Mathématiques🎓 objectif bac

الأعداد المركبة والتحويلات النقطية

مرافق عدد مركب و المستوي المركب

🔊 La maîtresse lit pour toi
عندما تكتب عددا حقيقيا تعرف أين تضع أصبعك: نقطة واحدة على محور الأعداد. أمّا العدد ⁦3 − 2i⁩ فليس له موضع على ذلك المحور، لأنّه ليس حقيقيا. و مع ذلك فهو عدد نحسب به و نجمعه و نضربه، فمن غير المعقول أن يبقى بلا موضع نراه. أين نضع العدد المركب إذن، و ما الذي يصير إليه شكله عندما نغيّر إشارة جزئه التخيلي؟

الجواب في سطرين. أوّلا: نأخذ مستويا بمعلم متعامد و متجانس، و نرفق بكلّ عدد مركب ⁦z = x + i y⁩ النقطة M التي إحداثياتها ⁦(x ; y)⁩. فيصير لكلّ عدد مركب موضع واحد نراه، و نسمّي هذا المستوي المستوي المركب. ثانيا: حين نغيّر إشارة الجزء التخيلي نحصل على عدد جديد نسمّيه مرافق العدد z ، و تمثيله ليس نقطة عشوائية: هو نظير النقطة M بالنسبة إلى المحور الأفقي. و هكذا تصير عملية جبرية بسيطة تناظرا هندسيا نراه بالعين.

🎓في نهاية هذا الدرس ستكون قادرا على:
  • تمثيل عدد مركب بنقطة من المستوي، و قراءة لاحقة نقطة معطاة
  • التعرّف على المحور الحقيقي و المحور التخيلي و تسمية المستوي المركب
  • حساب لاحقة شعاع انطلاقا من لاحقتي طرفيه، و لاحقة مرجح نقطتين
  • تعريف مرافق عدد مركب و كتابته مباشرة من الشكل الجبري
  • تفسير المرافق هندسيا بالتناظر بالنسبة إلى المحور الحقيقي
  • استعمال خواص المرافق مع الجمع و الجداء و القوى و المقلوب و القسمة
  • تمييز عدد حقيقي و عدد تخيلي صرف بواسطة مرافقه
  • تعيين مجموعة نقط معرّفة بشرط على الجزء الحقيقي أو الجزء التخيلي
🔑يفترض هذا الدرس أنّك تتقن:
  • الشكل الجبري لعدد مركب، و تعيين جزأيه الحقيقي و التخيلي
  • جمع عددين مركبين و ضربهما، و تعويض i² بـ ناقص واحد
  • المعلم المتعامد و المتجانس، و قراءة إحداثيي نقطة فيه
  • التناظر بالنسبة إلى نقطة و التناظر بالنسبة إلى مستقيم
  • لاحقة شعاع في المستوي و علاقة شال، و تعريف مرجح نقطتين

1. المستوي المركب و لاحقة نقطة

المستوي منسوب إلى معلم متعامد و متجانس. إلى كلّ عدد مركب نرفق نقطة، و العكس صحيح: إلى كلّ نقطة يرفق عدد مركب وحيد. هذا التقابل هو كلّ الفكرة.

النقطة صورة العدد المركب

الفاصلة هي الجزء الحقيقي و الترتيب هو الجزء التخيلي. لا يوجد ما يحفظ هنا: الإحداثيان هما الجزآن، بالترتيب نفسه.

z = x + i y ⟶ M(x ; y)
Mصورة العدد المركب في المستويxفاصلة النقطة، و هي الجزء الحقيقيyترتيب النقطة، و هو الجزء التخيلي

نقول إنّ النقطة M هي صورة العدد المركب z ، و إنّ العدد z هو لاحقة النقطة M. و الشعاع OM هو كذلك صورة للعدد z ، و z لاحقة لهذا الشعاع.

ما يجب أن تحتفظ به: نقطة واحدة لكلّ عدد، و عدد واحد لكلّ نقطة — لا أكثر و لا أقلّ.

