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Module et argument d'un nombre complexe - Savoirs et savoir-faire

Pour vérifier si vous avez bien compris et mémorisé.
Module de a+biz∣=a2+b2
Un argument de a+biθ=tan1(ba)
Forme trigonométrique du nombre complexe de module r et d'argument θrcos(θ)+rsin(θ)×i

Module et argument d'un nombre complexe

Un nombre complexe z est sous forme algébrique s'il est sous la forme a+bi, où a est sa partie réelle et b sa partie imaginaire. Le nombre complexe z=3+4i est sous forme algébrique.
L'image dans le plan complexe du nombre complexe z=a+bi est le point M(a ;b) :
Si M est l'image de z=a+bi et O l'origine du repère, on peut caractériser le nombre complexe z par son module r défini comme la longueur du segment [OM] et par l'une des mesures θ de l’angle orienté des demi-droites notées [Ox) et [OM) dans certains pays et [Ox et [OM dans d'autres pays.
On peut donc caractériser le nombre complexe z par son module qui est noté avec le symbole de la valeur absolue : |z| et par une des mesures de l’angle orienté θ appelée un argument de z. La valeur de cet angle comprise entre π et π est appelée l'argument principal de z.
Si z=a+bi, alors |z|=|a+bi|, et l'un de ses arguments θ est tel que cos θ=a/|z| et sinθ=b/|z|.

1 - Calculer le module d'un nombre complexe

On applique le théorème de Pythagore :
|a+bi|=a2+b2
Par exemple, le module de z=3+4i est |z|=32+42=25=5.
Exercice 1.1
|3+7i|=

On demande sa valeur exacte.

Pour vous entraîner, vous pouvez faire ces exercices.

2 - Calculer un argument d'un nombre complexe

Pour calculer un argument d'un nombre complexe on peut utiliser la fonction arctangente. Mais il ne faut pas oublier que quel que soit θ, tan(θ+k×180°)=tan θ et que la fonction arctangente renvoie celle de ces mesures qui est comprise entre 90° et 90° (ou entre π/2 et π/2). Il faut donc parfois soit ajouter, soit retrancher 180° (ou π) à la valeur de la fonction arctangente obtenue.
θ=arctan(ba)
On obtient ce résultat en utilisant les rapports trigonométriques dans le triangle rectangle.

Exemple 1 : M est dans le Quadrant I

Soit à calculer un argument de 3+4i.
arctan(43)53

Exemple 1 : M est dans le Quadrant II

Soit à calculer un argument de 3+4i. L'image de 3+4i est dans le Quadrant II.
arctan(43)53
Pour obtenir la mesure désirée, on ajoute 180.
53+180=127
Exercice 2.1
z=1+4i
θ=
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3/5
  • une fraction simplifiée telle que 7/4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1 3/4
  • un nombre décimal, comme 0,75
  • un multiple de Pi, tels que 12 pi ou 2/3 pi

Arrondir la réponse au dixième. On demande l'argument principal θ compris entre 180 et 180.

Pour vous entraîner, vous pouvez faire ces exercices.

3 - Forme algébrique d'un nombre complexe dont on connaît le module et un argument

La partie réelle du nombre complexe de module r et dont un argument est θ est r cos θ et sa partie imaginaire est r sinθ
rcos(θ)a+rsin(θ)b×i
On obtient ce résultat en utilisant les rapports trigonométriques dans le triangle rectangle.
La forme algébrique du nombre complexe de module 2 et dont un argument est 30 :
2cos(30)+2sin(30)i=3+1i
Exercice 3.1
|z1|=3 et θ1=20
z1=
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3/5
  • une fraction simplifiée telle que 7/4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1 3/4
  • un nombre décimal, comme 0,75
  • un multiple de Pi, tels que 12 pi ou 2/3 pi
+
  • Votre réponse doit être
  • un entier, comme 6
  • une fraction simplifiée telle que 3/5
  • une fraction simplifiée telle que 7/4
  • un nombre fractionnaire, par exemple, 1 3/4
  • un nombre décimal, comme 0,75
  • un multiple de Pi, tels que 12 pi ou 2/3 pi
i
Arrondir la partie réelle et la partie imaginaire de z1 au millième.

Pour vous entraîner, vous pouvez faire ces exercices.

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  • starky tree style l'avatar de l’utilisateur pauline pey
    Bonjour,
    dans la page "Exercices : Forme algébrique d'un nombre complexe dont on connaît le module et un argument", pour l'exercice où on a |z| = 13 et θ = 315°, le corrigé dit :
    Calcul de a :
    a = |z| cos θ
    a = 13 cos 315° = (13√2)/2
    Je ne comprends pas pourquoi c'est égal à (13√2)/2. Quelqu'un saurait me l'expliquer ?
    (2 votes)
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