Un ensemble de points caractérisé par un quotient
Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · mathématiques expertes (terminale), chapitre 2 — Applications à l'algèbre et la géométrie
Énoncé
Un ensemble de points caractérisé par un quotient.
Soient et les points d'affixes et . Déterminer l'ensemble des points d'affixe tels que le quotient
soit un imaginaire pur.
Corrigé
Le quotient n'est défini que pour , c'est-à-dire . Par ailleurs, si le quotient vaut , qui n'est pas un imaginaire pur : le point est également exclu.
Méthode géométrique. Pour distinct de et de , multiplions numérateur et dénominateur par :
puisque est l'affixe de et celle de . Dire que est imaginaire pur non nul, c'est dire que cet angle vaut , autrement dit que les droites et sont perpendiculaires : voit le segment sous un angle droit. L'ensemble cherché est donc le cercle de diamètre , privé des points et . Son centre est le milieu de , d'affixe , et son rayon vaut .
Contrôle par le calcul. Posons . Un complexe est imaginaire pur si et seulement si sa partie réelle est nulle ; multiplions numérateur et dénominateur par le conjugué du dénominateur :
Le numérateur vaut :
La condition s'écrit donc , soit, en complétant les carrés :
On retrouve le cercle de centre et de rayon , dont il faut ôter et — deux points qui appartiennent bien à ce cercle.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.