Interprétation ellipse
Bonjour
Je cherche à résoudre l'équation suivante dans $\mathbb{C}$ : $$
|z+i-2|+|z+1|=1.
$$ Je pense avoir compris que, géométriquement, l'ensemble des points $M$ d'affixe $z$ qui sont solutions sont situés sur une ellipse dont les foyers sont situés aux points d'affixes $2-i$ et $-1$.
En revanche, je ne parviens pas à résoudre cette équation analytiquement... J'aurais bien besoin d'un coup de pouce !!
Merci d'avance.
Je cherche à résoudre l'équation suivante dans $\mathbb{C}$ : $$
|z+i-2|+|z+1|=1.
$$ Je pense avoir compris que, géométriquement, l'ensemble des points $M$ d'affixe $z$ qui sont solutions sont situés sur une ellipse dont les foyers sont situés aux points d'affixes $2-i$ et $-1$.
En revanche, je ne parviens pas à résoudre cette équation analytiquement... J'aurais bien besoin d'un coup de pouce !!
Merci d'avance.
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Réponses
ton équation $|z + i - 2| + |z + 1| = 1$ correspond à une ellipse imaginaire
puisque la distance focale est égale à $\sqrt{10}$
alors que la somme des distances d'un point M quelconque de l'ellipse
aux deux foyers F1 et F2 est seulement de 1
tu ne pourras donc pas trouver une équation cartésienne de ton ellipse
ni a fortiori une équation réduite (ou canonique)
prenons un cas d'ellipse réelle soit $|z + i - 2| + |z + 1| = 4$
la distance focale est toujours $\sqrt{10}$
et la somme des distances de M aux foyers est supérieure à la distance focale
posons $z = x + iy$ ; ton équation devient :
$|x - 2 + i(y + 1)| = 4 - |x + 1 + iy|$ soit encore :
$\sqrt{(x - 2)^2 + (y + 1)^2} = 4 - \sqrt{(x + 1)^2 + y^2}$ soit en élevant au carré il vient :
$8\sqrt{(x + 1)^2 + y^2} = 6x - 2y + 12$ qui exige $y < 3(x + 2)$ (condition nécessaire)
en élevant à nouveau au carré chaque membre de l'équation on trouve l'équation cartésienne de la conique :
$$7x^2 + 6xy + 15y^2 - 4x - 12y - 20 = 0$$
en calculant le discriminant du trinôme des termes du second degré on trouve un résultat négatif - 384
ce qui confirme l'absence de branches infinies de la conique et donc qu'il s'agit bien d'une ellipse
d'autre part si on injecte y = 3x + 6 dans l'équation de la conique
on vérifie l'absence de solution réelle en x donc pas d'intersection de la conique avec cette droite
le centre de l'ellipse est situé au milieu de la distance focale soit le point I de coordonnées 1/2 et - 1/2
les axes de la conique sont portés par les droites $y = - \frac{x + 1}{3}$ (droite focale)
et la droite $y = 3x - 2$ qui passe par le centre I et perpendiculaire à la première
a le demi grand axe de l'ellipse est 2 d'après la définition de la conique
c la demie distance focale est égale à $\frac{\sqrt{10}}{2}$
nous pouvons en déduire b le demi petit axe par la relation $a^2 = b^2 + c^2$
soit ici : $b^2 = 4 - \frac{10}{4} = \frac{6}{4}$ et donc $b = \frac{\sqrt{6}}{2} = \sqrt{\frac{3}{2}}$
et donc sur les nouveaux axes déterminés par la droite focale et sa perpendiculaire en I
on en déduit l'équation réduite de l'ellipse : $$\frac{X^2}{4} + \frac{2Y^2}{3} - 1 = 0$$
cordialement