و من هذا التقابل يأتي اسم المحورين:

  • 🔵 المحور الأفقي يسمّى المحور الحقيقي: النقط التي عليها ترتيبها معدوم، أي لواحقها أعداد حقيقية.
  • 🟣 المحور العمودي يسمّى المحور التخيلي: النقط التي عليها فاصلتها معدومة، أي لواحقها أعداد جزؤها الحقيقي معدوم، و هي الأعداد التخيلية الصرفة.
  • 🟢 المستوي كلّه يسمّى المستوي المركب، لأنّ كلّ نقطة منه لاحقتها عدد مركب.
⚠️ دقّة تستحقّ الانتباه، و هي موضع خلط شائع: العدد صفر جزؤه الحقيقي معدوم، فهو بحسب التعريف الذي اتّفقنا عليه عدد تخيلي صرف، و صورته هي المبدأ O الذي ينتمي إلى المحورين معا. فلا تقل « المحور التخيلي هو محور الأعداد التخيلية الصرفة ما عدا المبدأ »: المبدأ داخل، و العبارة تقرأ في الاتّجاهين — كلّ عدد تخيلي صرف لاحقة نقطة من المحور العمودي، و كلّ نقطة من المحور العمودي لاحقتها عدد تخيلي صرف.
مثال 1: من العدد إلى النقطة، ثمّ إلى نظيرتها

نمثّل ثلاثة أعداد في المستوي المركب، ثمّ نبحث عن لاحقة نظيرة إحدى النقط بالنسبة إلى المبدأ.

🎯المطلوب: عيّن إحداثيات صور الأعداد الثلاثة، ثمّ أوجد لاحقة النقطة ⁦B′⁩ نظيرة B بالنسبة إلى المبدأ O.

📌المعطى
zA = −2 + i ; zB = 2i
📌المعطى
zC=√32 + (12) i
🔹الخطوة 1: إحداثيات النقطة A

نقرأ الجزأين مباشرة: الجزء الحقيقي ناقص اثنين، و الجزء التخيلي واحد.

A(−2 ; 1)
🔹الخطوة 2: إحداثيات النقطة B

⚠️ العدد 2i جزؤه الحقيقي معدوم، فالفاصلة معدومة و النقطة على المحور العمودي.

B(0 ; 2)
🔹الخطوة 3: إحداثيات النقطة C

الجزء الحقيقي هنا عدد أصمّ، و هذا لا يغيّر شيئا في القراءة.

C(√32 ; 12)
🔹الخطوة 4: ترجمة التناظر إلى شعاعين

النقطة ⁦B′⁩ نظيرة B بالنسبة إلى O ، أي إنّ الشعاعين متعاكسان.

OB' = −OB
🔹الخطوة 5: لاحقة النقطة ⁦B′⁩

شعاعان متعاكسان لهما لاحقتان متعاكستان، فنغيّر إشارة اللاحقة كلّها.

zB'=−zB=−2i
✅النّتيجة
B'(0 ; −2)
⭐ التناظر بالنسبة إلى المبدأ يقابل تغيير إشارة اللاحقة كلّها: الجزء الحقيقي و الجزء التخيلي معا. احتفظ بهذه المقابلة، ستستعملها كثيرا: كلّ تحويل هندسي بسيط له ترجمة جبرية بسيطة على اللواحق.

2. لاحقة شعاع، و لاحقة مرجح نقطتين

ما دام لكلّ نقطة لاحقة، فلكلّ شعاع لاحقة أيضا. و القاعدة تأتي مباشرة من علاقة شال: الشعاع AB هو الفرق بين الشعاعين OB و OA ، فلاحقته هي الفرق بين اللاحقتين.

لاحقة شعاع

⭐ النهاية ناقص البداية، لا العكس. هذا هو الترتيب الذي يخطئ فيه أغلب التلاميذ، و علامة الخطأ أنّ الشعاع يخرج معاكسا لما رسموه.

zAB = zB − zA
لاحقة مرجح نقطتين

بشرط أن يكون مجموع المعاملين غير معدوم. ⭐ البرهان مباشر: الشعاع الذي يعرّف المرجح هو نفسه هذا التركيب الخطّي للشعاعين، و اللاحقات تتبع الشعاعات.

zG=a zA + b zBa + b
Gمرجح الجملة المكوّنة من النقطتين مع معاملَيهماaمعامل النقطة الأولىbمعامل النقطة الثانية
⭐ جسر إلى الهندسة التي تعرفها: إذا كان المعاملان متساويين كان المرجح هو منتصف القطعة، و الدستور يعطي عندئذ نصف مجموع اللاحقتين — و هو بالضبط دستور إحداثيي المنتصف الذي تستعمله منذ سنوات. الأعداد المركبة لا تلغي ما تعرفه، هي تختصره.
مثال 2: لاحقة شعاع بين نقطتين

🎯المطلوب: احسب لاحقة الشعاع الذي مبدؤه A و نهايته B.

