Flashcards : Nombres complexes et logique — 81 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'un nombre complexe ?

Réponse

Un nombre complexe est de la forme z=x+iyz=x+iy avec i2=−1i^2=-1.

2Question

Comment s'exprime la partie réelle d'un nombre complexe zz ?

Réponse

La partie réelle Re(z)\text{Re}(z) est le réel xx dans z=x+iyz=x+iy.

3Question

Comment s'exprime la partie imaginaire d'un nombre complexe zz ?

Réponse

La partie imaginaire Im(z)\text{Im}(z) est le réel yy dans z=x+iyz=x+iy.

4Question

Quel est le conjugué du nombre complexe z=x+iyz=x+iy ?

Réponse

Le conjugué est zˉ=x−iy\bar{z}=x-iy.

5Question

Comment se calcule le module d'un nombre complexe z=x+iyz=x+iy ?

Réponse

Le module est ∣z∣=x2+y2|z|=\sqrt{x^2+y^2}.

6Question

Quelle relation lie ∣z∣2|z|^2 et zzˉz\bar{z} pour un nombre complexe zz ?

Réponse

On a ∣z∣2=zzˉ|z|^2 = z\bar{z}.

7Question

Quelle formule relie le module du produit zz′zz' au modules de zz et z′z' ?

Réponse

On a ∣zz′∣=∣z∣∣z′∣|zz'| = |z||z'|.

8Question

Quelle est l'inégalité triangulaire pour deux nombres complexes aa et bb ?

Réponse

Elle s'écrit ∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣|a+b| \leq |a| + |b|.

9Question

Comment est définie l'exponentielle imaginaire pour un réel θ ?

Réponse

eiθ=cos⁡θ+isin⁡θe^{iθ} = \cos θ + i \sin θ.

10Question

Quelle formule relie ei(θ1+θ2)e^{i(θ_1+θ_2)} à eiθ1e^{iθ_1} et eiθ2e^{iθ_2} ?

Réponse

ei(θ1+θ2)=eiθ1eiθ2e^{i(θ_1+θ_2)} = e^{iθ_1} e^{iθ_2}.

11Question

Quelle est la formule de Moivre pour un entier n ?

Réponse

einθ=(eiθ)ne^{inθ} = (e^{iθ})^n.

12Question

Comment s'exprime cos⁡θ\cos θ avec les exponentielles imaginaires ?

Réponse

cos⁡θ=eiθ+e−iθ2\cos θ = \frac{e^{iθ} + e^{-iθ}}{2}.

13Question

Comment s'exprime sin⁡θ\sin θ avec les exponentielles imaginaires ?

Réponse

sin⁡θ=eiθ−e−iθ2i\sin θ = \frac{e^{iθ} - e^{-iθ}}{2i}.

14Question

Quelle est la forme trigonométrique d'un complexe non nul z ?

Réponse

z=reiθz = r e^{iθ} avec r>0r > 0 et r=∣z∣r = |z|.

15Question

Comment est définie l'exponentielle complexe de z=x+iyz = x + iy ?

Réponse

ez=ex(cos⁡y+isin⁡y)e^z = e^x (\cos y + i \sin y).

16Question

Qu'est-ce qu'une racine n-ième d'un complexe a ?

Réponse

Un complexe z tel que zn=az^n=a.

17Question

Combien de racines n-ièmes de l'unité existe-t-il pour n≥1 ?

Réponse

Il existe exactement n racines n-ièmes de l'unité.

18Question

Quelle est la forme générale des racines n-ièmes d'un complexe a≠0 ?

Réponse

Elles sont z0, ωz0,…,ωn−1z0z_0, \, \omega z_0, \ldots, \omega^{n-1} z_0 avec ω=e2iπ/n\omega=e^{2i\pi/n}.

19Question

Que vaut la somme des racines n-ièmes de l'unité pour n≥2 ?

Réponse

La somme est nulle.

20Question

Quelle est la formule du discriminant du trinôme az2+bz+caz^2+bz+c ?

Réponse

Le discriminant est Δ=b2−4ac\Delta = b^2 - 4ac.

21Question

Quelles sont les racines du trinôme az2+bz+caz^2+bz+c si Δ≠0\Delta \neq 0 ?

Réponse

Elles sont −b+δ2a\frac{-b+\delta}{2a} et −b−δ2a\frac{-b-\delta}{2a} avec δ2=Δ\delta^2=\Delta.

22Question

Quel est l'axe complexe du point de coordonnées (x,y) ?

Réponse

L'axe complexe est x+iy.

23Question

Quel est l'axe du vecteur AB→\overrightarrow{AB} si A et B ont pour axes a et b ?

Réponse

L'axe est b-a.

24Question

Comment calcule-t-on la distance AB entre deux points d'axes a et b ?

Réponse

La distance AB vaut ∣b−a∣|b-a|.

25Question

Quelle condition caractérise l'alignement de trois points d'axes a, b et c ?

Réponse

c−ab−a\frac{c-a}{b-a} est réel.

26Question

Quelle est la forme générale d'une similitude directe ?

