Soient a ∈ ℂ avec |a| < 1 et z ∈ U. Montrer que :…
Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques MPSI, chapitre 3 — Nombres complexes · B. Module, conjugaison et lieux géométriques
Énoncé
Soient avec et . Montrer que :
Corrigé
Stratégie : faire apparaître un conjugué. Le dénominateur semble sans rapport avec le numérateur . L'hypothèse va les relier, et le calcul tient en une ligne une fois qu'on l'a vue.
L'observation qui fait tout. Comme , on a , donc On peut donc remplacer le du dénominateur par :
Le calcul des modules. En prenant les modules, et puisque :
Conclusion. Le numérateur et le dénominateur ont donc le même module, d'où
⚠️ Où sert l'hypothèse ? Elle ne sert pas au calcul, mais à ce que le quotient existe. Le dénominateur s'annule pour , dont le module vaut : ce point n'est pas sur le cercle unité, donc pour tout . Sans cette hypothèse, l'énoncé n'aurait pas de sens pour un particulier.
Contrôle. Avec et : le numérateur vaut , de module ; le dénominateur , de module . Le quotient a bien pour module ✓.
Ce que cette application cache. L'application est un automorphisme du disque unité — elle envoie le disque sur lui-même et le cercle sur le cercle. On vient d'en démontrer la seconde moitié. Le remplacement de par est le geste à retenir : c'est lui qui rend le calcul immédiat, et il ne fonctionne que sur le cercle unité.
Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre
Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.