📌المعطى
zA = −2 + i ; zB = 2i
🔹الخطوة 1: كتابة الفرق

نطبّق القاعدة: لاحقة النهاية ناقص لاحقة البداية.

zAB = 2i − (−2 + i)
🔹الخطوة 2: رفع القوسين

نرفع القوسين، فتنقلب إشارة كلّ حدّ بداخلهما.

zAB = 2i + 2 − i
🔹الخطوة 3: تجميع الحدّين

نجمع الحقيقي مع الحقيقي و التخيلي مع التخيلي.

zAB = 2 + i
✅النّتيجة
zAB = 2 + i
⭐ تحقّق بالرسم: الشعاع الذي لاحقته ⁦2 + i⁩ يتقدّم بوحدتين نحو اليمين و بوحدة نحو الأعلى. ارسمه من A و انظر: يجب أن تصل إلى B تماما. تحقّق في ثانيتين، و يمنعك من تبديل النهاية بالبداية.

3. مرافق عدد مركب

ننتقل الآن إلى العملية التي يدور عليها هذا الدرس. تعريفها سطر واحد، و لها من الخواصّ ما يجعلها أداة الحساب الأولى في هذا الباب كلّه.

تعريف المرافق

⭐ نبقي الجزء الحقيقي كما هو، و نغيّر إشارة الجزء التخيلي وحده. و الخطّ الأفقي فوق الرمز هو ترميز المرافق، و هو الترميز المعتمد في كلّ هذا الباب.

z = x − i y
⛔ لا تغيّر إشارة العدد كلّه. مرافق العدد ناقص اثنين زائد i هو ناقص اثنين ناقص i ، و ليس اثنين ناقص i. الجزء الحقيقي لا يمسّ، مهما كانت إشارته.

و أوّل ما ينبغي أن تلاحظه هو ما يحدث في الحالتين الخاصّتين:

  • 🔵 إذا كان العدد حقيقيا فجزؤه التخيلي معدوم، و تغيير إشارة الصفر لا يغيّر شيئا: مرافق عدد حقيقي هو العدد نفسه. مرافق ناقص اثنين هو ناقص اثنين.
  • 🟣 إذا كان العدد تخيليا صرفا فجزؤه الحقيقي معدوم، و لم يبق إلا الجزء التخيلي الذي انقلبت إشارته: مرافق عدد تخيلي صرف هو معاكسه. مرافق 4i هو ناقص 4i.
مثال 3: كتابة مرافق عدد و موضع صورته

نأخذ عددا بجزأين غير معدومين لنرى العمليتين معا: الكتابة الجبرية، ثمّ الموضع في المستوي.

🎯المطلوب: اكتب مرافق العدد، ثمّ عيّن إحداثيات صورة كلّ من العددين.

📌المعطى
z = 3 − 11i
🔹الخطوة 1: الجزء الحقيقي

نعيّن الجزأين قبل أيّ شيء: الجزء الحقيقي ثلاثة.

Re(z) = 3
🔹الخطوة 2: الجزء التخيلي

⚠️ الجزء التخيلي هو ناقص أحد عشر، و ليس ناقص أحد عشر i.

Im(z) = −11
🔹الخطوة 3: كتابة المرافق

نبقي الجزء الحقيقي و نقلب إشارة الجزء التخيلي وحده.

z = 3 + 11i
🔹الخطوة 4: صورة العدد

صورة العدد نقطة فاصلتها الجزء الحقيقي و ترتيبها الجزء التخيلي.

M(3 ; −11)
✅النّتيجة
M'(3 ; 11)
⭐ الفاصلة واحدة، و الترتيبان متعاكسان. انظر إلى النقطتين: لهما الفاصلة نفسها 3 ، و ترتيباهما ناقص أحد عشر و زائد أحد عشر. هذه الملاحظة هي بالضبط موضوع الفقرة الموالية.

4. التفسير الهندسي للمرافق

ما لاحظناه في المثال ليس صدفة، بل هو قاعدة عامّة. لتكن M صورة العدد z و ⁦M′⁩ صورة مرافقه. للنقطتين الفاصلة نفسها x ، و ترتيباهما y و ناقص y ، أي متعاكسان. و نقطتان لهما الفاصلة نفسها و ترتيبان متعاكسان هما بالضبط نقطتان متناظرتان بالنسبة إلى المحور الأفقي.

