Équation complexe
Bonjour,
Pour $n \in \mathbb N$, on veut résoudre l'équation $\bar z=z^{2n-1}$
1) on demande déjà de résoudre lorsque $n=0$.
L'équation devient alors $\bar z =z^{-1}$
En posant $z=re^{i \theta}$ avec $r \in \mathbb R_+$ et $\theta \in \mathbb R $, on a $\bar z=re^{-i \theta}$ et $z^{-1}=\frac{1}{r}e^{-i \theta}$
l'équation devient $re^{-i \theta}=\frac{1}{r}e^{-i \theta}$ soit $r^2=1$ et $\theta \in \mathbb R$
L'ensemble des solutions est donc $S=\{z=re^{i \theta} $ avec $ r=1 $ et $ \theta \in \mathbb R \}$
2) on demande déjà de résoudre lorsque $n=1$.
L'équation devient $\bar z =z$
On en déduit l'ensemble des solutions : $\quad S=\mathbb R $
3) pour $n \geq 2$, on demande de montrer que $|z|=0$ ou $|z|=1$ (démonstration directe).
Puis on demande de résoudre l'équation.
Si $|z|=0$, la seule solution est $z=0$
Si $|z|=1$, on pose $z=e^{i \theta}$
L'équation devient $e^{-i \theta}=e^{i(2n-1) \theta}$
$1=e^{i(2n) \theta}$
Soit $(2n) \theta = 2k \pi$ avec $k \in \mathbb Z$
Donc $ \theta = \frac{k}{n} \pi$
L'ensemble des solutions est donc $\quad S=\{z=e^{i \theta} $ ou $ z=0 $ \ $ \theta = \frac{k}{n} \pi $ et $ k \in \mathbb Z \}$
Juste ?
Pour $n \in \mathbb N$, on veut résoudre l'équation $\bar z=z^{2n-1}$
1) on demande déjà de résoudre lorsque $n=0$.
L'équation devient alors $\bar z =z^{-1}$
En posant $z=re^{i \theta}$ avec $r \in \mathbb R_+$ et $\theta \in \mathbb R $, on a $\bar z=re^{-i \theta}$ et $z^{-1}=\frac{1}{r}e^{-i \theta}$
l'équation devient $re^{-i \theta}=\frac{1}{r}e^{-i \theta}$ soit $r^2=1$ et $\theta \in \mathbb R$
L'ensemble des solutions est donc $S=\{z=re^{i \theta} $ avec $ r=1 $ et $ \theta \in \mathbb R \}$
2) on demande déjà de résoudre lorsque $n=1$.
L'équation devient $\bar z =z$
On en déduit l'ensemble des solutions : $\quad S=\mathbb R $
3) pour $n \geq 2$, on demande de montrer que $|z|=0$ ou $|z|=1$ (démonstration directe).
Puis on demande de résoudre l'équation.
Si $|z|=0$, la seule solution est $z=0$
Si $|z|=1$, on pose $z=e^{i \theta}$
L'équation devient $e^{-i \theta}=e^{i(2n-1) \theta}$
$1=e^{i(2n) \theta}$
Soit $(2n) \theta = 2k \pi$ avec $k \in \mathbb Z$
Donc $ \theta = \frac{k}{n} \pi$
L'ensemble des solutions est donc $\quad S=\{z=e^{i \theta} $ ou $ z=0 $ \ $ \theta = \frac{k}{n} \pi $ et $ k \in \mathbb Z \}$
Juste ?
Réponses
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1) Écrire $S=\{z=re^{i \theta}\,:\ r=1\ \text{et}\ \theta\in\R\}$, c'est introduire $r$ pour rien, non ? Pourquoi pas $S=\{\mathrm{e}^{\mathrm{i}\theta}\,:\ \theta\in\R\}$ ? As-tu reconnu le cercle unité au passage ?
2) OK.
3) OK. Pour pinailler, de la part d'un étudiant de L3, je préférerais- ne pas lire des équations au milieu du texte comme « $1=e^{i(2n) \theta}$ », sans lien logique avec ce qui précède ni ce qui suit ;
- lire « il existe $k\in\Z$ tel que $2n\theta=2k\pi$ » plutôt que l'informe « avec $k\in\Z$ » introduit vaguement après que $k$ a déjà été utilisé ;
- ne pas avoir les paramètres inutiles $z$ et $\theta$ dans la réponse finale : $S=\{\mathrm{e}^{\mathrm{i}k\pi/n},\ k\in\Z\}$ (ou même, plus précisément, $k\in\{0,\dots,2n-1\}$, ce qui donne les solutions sans répétition).
-
Dans l'ensemble, je dirai qu'il n'y a pas de rigueur dans les propos !
On ne sait jamais si tu fais une analyse, une synthèse, ou les deux en même temps.
Par exemple, pour 1), il manque une justification du fait que $r\neq 0$.
Pour 2), tu ne précises pas qu'il y a équivalence entre $z\in\R$ et $\bar{z}=z$.
Pour 3), l'ensemble des solutions est faux : tu as oublié 0. De plus, il manque des liens logiques et des quantificateurs.
Je ne sais pas à quel niveau tu te situes, mais à tout étudiant au-delà du bac, je ne donnerais même pas la moitié des points à une telle rédaction.
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