2018 :

 

Le plan complexe \mathcal{P} est muni d’un repère orthonormal direct (O,\vec{u},\vec{v}).
On considére l’application f de \mathcal{P} dans \mathcal{P} qui à tout point M d’affixe z associe le point M' d’affixe z' telle que z' = e^{i|z|}z.

 

1. Déterminer les affixespoints A' et B' images respectives par f du point A d’affixe \pi et du point B d’affixe 2\pi. 2 × 0.5 pt

 

2. Montrer qu’un point M est invariant par f si et seulement s’il existe un entier naturel k tel que OM = . En déduire l’ensemble E des points invariants par f. 2 × 0.5 pt

 

3. Soit C le point d’affixe 1+i\sqrt{3}\quad et\quad la demi-droite d’origine O passant par C et ne contenant pas le point O (Demi-droite ouverte ]OC)), M un point de \Delta d’affixe z et d’imageM' par f.

Déterminer |z| pour que M et M' soient symétriques par rapport l’axe O,\vec{u}. 0.5 pt

 

4. Pour tout k\in\mathbb{N^{\ast}}, on note \mathcal{C}_k le cercle de centre O et de rayon 2k\pi,\mathcal{D}_k la couronne délimitée par les cercles \mathcal{C}_k et \mathcal{C}_{k+1} et a_k l’aire de la couronne \mathcal{D}_k.

 

a. Calculer a_k. 0.5 pt

 

b. Déterminer la nature de la suite (a_n)n\in\mathbb{N^\ast} . 0.5 pt

 

c. Calculer la limite de la suite (a_n)n\in\mathbb{N^\ast} . 0.5 pt

 

5. Soit k\in\mathbb{N^\ast}.

 

a. Déterminer les points de \Delta\cap\mathbb{D}_k qui sont symétriques avec leur image par rapport à l’axe (O,\vec{u}).    0.5 pt

 

b.Montrer que tout point de \mathbb{D}_k a son image par f dans \mathbb{D}_k. 0.5 pt

 

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