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Transformation complexe, points fixes et triangle équilatéral

Difficile Inspiré BAC France
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Exercice inspiré d'un BAC France
Énoncé et solution adaptés au programme français. Voir crédits.

Énoncé

Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormé direct . À tout point d'affixe on associe le point d'affixe

1. Démontrer que admet un unique point fixe et déterminer son affixe .

2. Pour tout , exprimer en fonction de . En déduire la nature précise de (centre, rapport, angle).

3. On considère le point d'affixe . Déterminer l'affixe de son image .

4. Démontrer que le triangle n'est pas équilatéral, puis déterminer la nature exacte de ce triangle.

Indices

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1 Indice 1
Pour trouver le point fixe, resous l'equation $f(z) = z$ en regroupant tous les termes contenant $z$ d'un meme cote.
2 Indice 2
Pour la question 2, soustrais membre a membre l'egalite $z' = f(z)$ et l'egalite verifiee par le point fixe $\\omega = f(\\omega)$ afin de faire apparaitre $z' - \\omega$ en fonction de $z - \\omega$. Ecris ensuite le coefficient complexe obtenu sous forme exponentielle pour lire le rapport et l'angle de la similitude.
3 Indice 3
Pour la question 4, utilise la relation de la question 2 appliquee a $A$ et $B$ pour comparer directement les longueurs $\\Omega A$ et $\\Omega B$ ainsi que l'angle entre elles, sans recalculer les affixes depuis zero.

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Léo peut t'expliquer pas à pas, en s'adaptant à ton niveau.

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