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Exercices de Math´ ematiques Racines n-i` emes complexes (II) ´ Enonc´ es ´ Enonc´ es des exercices Exercice 1 [ Indication ] [ Correction ] esoudre l’´ equation (z + 1) n = cos 2na + i sin 2na. En d´ eduire la valeur de P n = sin a · sin a + π n ··· sin a + n-1 n π . Exercice 2 [ Indication ] [ Correction ] Soient ω 0 ,...,ω n-1 les n racines n-i` emes de l’unit´ e. Pour p ZZ,calculer S p = n-1 k=0 ω p k . Exercice 3 [ Indication ] [ Correction ] Calculer n-1 k=0 (2 - ω k ), o` u les ω k sont les racines n-i` emes de l’unit´ e. Exercice 4 [ Indication ] [ Correction ] Dans l C, r´ esoudre l’´ equation z 2n - 2z n cos + 1 = 0. Exercice 5 [ Indication ] [ Correction ] Dans l C, r´ esoudre l’´ equation 1 - iz 1+ iz n = 1+ ia 1 - ia (n IN * , a IR). Exercice 6 [ Indication ] [ Correction ] On note z 1 ,z 2 ,...,z n les solutions de z n = a (avec |a| = 1, n IN). Montrer que les points images de (1 + z 1 ) n , (1 + z 2 ) n ,..., (1 + z n ) n sont align´ es. Page 1 Jean-Michel Ferrard www.klubprepa.net c EduKlub S.A. Tous droits de l’auteur des œuvres r´ eserv´ es. Sauf autorisation, la reproduction ainsi que toute utilisation des œuvres autre que la consultation individuelle et priv´ ee sont interdites.

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  • Exercices de Mathematiques

    Racines n-ie`mes complexes (II)

    Enonces

    Enonces des exercices

    Exercice 1 [ Indication ] [ Correction ]

    Resoudre lequation (z + 1)n = cos 2na+ i sin 2na.

    En deduire la valeur de Pn = sin a sin(a+ pin

    ) sin

    (a+ n1n pi

    ).

    Exercice 2 [ Indication ] [ Correction ]

    Soient 0, . . . , n1 les n racines n-ie`mes de lunite. Pour p ZZ, calculer Sp =n1k=0

    pk.

    Exercice 3 [ Indication ] [ Correction ]

    Calculern1k=0

    (2 k), ou` les k sont les racines n-ie`mes de lunite.

    Exercice 4 [ Indication ] [ Correction ]

    Dans lC, resoudre lequation z2n 2zn cosn + 1 = 0.

    Exercice 5 [ Indication ] [ Correction ]

    Dans lC, resoudre lequation(1 iz1 + iz

    )n=

    1 + ia

    1 ia (n IN, a IR).

    Exercice 6 [ Indication ] [ Correction ]

    On note z1, z2, . . . , zn les solutions de zn = a (avec |a| = 1, n IN).

    Montrer que les points images de (1 + z1)n, (1 + z2)

    n, . . . , (1 + zn)n sont alignes.

    Page 1 Jean-Michel Ferrard www.klubprepa.net cEduKlub S.A.Tous droits de lauteur des uvres reserves. Sauf autorisation, la reproduction ainsi que toute utilisation des uvres autre que la consultationindividuelle et privee sont interdites.

  • Exercices de Mathematiques

    Racines n-ie`mes complexes (II)

    Indications, resultats

    Indications ou resultats

    Indication pour lexercice 1 [ Retour a` lenonce ]

    Les solutions sont les zk = kei2a 1 (ou` les k sont les racines n-ie`mes de lunite.)

    Montrer quen1k=0

    zk = (1)n+1 2n i eina Pn.Remarquer que les zk sont aussi les racines de A(z) = (z + 1)

    n e2ina.En deduire

    n1k=0

    zk = (1)n+1eina 2i sinna, puis Pn = sin(na)2n1

    .

    Indication pour lexercice 2 [ Retour a` lenonce ]

    Pour tout k de {0, . . . , n 1}, on a k = k1 .Sp est donc la somme des n premiers termes dune suite geometrique.

    Si n 0 (mod n) alors Sp = n, sinon Sp = 0.

    Indication pour lexercice 3 [ Retour a` lenonce ]

    On trouven1k=0

    (2 k) = 2n 1.

    Indication pour lexercice 4 [ Retour a` lenonce ]

    Factoriser z2n 2zn cosn + 1 en (zn ein)(zn ein).

    Indication pour lexercice 5 [ Retour a` lenonce ]

    Poser a = tan , avec pi2