⭐ صورة المرافق هي نظيرة صورة العدد بالنسبة إلى المحور الحقيقي. هذه الجملة هي قلب الدرس: عملية جبرية — تغيير إشارة جزء واحد — تقابل تحويلا هندسيا واحدا يراه التلميذ بعينه. و متى امتلكت هذه المقابلة، صرت تقرأ التمارين في الاتّجاهين: من الجبر إلى الشكل، و من الشكل إلى الجبر.
ما يجب أن تحتفظ به: أخذ المرافق = طيّ المستوي حول المحور الحقيقي.
مثال 4: من التناظر إلى المرافق، ثمّ إلى لاحقة شعاع

نبيّن كيف يستعمل هذا التفسير في الاتّجاه المعاكس: يعطى تناظر هندسي، فنستنتج منه لاحقة مباشرة، دون أيّ رسم.

🎯المطلوب: أوجد لاحقة النقطة ⁦A′⁩ نظيرة A بالنسبة إلى محور الفواصل، ثمّ احسب لاحقة الشعاع الذي مبدؤه A و نهايته ⁦A′⁩.

📌المعطى
zA = −2 + i
🔹الخطوة 1: ترجمة التناظر

التناظر بالنسبة إلى محور الفواصل يقابل أخذ المرافق، فلا حاجة إلى الرسم.

zA' = zA
🔹الخطوة 2: حساب المرافق

نكتب المرافق: الجزء الحقيقي كما هو، و الجزء التخيلي بإشارة معاكسة.

zA' = −2 − i
🔹الخطوة 3: كتابة الفرق

نطبّق قاعدة لاحقة شعاع: النهاية ناقص البداية.

zAA'=(−2 − i) − (−2 + i)
🔹الخطوة 4: رفع القوسين

نرفع القوسين: يزول الجزء الحقيقي لأنّ العددين لهما الفاصلة نفسها.

zAA'=−2 − i + 2 − i
✅النّتيجة
zAA' = −2i
⭐ علامة تراقب بها عملك: لاحقة الشعاع الرابط بين نقطة و نظيرتها بالنسبة إلى المحور الحقيقي تكون دائما عددا تخيليا صرفا — لأنّ الشعاع عمودي على ذلك المحور. إن وجدت جزءا حقيقيا غير معدوم، فراجع حسابك فورا.

5. خواص المرافق

الخواصّ التالية هي أدوات العمل. الأربع الأولى تخرج من التعريف مباشرة، و لهذا تحفظ بالفهم لا بالتكرار.

مرافق المرافق

نقلب إشارة الجزء التخيلي مرّتين، فنعود إلى نقطة البداية. هندسيا: تناظران متتاليان بالنسبة إلى المحور نفسه يعيدان النقطة إلى موضعها. ⚠️ الحرف u هنا ليس عددا جديدا، هو مجرّد اسم مؤقّت للمرافق حتّى نأخذ مرافقه بدوره.

u = z ⟹ u = z
مجموع عدد و مرافقه

⭐ يزول الجزء التخيلي، و يبقى ضعف الجزء الحقيقي. النتيجة عدد حقيقي دائما.

z + z = 2 Re(z)
فرق عدد و مرافقه

⭐ يزول الجزء الحقيقي، و يبقى ضعف الجزء التخيلي مضروبا في i. النتيجة عدد تخيلي صرف دائما.

z − z = 2i Im(z)
جداء عدد في مرافقه

ننشر فنجد فرق مربّعين، ثمّ نعوّض i² بـ ناقص واحد، فينقلب الطرح إلى جمع. النتيجة عدد حقيقي موجب، و هي التي تفتح باب القسمة.

z × z = (Re(z))² + (Im(z))²

و أربع خواصّ أخرى تربط المرافق بالعمليات. اقرأها هكذا: المرافق يمرّ عبر العمليات دون أن يغيّرها.

مرافق المجموع

مرافق المجموع هو مجموع المرافقين.

z + z' = z + z'
مرافق الجداء

مرافق الجداء هو جداء المرافقين.

z z' = z × z'
مرافق القوّة

⚠️ من أجل n عدد طبيعي غير معدوم. و برهانها بالاستدلال بالتراجع انطلاقا من خاصّية الجداء: قوّة ليست إلا جداءات متتالية.

zn = ( z )n
مرافق المقلوب

⚠️ بشرط أن يكون العدد z غير معدوم، و إلا فلا وجود لمقلوبه.

