  4. Retenir la méthode : regrouper les paires conjuguées avant de développer transforme un calcul à trois facteurs en un calcul beaucoup plus court.

Exercice 18 — Quotient simplifié

Moyen

Simplifier $\dfrac{1+i}{1-i}$.

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  1. Multiplier haut et bas par le conjugué du dénominateur $1+i$ : $\dfrac{1+i}{1-i}=\dfrac{(1+i)(1+i)}{(1-i)(1+i)}=\dfrac{(1+i)^2}{(1-i)(1+i)}$.
  2. Calculer le dénominateur avec $(a-ib)(a+ib)=a^2+b^2$ : $(1-i)(1+i)=1^2+1^2=2$.
  3. Calculer le numérateur $(1+i)^2=1+2i+i^2=1+2i-1=2i$.
  4. Simplifier la fraction. $\dfrac{2i}{2}=i$.

Exercice 19 — Caractérisation des réels

Facile

Montrer que $z\in\mathbb R \iff \bar z=z$.

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  1. Une équivalence se démontre dans les deux sens : d'abord "si $z$ réel alors $\bar z=z$", puis la réciproque.
  2. Sens direct. Si $z=a+ib$ est réel, alors par définition $b=0$, donc $z=a$. Son conjugué est $\bar z=a-i\times0=a=z$.
  3. Sens réciproque : supposer $\bar z=z$ et écrire $z=a+ib$. L'égalité devient $a-ib=a+ib$.
  4. Isoler les termes en $i$. En soustrayant $a$ des deux côtés : $-ib=ib$, soit $2ib=0$.
  5. Conclure que $b=0$ (puisque $i\neq0$, on peut diviser par $2i$), donc $z=a$ est bien un réel.

Exercice 20 — Synthèse

Difficile

Calculer $\dfrac{(2+i)^2}{1-i}+\overline{3-i}$.

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  1. Découper le calcul en blocs indépendants : d'abord $(2+i)^2$, puis la division par $1-i$, puis le conjugué $\overline{3-i}$, et enfin on additionne tout à la fin.
  2. Calculer $(2+i)^2$. $(2+i)^2=4+4i+i^2=4+4i-1=3+4i$.
  3. Diviser ce résultat par $1-i$ en multipliant haut et bas par le conjugué $1+i$ : $\dfrac{3+4i}{1-i}=\dfrac{(3+4i)(1+i)}{(1-i)(1+i)}$.
  4. Développer le numérateur de cette fraction. $(3+4i)(1+i)=3+3i+4i+4i^2=3+7i-4=-1+7i$.
  5. Calculer le dénominateur $(1-i)(1+i)=1+1=2$, donc la fraction vaut $\dfrac{-1+7i}{2}=-0{,}5+3{,}5i$.
  6. Calculer le conjugué restant. $\overline{3-i}=3+i$.
  7. Additionner les deux résultats obtenus. $(-0{,}5+3{,}5i)+(3+i)=(-0{,}5+3)+i(3{,}5+1)=2{,}5+4{,}5i$.
Progression Score : 0 / 10

Sujet 1 — Contrôle de connaissances

Mathématiques générales · 3iL Ingénieurs · Durée indicative : 30 min

Exercice A (12 points) — Soient $z_1=3-5i$ et $z_2=-2+4i$.

1. Calculer $z_1+z_2$ et $z_1\times z_2$. (6 pts)

2. Calculer $\dfrac{z_1}{z_2}$. (4 pts)

3. Calculer $|z_1|$. (2 pts)

Exercice B — Question de cours (8 points)

Démontrer que pour tous $z,z'\in\mathbb C$, $\overline{zz'}=\bar z\,\overline{z'}$.

Voir le corrigé complet
  1. A.1. $z_1+z_2=(3-2)+i(-5+4)=1-i$. $z_1z_2=(3-5i)(-2+4i)=-6+12i+10i-20i^2=-6+22i+20=14+22i$.
  2. A.2. $\dfrac{z_1}{z_2}=\dfrac{(3-5i)(-2-4i)}{(-2+4i)(-2-4i)}=\dfrac{-6-12i+10i+20i^2}{4+16}=\dfrac{-6-2i-20}{20}=\dfrac{-26-2i}{20}=-1{,}3-0{,}1i$.
  3. A.3. $|z_1|=\sqrt{3^2+(-5)^2}=\sqrt{34}\approx5{,}831$.
  4. B. Posons $z=a+ib$, $z'=a'+ib'$. $zz'=(aa'-bb')+i(ab'+a'b)$, donc $\overline{zz'}=(aa'-bb')-i(ab'+a'b)$. D'autre part, $\bar z\,\overline{z'}=(a-ib)(a'-ib')=aa'-iab'-ia'b+i^2bb'=(aa'-bb')-i(ab'+a'b)$. Les deux expressions coïncident : $\overline{zz'}=\bar z\,\overline{z'}$.

Sujet 2 — Application ingénieur : impédances en électronique

Mathématiques générales · 3iL Ingénieurs · Durée indicative : 30 min

Deux dipôles électriques ont pour impédances complexes $Z_1=20+15i\ \Omega$ et $Z_2=10-25i\ \Omega$ (la partie imaginaire traduit un comportement inductif si positive, capacitif si négative).

1. En cas de montage en série, l'impédance totale est $Z_s=Z_1+Z_2$. Calculer $Z_s$ et son module $|Z_s|$. (6 pts)

2. En cas de montage en parallèle, l'impédance totale vérifie $\dfrac1{Z_p}=\dfrac1{Z_1}+\dfrac1{Z_2}$. Calculer $Z_p$. (10 pts)

3. Le module $|Z|$ d'une impédance correspond au rapport entre l'amplitude de la tension et l'amplitude du courant. Pourquoi est-il essentiel de travailler avec les nombres complexes plutôt qu'avec les seuls modules, pour additionner des impédances ? (4 pts)

Voir le corrigé complet
  1. 1. $Z_s=(20+10)+i(15-25)=30-10i\ \Omega$. $|Z_s|=\sqrt{900+100}=\sqrt{1000}\approx31{,}62\ \Omega$.
  2. 2. $\dfrac1{Z_1}=\dfrac{20-15i}{20^2+15^2}=\dfrac{20-15i}{625}$. $\dfrac1{Z_2}=\dfrac{10+25i}{10^2+25^2}=\dfrac{10+25i}{725}$.
  3. En sommant numériquement puis en inversant le résultat (calcul mené directement) : $Z_p\approx20{,}75-4{,}75i\ \Omega$, soit $|Z_p|\approx21{,}29\ \Omega$.
  4. 3. Les impédances en série ou en parallèle se combinent en tenant compte à la fois de l'amplitude et du déphasage entre tension et courant (partie imaginaire) : additionner uniquement les modules $|Z_1|+|Z_2|$ donnerait un résultat faux dès que les deux impédances n'ont pas exactement le même argument (même comportement inductif/capacitif proportionnellement). La représentation complexe encode simultanément amplitude et phase, ce qui rend les lois d'association aussi simples que pour des résistances réelles — c'est précisément l'intérêt historique des nombres complexes en électronique.
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