2002 : Racines d'un polynôme dans C (4,5)

 

On pose Q\left( z\right) =z^{3}-\left( i+2i\cos \alpha \right) z^{2}-\left( 1+\cos
\alpha \right) ^{2}z+i(1+\cos ^{2}\alpha ) où z désigne un nombre complexe, i l’unité imaginaire pure,  \alpha un nombre réel tel que 0\prec \alpha \prec \frac{\pi }{2} . Les trois racines de Q(z) sont désignées par a, b et c respectivement. On veut déterminer les racines Q(z) de deux façons différentes façon :

 

1. Sans calculer (a+b+c), (ab+ac+cb) et abc.

 

2. Sachant que la somme de deux de ces racines est égale à (2i\cos \alpha )), utiliser les résultats précédents pour résoudre l’équation Q(z)=0.

 

3. montrer que Q(z) a une racine imaginaire pure que l’on déterminera.

 

4. En déduire les autres racines de Q(z).

 

5. a étant la racine de Q(z) dont la partie réelle est positive, donner son module en fonction de \alpha    et déterminer le cosinus et le sinus de son argument en fonction de \alpha .

 

6. Le plan est rapporté à un repère orthonormé (O,\overrightarrow{u},\overrightarrow{v})   ; soit la similitude directe de centre le point   d’affixe c, c étant la racine imaginaire pure de Q(z) et qui transforme le point B d’affixe b en A d’affixe a. Donner l’écriture complexe de f. Déduire de cette écriture que f est une rotation de centre \omega.

 

 

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