1/z = 1z
مرافق الحصّة

⚠️ بشرط أن يكون المقام غير معدوم. ⛔ و هاتان الخاصّيتان الأخيرتان لا يبرهنهما الدرس هنا: تُبرهنان بالطريقة نفسها تماما — نحسب كلّ طرف على حدة، نردّه إلى الشكل الجبري، ثمّ نقارن. أنجزهما بنفسك، فهما تمرين ممتاز على المثال 5.

z/z' = zz'
مثال 5: برهان خاصّية مرافق الجداء

هذه الخاصّية لا تُقبل، بل تُبرهن. و البرهان يشتغل بأداة واحدة: الشكل الجبري.

🎯المطلوب: برهن أنّ مرافق جداء عددين مركبين يساوي جداء مرافقيهما.

📌المعطى
z = x + i y ; z' = x' + i y'
🔹الخطوة 1: الجداء على الشكل الجبري

ننشر الجداء و نعوّض i² بـ ناقص واحد: هذا هو دستور الجداء الذي أثبتناه.

z z'=(x x' − y y') + i(x y' + x' y)
🔹الخطوة 2: مرافق الجداء

نأخذ المرافق: الجزء الحقيقي كما هو، و الجزء التخيلي بإشارة معاكسة.

z z'=(x x' − y y') − i(x y' + x' y)
🔹الخطوة 3: نشر جداء المرافقين

⭐ الآن نشتغل على الطرف الآخر. ننشر جداء المرافقين حدّا حدّا: أربعة جداءات، و هذه هي الخطوة التي لا يجب القفز عليها.

z × z'=x x' − i x y' − i x' y + i² y y'
🔹الخطوة 4: تعويض الحدّ الذي يحمل i²

نعوّض الحدّ الذي يحمل i² : جداء الجزأين التخيليّين يتحوّل إلى ناقص.

z × z'=x x' − y y' − i x y' − i x' y
🔹الخطوة 5: التعميل بـ i

نعمل بالعامل المشترك i في الحدّين التخيليّين.

z × z'=(x x' − y y') − i(x y' + x' y)
✅النّتيجة

نقارن السطر الأخير بسطر الخطوة 2: العبارتان متطابقتان حرفا بحرف.

z z' = z × z'
⭐ هذا هو النموذج الذي تحتذيه في كلّ برهان من هذا الباب: احسب الطرفين كلّا على حدة، رُدّ كلّا منهما إلى الشكل الجبري، ثمّ قارن الجزأين الحقيقيّين و الجزأين التخيليّين. لا تكتب « إذن » قبل أن تكون العبارتان أمامك مكتوبتين.

6. كيف نميّز عددا حقيقيا أو تخيليا صرفا بمرافقه؟

الخاصّيتان الثانية و الثالثة أعلاه تعطيان معيارين عمليّين، و هما من أكثر ما يُستعمل في التمارين. نستخرجهما بخطوة واحدة في كلّ مرّة.

معيار العدد الحقيقي

⭐ الاستنتاج مباشر: المساواة تكافئ أنّ الفرق بين العدد و مرافقه معدوم، و هذا الفرق يساوي ضعف الجزء التخيلي مضروبا في i ، فينعدم إذا و فقط إذا انعدم الجزء التخيلي. أي العدد يساوي مرافقه إذا و فقط إذا كان حقيقيا.

z = z ⟺ Im(z) = 0
معيار العدد التخيلي الصرف

⭐ بالطريقة نفسها: المساواة تكافئ أنّ مجموع العدد و مرافقه معدوم، و هذا المجموع يساوي ضعف الجزء الحقيقي، فينعدم إذا و فقط إذا انعدم الجزء الحقيقي.

z = −z ⟺ Re(z) = 0
⭐ متى تفضّل هذين المعيارين على الحساب المباشر؟ حين لا يكون العدد مكتوبا على الشكل الجبري، مثل حصّة عبارتين. عندئذ يكلّفك الشكل الجبري حسابا طويلا، بينما يكفيك أن تحسب المرافق و تقارنه بالعدد.

