Déterminer le minimum et le maximum de |z - 4 + 3i| lorsque z parcourt…
Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques MPSI, chapitre 3 — Nombres complexes · B. Module, conjugaison et lieux géométriques
Énoncé
Déterminer le minimum et le maximum de lorsque parcourt le cercle . On fera une figure.
Corrigé
Stratégie : lire l'énoncé comme une figure. est la distance du point d'affixe au point d'affixe . La question devient donc purement géométrique, et la réponse se voit avant de se calculer.
Traduction. Posons , et notons le point d'affixe , le cercle de centre et de rayon . La quantité est la distance , où décrit .
La donnée décisive. La distance du centre au point vaut Comme , le point est extérieur au cercle.
Le résultat géométrique. Pour un point extérieur à un cercle de centre et de rayon , la distance quand parcourt le cercle est minimale au point d'intersection de avec le segment , et maximale au point diamétralement opposé :
La preuve, par l'inégalité triangulaire. Elle rend l'argument géométrique rigoureux. Pour : Reste à voir que ces deux bornes sont atteintes, sans quoi ce ne seraient qu'un minorant et un majorant :
- pour le minimum, prendre , qui vérifie bien et est aligné avec et , du même côté : alors ;
- pour le maximum, prendre , aligné mais de l'autre côté : .
Les bornes sont donc atteintes : ce sont bien un minimum et un maximum.
⚠️ Le point de méthode. Une inégalité ne donne un minimum que si l'on exhibe le cas d'égalité. Ici, le cas d'égalité de l'inégalité triangulaire, c'est l'alignement — et c'est exactement ce que la figure montrait.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.