Nombres complexes

Bienvenue, Ahmed Bennani 👋
2ème BAC Sciences Physiques · Physique-Chimie
📍 Chapitre 3 / 12 · ta progression42%
🏠 AccueilLycée 2ème BAC Sciences PhysiquesPhysique-Chimie Les oscillations mécaniques
⚛️ Physique · Chapitre 3 · الفيزياء

Les oscillations mécaniquesالذبذبات الميكانيكية

🎓 2ème BAC Sciences Physiques
⏱️ Durée ~2h 30min
📊 Niveau Intermédiaire
🎬 1 vidéo + 12 exercices
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🎯

Objectifs du programme officiel

أهداف البرنامج الرسمي
00
  • 2.2.1. Maîtriser le calcul algébrique sur les nombres complexes (écritures algébrique, trigonométrique, exponentielle).
  • 2.2.2. Traduire avec l'outil complexe : distance, angles, barycentre, alignement, colinéarité, orthogonalité, cocyclicité.
  • 2.2.3. Interpréter géométriquement des expressions complexes.
  • 2.2.4. Utiliser les nombres complexes dans le calcul trigonométrique (formules de transformation, linéarisation, développement).
  • 2.2.5–2.2.6. Résoudre une équation du second degré et des équations s'y ramenant.
  • 2.2.7. Résoudre des équations du type zⁿ = a et interpréter géométriquement l'ensemble des solutions.
  • 2.2.8–2.2.9. Déterminer les expressions complexes des transformations usuelles et de leurs composées, et les utiliser pour étudier des situations géométriques.
  • 2.2.10. Utiliser les nombres complexes dans la résolution de problèmes géométriques.
🎬

Vidéo du cours

فيديو الدرس
01
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🇫🇷 Français
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🎥 Cours animé · Full HD
Les oscillations mécaniques — Cours complet
Version : Français · 14:32
📖

Le cours

الدرس
02

Les trois écritures et le calcul algébrique

Forme algébrique $z=a+ib$ ; module $|z|=\sqrt{a^2+b^2}$ ; forme trigonométrique $z=r(\cos\theta+i\sin\theta)$ ; forme exponentielle $z=re^{i\theta}$. Conjugué $\bar z=a-ib$, avec $z\bar z=|z|^2$. Règles : $|zz'|=|z||z'|$, $\arg(zz')=\arg z+\arg z'$, $e^{i\theta}e^{i\theta'}=e^{i(\theta+\theta')}$. Formule de Moivre $(\cos\theta+i\sin\theta)^n=\cos(n\theta)+i\sin(n\theta)$ et formules d'Euler $\cos\theta=\dfrac{e^{i\theta}+e^{-i\theta}}2$, $\sin\theta=\dfrac{e^{i\theta}-e^{-i\theta}}{2i}$ servent à linéariser ($\cos^2,\sin^3$, etc.) ou développer $\cos(n\theta)$.

Interprétation géométrique

À $z=a+ib$ on associe le point $M(a,b)$. $|z_B-z_A|=AB$ ; $\arg\left(\dfrac{z_C-z_A}{z_B-z_A}\right)=(\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC})$ ; $A,B,C$ alignés $\Leftrightarrow \dfrac{z_C-z_A}{z_B-z_A}\in\mathbb{R}$ ; $(AB)\perp(AC) \Leftrightarrow \dfrac{z_C-z_A}{z_B-z_A}\in i\mathbb{R}^*$ ; $A,B,C,D$ cocycliques $\Leftrightarrow \dfrac{z_C-z_A}{z_B-z_A}\Big/\dfrac{z_C-z_D}{z_B-z_D}\in\mathbb{R}$. Barycentre de points pondérés : $z_G=\dfrac{\sum \alpha_i z_i}{\sum\alpha_i}$.