7. مجموعات النقط في المستوي المركب

التمرين النموذجي في هذا الدرس هو: يعطى عدد مركب بدلالة إحداثيي نقطة، و يطلب مجموعة النقط التي يكون عندها هذا العدد حقيقيا، أو تخيليا صرفا. و الطريقة واحدة دائما، في ثلاث خطوات: ردّ العدد إلى الشكل الجبري، ثمّ كتابة الشرط على الجزء المناسب، ثمّ التعرّف على المنحنى.

مثال 6: مجموعة النقط التي تجعل العدد حقيقيا

نأخذ عددا مركبا يتعلّق بإحداثيي نقطة متغيّرة من المستوي، و نبحث متى يكون حقيقيا.

🎯المطلوب: عيّن مجموعة النقط التي يكون من أجلها العدد حقيقيا، ثمّ تعرّف على شكلها.

📌المعطى
z=x² + y(1 + i) − i
🔹الخطوة 1: نشر العبارة

ننشر الجداء و نجمع الحدود التي تحمل i في جهة، و الباقي في جهة أخرى.

z=x² + y + i y − i
🔹الخطوة 2: التعميل بـ i

نعمل بالعامل المشترك i لنقرأ الجزأين بوضوح.

z=(x² + y) + i(y − 1)
🔹الخطوة 3: قراءة الجزء التخيلي

نقرأ الجزء التخيلي من الشكل الجبري: هو معامل i وحده.

Im(z) = y − 1
🔹الخطوة 4: كتابة الشرط

العدد حقيقي إذا و فقط إذا انعدم جزؤه التخيلي.

y − 1 = 0
🔹الخطوة 5: حلّ المعادلة

نحلّ هذه المعادلة الحقيقية البسيطة.

y = 1
✅النّتيجة
y = 1
⭐ المعادلة ⁦y = 1⁩ هي معادلة مستقيم أفقي، لأنّ الفاصلة لا تظهر فيها: أيّ قيمة لها تصلح. فالمجموعة المطلوبة هي المستقيم الموازي لمحور الفواصل و الذي يقطع محور التراتيب في النقطة ذات الترتيب واحد.
مثال 7: مجموعة النقط التي تجعل العدد تخيليا صرفا

المعطى نفسه تماما، و السؤال الثاني: ننتقل من الجزء التخيلي إلى الجزء الحقيقي، و يتغيّر معه شكل المجموعة تغيّرا كاملا.

🎯المطلوب: عيّن مجموعة النقط التي يكون من أجلها العدد تخيليا صرفا، ثمّ تعرّف على شكلها.

📌المعطى
z=(x² + y) + i(y − 1)
🔹الخطوة 1: قراءة الجزء الحقيقي

نقرأ الجزء الحقيقي من الشكل الجبري: هو الحدّ الذي لا يحمل i.

Re(z) = x² + y
🔹الخطوة 2: كتابة الشرط

العدد تخيلي صرف إذا و فقط إذا انعدم جزؤه الحقيقي.

x² + y = 0
🔹الخطوة 3: عزل الترتيب

نعزل الترتيب في طرف.

y = −x²
✅النّتيجة
y = −x²
⭐ المجموعة هنا قطع مكافئ رأسه المبدأ و تقعّره نحو الأسفل، لأنّ معامل مربّع الفاصلة سالب. ⛔ و لا تعتمد أبدا على لون المنحنى وحده في تمييز مجموعتين على الرسم نفسه: اكتب اسم المجموعة بجانب كلّ منحنى. الألوان تضيع عند الطبع و النسخ، أمّا الكتابة فتبقى.
مثال 8: حلّ معادلة من الدرجة الأولى في ℂ

المرافق ليس أداة نظرية: إليك أوّل استعماله العملي، حلّ معادلة معاملها مركب.

🎯المطلوب: حلّ في مجموعة الأعداد المركبة المعادلة ذات المجهول z.

📌المعطى
(2 − 3i) z − 26 = 0
🔹الخطوة 1: نقل الحدّ الثابت

ننقل الحدّ الثابت إلى الطرف الآخر، كما في أيّ معادلة من الدرجة الأولى.

(2 − 3i) z = 26
🔹الخطوة 2: القسمة على المعامل

نقسم على معامل المجهول، و هو عدد مركب غير معدوم.

z = 262 − 3i
🔹الخطوة 3: الضرب في مرافق المقام

نضرب البسط و المقام في مرافق المقام لنجعل المقام حقيقيا.

z=26(2 + 3i)(2 − 3i)(2 + 3i)
🔹الخطوة 4: حساب المقام

نحسب المقام: جداء عدد في مرافقه، فهو مجموع مربّعي جزأيه.

