✏️ Exercices — Équations dans \(\mathbb{C}\)
Thèmes : calculs avec \(i\) • équations du premier degré • équations du type \(z^2=a\) • factorisation • lecture géométrique.
Objectif : reconnaître la forme d’une équation, appliquer la bonne méthode, et conclure proprement avec l’ensemble solution.
Exercice 1 — Puissances de \(i\)
Tle STI2DConsigne. Calculer :
- (a) \(i^2\)
- (b) \(i^3\)
- (c) \(i^4\)
- (d) \(i^5\)
Exercice 2 — Développements avec \(i\)
Tle STI2DConsigne. Développer et réduire :
- (a) \((1+i)^2\)
- (b) \((2+i)^2\)
- (c) \((3-i)^2\)
- (d) \((1-2i)^2\)
Exercice 3 — Premier degré — niveau direct
Tle STI2DConsigne. Résoudre dans \(\mathbb{C}\) :
- (a) \(z+5=0\)
- (b) \(2z-8=0\)
- (c) \(z+3i=0\)
- (d) \(4z+2i=0\)
Exercice 4 — Premier degré — avec coefficients complexes
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \((1-i)z+2=0\)
- (b) \((1+i)z-4=0\)
- (c) \((2-i)z+(1+i)=0\)
- (d) \((3+i)z=2-i\)
Exercice 5 — Équations du type \(z^2=a\) avec \(a>0\)
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \(z^2=1\)
- (b) \(z^2=4\)
- (c) \(z^2=36\)
- (d) \(z^2=100\)
Exercice 6 — Équations du type \(z^2=a\) avec \(a<0\)
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \(z^2=-1\)
- (b) \(z^2=-4\)
- (c) \(z^2=-25\)
- (d) \(z^2=-49\)
Exercice 7 — Équations se ramenant à \(z^2=a\)
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \(z^2+9=0\)
- (b) \(z^2-25=0\)
- (c) \(z^2+16=0\)
- (d) \(z^2-1=0\)
Exercice 8 — Produit nul — première série
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \((z-1)(z+4)=0\)
- (b) \((z-2i)(z+i)=0\)
- (c) \((z+3)(z-5)=0\)
- (d) \((z+i)(z-i)=0\)
Exercice 9 — Factorisations classiques
Tle STI2DConsigne. Factoriser puis résoudre :
- (a) \(z^2-3z+2=0\)
- (b) \(z^2-7z+12=0\)
- (c) \(z^2-4=0\)
- (d) \(z^2+1=0\)
Exercice 10 — Équations mixtes
Tle STI2DConsigne. Résoudre dans \(\mathbb{C}\) :
- (a) \(z^2=0\)
- (b) \(z^2+2z=0\)
- (c) \(z(z-3)=0\)
- (d) \(z(z+i)=0\)
Exercice 11 — Vérifier qu’un nombre est solution
Tle STI2DConsigne. Vérifier si le nombre proposé est solution :
- (a) \(z=2i\) est-il solution de \(z^2+4=0\) ?
- (b) \(z=-3\) est-il solution de \(2z+6=0\) ?
- (c) \(z=i\) est-il solution de \(z^2-1=0\) ?
- (d) \(z=1\) est-il solution de \((z-1)(z+2)=0\) ?
Exercice 12 — Correspondance avec le plan complexe
Tle STI2DConsigne. Donner le point associé à chaque complexe :
- (a) \(z=3+2i\)
- (b) \(z=-4\)
- (c) \(z=-2i\)
- (d) \(z=-1+i\)
Exercice 13 — Lire les solutions comme des points
Tle STI2DConsigne. Associer aux solutions les points du plan complexe :
- (a) \(z^2=4\)
- (b) \(z^2=-4\)
- (c) \(z^2=9\)
- (d) \(z^2=-1\)
Exercice 14 — Premier degré — série d’entraînement
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \(5z+10=0\)
- (b) \(6z-3i=0\)
- (c) \(z-(2-3i)=0\)
- (d) \(7z+14i=0\)
Exercice 15 — Équations à deux étapes
Tle STI2DConsigne. Résoudre :
- (a) \(2z+1=5\)
- (b) \(3z-2i=4+i\)
- (c) \(z^2+9=5\)
- (d) \(z^2-4=-5\)
Exercice 16 — Comparer plusieurs écritures
Tle STI2DConsigne. Déterminer si les deux écritures désignent les mêmes solutions :
- (a) \(z^2+1=0\) et \(z=\pm i\)
- (b) \(z^2-4=0\) et \(z=\pm 2i\)
- (c) \(z^2+9=0\) et \(z=\pm 3i\)
- (d) \(z^2-25=0\) et \(z=\pm 5\)
Exercice 17 — Petits problèmes guidés
Tle STI2DConsigne. Répondre aux questions suivantes :
- (a) Combien de solutions admet \(z^2=0\) ?
- (b) Combien de solutions admet \(z^2=16\) ?
- (c) Combien de solutions admet \(z^2=-16\) ?
- (d) Quelles sont les solutions de \(z^2=0\) ?
Exercice 18 — Exercices de synthèse
Tle STI2DConsigne. Résoudre complètement :
- (a) \(z^2-2z=0\)
- (b) \(z^2+2z+1=0\)
- (c) \(z^2+4z+4=0\)
- (d) \(z^2+4=0\)
Exercice 19 — Questions de réflexion
Tle STI2DConsigne. Répondre et justifier :
- (a) Pourquoi \(z^2=-4\) n’a-t-elle pas de solution réelle ?
- (b) Pourquoi a-t-elle quand même des solutions dans \(\mathbb{C}\) ?
- (c) Quelle est la différence entre \(z^2=4\) et \(z^2=-4\) ?
- (d) Quels axes du plan complexe sont concernés par les solutions ?
Exercice 20 — Bilan complet
Tle STI2DConsigne. Résoudre puis donner la nature des solutions :
- (a) \(z^2=64\)
- (b) \(z^2=-64\)
- (c) \(z^2+64=0\)
- (d) \(z^2-64=0\)