Équation du second degré et équations zⁿ = a

$az^2+bz+c=0$, $\Delta=b^2-4ac$ : si $\Delta\ge0$ racines réelles classiques ; si $\Delta<0$ racines complexes conjuguées $z=\dfrac{-b\pm i\sqrt{-\Delta}}{2a}$. Équation $z^n=a$ ($a=\rho e^{i\varphi}\neq0$) : solutions $z_k=\rho^{1/n}e^{i(\varphi+2k\pi)/n}$, $k=0,\dots,n-1$ — ce sont $n$ points formant un polygone régulier à $n$ côtés inscrit dans le cercle de centre $O$ et de rayon $\rho^{1/n}$.

Transformations usuelles et composées

Translation de vecteur d'affixe $b$ : $z'=z+b$. Rotation de centre $\Omega(\omega)$ et d'angle $\theta$ : $z'-\omega=e^{i\theta}(z-\omega)$. Homothétie de centre $\Omega(\omega)$ et de rapport $k$ : $z'-\omega=k(z-\omega)$. Composée de deux rotations de même centre : rotation d'angle somme ; de centres différents : rotation (ou translation si la somme des angles est multiple de $2\pi$) — on détermine la transformation composée en combinant les écritures complexes successives.

💡

L'essentiel à maîtriser

الأساسي الواجب إتقانه
03
📐
Formules & règles à retenir
القوانين والقواعد الواجب تذكّرها
$z=re^{i\theta}$, $|zz'|=|z||z'|$, $\arg(zz')=\arg z+\arg z'$
$\cos\theta=\frac{e^{i\theta}+e^{-i\theta}}2$, $\sin\theta=\frac{e^{i\theta}-e^{-i\theta}}{2i}$
$z^n=a \Rightarrow z_k=\rho^{1/n}e^{i(\varphi+2k\pi)/n}$
Rotation
$z'-\omega=e^{i\theta}(z-\omega)$
Homothétie
$z'-\omega=k(z-\omega)$
Alignement
$\frac{z_C-z_A}{z_B-z_A}\in\mathbb{R}$
orthogonalité
$\in i\mathbb{R}^*$
⚠️
Attention aux erreurs
انتبه للأخطاء
Oublier qu'il y a exactement $n$ solutions distinctes à $z^n=a$ (et pas seulement la racine évidente).
Confondre la condition d'alignement (rapport réel) et celle d'orthogonalité (rapport imaginaire pur).
Se tromper de signe dans la formule de la rotation ($z'-\omega$, pas $z-\omega'$).

Quiz de compréhension

رائز الفهم
04
Question 1 / 10[Énoncé de la question, propre au chapitre]
A
[Réponse A]
B
[Réponse B — correcte]
C
[Réponse C]
D
[Réponse D]
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النتيجة الفورية والنصائح
05
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Score du quiz
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Maîtrise du chapitre
3
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Exercices d'entraînement

تمارين تطبيقية
06
🔵 Application تطبيق · 4
🟡 Médium متوسط · 4 🎁
🟠 Avancé متقدّم · 4 🔒
Exercice 1
🔵 Application · Libre
Résoudre dans $\mathbb{C}$ : $z^2-2z+5=0$.
✓ Correction écrite
🎬 Vidéo :
FR
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✓ Correction détaillée

$\Delta=4-20=-16<0$. $z=\dfrac{2\pm i\sqrt{16}}{2}=1\pm2i$. $S=\{1-2i,\ 1+2i\}$.

Exercice 2
🔵 Application · Libre
Résoudre $z^3=8i$ et interpréter géométriquement les solutions.
✓ Correction écrite
🎬 Vidéo :
FR
الدارجة

✓ Correction détaillée

$8i=8e^{i\pi/2}$. $z_k=2e^{i(\pi/2+2k\pi)/3}$, $k=0,1,2$ : $z_0=2e^{i\pi/6}$, $z_1=2e^{i5\pi/6}$, $z_2=2e^{i3\pi/2}=-2i$. Les trois points forment un triangle équilatéral inscrit dans le cercle de centre $O$, rayon 2.

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