(2 − 3i)(2 + 3i)=4 + 9=13
🔹الخطوة 5: التبسيط بالعدد 13

نبسّط: العدد 26 يساوي 13 مضروبا في 2 ، فيبقى الجداء في 2.

z = 2(2 + 3i)
🔹الخطوة 6: نشر الجداء

ننشر الجداء بعدد حقيقي: نضرب كلّ جزء على حدة.

z = 4 + 6i
🔹الخطوة 7: التحقّق بالتعويض

⭐ نتحقّق بالتعويض في المعادلة الأصلية قبل أن نكتب مجموعة الحلول.

(2 − 3i)(4 + 6i) − 26=26 − 26=0
✅النّتيجة
S = {4 + 6i}
⛔ لا تنس كتابة مجموعة الحلول في السطر الأخير: السؤال يقول « حلّ في ℂ »، و الجواب الكامل هو مجموعة، لا عدد معلّق. و التحقّق بالتعويض ليس ترفا: هو السطر الوحيد الذي يجعلك متأكّدا قبل مغادرة السؤال.

8. و ماذا يقابل الجمع في المستوي؟

رأينا أنّ المرافق يقابل تناظرا. و الجمع كذلك له ترجمة هندسية: إذا كان z لاحقة الشعاع الأوّل و z' لاحقة الشعاع الثاني، فإنّ مجموعهما هو لاحقة محصّلة الشعاعين. أي إنّ جمع عددين مركبين هو جمع شعاعيهما، بقاعدة متوازي الأضلاع.

لاحقة محصّلة شعاعين

الرباعي الذي رؤوسه المبدأ و الصورتان و النقطة S هو متوازي أضلاع، و النقطة S هي رأسه المقابل للمبدأ.

OS = OM + OM' ⟹ zS = z + z'
جداء لاحقة في عدد حقيقي

⚠️ الحرف اليوناني هنا يرمز إلى عدد حقيقي كيفيّ: ضرب اللاحقة في عدد حقيقي يقابل ضرب الشعاع في العدد الحقيقي نفسه. و شعاعان متساويان لهما اللاحقة نفسها.

z = zu ⟹ λ z = zλu
λعدد حقيقي
ما يجب أن تحتفظ به: الجمع في ℂ هو جمع الشعاعات، لا شيء آخر.
⛔ في الباكالوريا، هذا الدرس هو أداة لا سؤالا مستقلّا، و يظهر في ثلاث صور: ① « أثبت أنّ العدد حقيقي » أو « تخيلي صرف » — و الطريق الأقصر هو حساب المرافق و مقارنته بالعدد أو بمعاكسه، لا ردّ العبارة كلّها إلى الشكل الجبري ؛ ② « عيّن مجموعة النقط M حيث ... » — و الطريقة واحدة: عوّض بلاحقة النقطة، ردّ إلى الشكل الجبري، ثمّ اكتب الشرط على الجزء المناسب ؛ ③ « أحسب لاحقة الشعاع » أو « لاحقة المنتصف » — و هي أسطر قصيرة تُمنح كاملة أو تُفقد كاملة. ⭐ و في الصور الثلاث، ارسم شكلا صغيرا على المسوّدة: المستوي المركب هو المكان الوحيد في البرنامج الذي يمكنك فيه رؤية جوابك قبل حسابه.
الخلاصة: المستوي المركب يعطي لكلّ عدد مركب نقطة، و لكلّ نقطة عددا مركبا وحيدا يسمّى لاحقتها؛ المحور الأفقي محور الأعداد الحقيقية و المحور العمودي محور الأعداد التخيلية الصرفة. و لاحقة شعاع هي لاحقة نهايته ناقص لاحقة بدايته. و المرافق يبقي الجزء الحقيقي و يقلب إشارة الجزء التخيلي، فيقابل هندسيا التناظر بالنسبة إلى المحور الحقيقي. و هو يمرّ عبر العمليات كلّها دون أن يغيّرها: مجموع، جداء، قوّة، مقلوب، حصّة. و منه معياران تستعملهما كثيرا: العدد حقيقي إذا و فقط إذا ساوى مرافقه، و تخيلي صرف إذا و فقط إذا ساوى معاكس مرافقه.

Page 1/16

© Madrassati — leçon rédigée par Madrassati · madrassati.net