Réponse

f(z)=az+bf(z)=az+b avec a∈C∗a\in\mathbb{C}^* et b∈Cb\in\mathbb{C}.

27Question

Comment s'exprime une similitude de centre ω\omega, rapport r>0r>0 et angle θ\theta ?

Réponse

z′=reiθ(z−ω)+ωz'=re^{i\theta}(z-\omega)+\omega.

28Question

Qu'est-ce qu'une assertion en mathématiques ?

Réponse

Une phrase mathématique avec une seule valeur de vérité, vraie ou fausse.

29Question

Qu'est-ce qu'un prédicat sur un ensemble E ?

Réponse

Une phrase mathématique dont la vérité dépend d'un élément x∈E.

30Question

Que signifient les quantificateurs ∀ et ∃ ?

Réponse

∀ signifie « pour tout » et ∃ signifie « il existe au moins un ».

31Question

Quand l'implication P⇒Q est-elle fausse ?

Réponse

Quand P est vraie et Q est fausse.

32Question

Que faut-il démontrer pour prouver une équivalence P⇔Q ?

Réponse

Démontrer séparément P⇒Q puis Q⇒P.

33Question

Que dit la contraposée concernant P⇒Q ?

Réponse

P⇒Q est équivalente à non Q⇒non P.

34Question

Quelle loi de De Morgan correspond à non(P et Q) ?

Réponse

non(P et Q)⇔(non P ou non Q).

35Question

Quelle loi de De Morgan correspond à non(P ou Q) ?

Réponse

non(P ou Q)⇔(non P et non Q).

36Question

Quand l'équivalence logique P ⇔ Q est-elle vraie ?

Réponse

Lorsque P et Q ont la même valeur de vérité.

37Question

Que faut-il démontrer pour prouver P ⇔ Q ?

Réponse

Il faut démontrer P ⇒ Q puis Q ⇒ P séparément.

38Question

Quelle est la loi de De Morgan pour ¬(P ∧ Q) ?

Réponse

¬(P ∧ Q) est équivalent à (¬P) ∨ (¬Q).

39Question

À quoi est équivalente une implication P ⇒ Q ?

Réponse

Elle est équivalente à sa contraposée ¬Q ⇒ ¬P.

40Question

Quelle est la négation de « pour tout x ∈ E, P(x) » ?

Réponse

Il existe x ∈ E tel que non P(x).

41Question

Quelle est la négation de « il existe x ∈ E, P(x) » ?

Réponse

Pour tout x ∈ E, non P(x).

42Question

Que signifie l'inclusion A ⊂ B ?

Réponse

Tout élément de A appartient aussi à B.

43Question

Qu'est-ce que le complémentaire de A dans E ?

Réponse

L'ensemble des éléments de E qui n'appartiennent pas à A.

44Question

Que représente la différence A \ B ?

Réponse

L'ensemble des éléments qui appartiennent à A et pas à B.

45Question

Qu'est-ce que le produit cartésien A × B ?

Réponse

L'ensemble des couples (a,b) avec a ∈ A et b ∈ B.

46Question

Comment s'exprime l'égalité de couples dans A × B ?

Réponse

Par égalité composante par composante.

47Question

Qu'est-ce qu'une application f de E dans F ?

Réponse

Une application associe à chaque x ∈ E un unique élément f(x) ∈ F.

48Question

Quand une application f:E→F est-elle injective ?

Réponse

Quand f(x₁)=f(x₂) implique x₁=x₂.

49Question

Que signifie qu'une application f:E→F est injective en termes d'antécédents ?

Réponse

Chaque élément de F a au plus un antécédent.

50Question

Quand une application f:E→F est-elle surjective ?

Réponse

Quand tout élément de F possède au moins un antécédent.

51Question

Quelle est la condition équivalente à la surjectivité de f:E→F ?

Réponse

L'image de f est égale à F, Im f = F.

52Question

Qu'est-ce qu'une application bijective ?

Réponse

Une application à la fois injective et surjective.

53Question

Que garantit la bijection pour chaque élément du codomaine ?

Réponse

Chaque élément du codomaine possède un unique antécédent.

54Question

Comment se définit la composée g∘f:E→G pour f:E→F et g:F→G ?

Réponse

Par (g∘f)(x) = g(f(x)).

55Question

Quelles sont les trois propriétés d'une relation d'ordre ?

Réponse

Réflexive, transitive et antisymétrique.

56Question

Quelles sont les trois propriétés d'une relation d'équivalence ?

Réponse

Réflexive, transitive et symétrique.

57Question

Quelles conditions définissent une partition d'un ensemble E ?

Réponse

La réunion vaut E et les ensembles distincts sont disjoints.

58Question

Quel est le premier pas du principe de récurrence sur N ?

Réponse

Vérifier l'initialisation en 0.

59Question

Quelle est la condition d'hérédité dans le principe de récurrence ?

Réponse

Si n appartient à A, alors n+1 appartient à A.

60Question

Que se passe-t-il si on multiplie une inégalité par un nombre négatif ?

Réponse

Le sens de l'inégalité s'inverse.

61Question

Quelle inégalité obtient-on si a≤b et c≤0 ?

Réponse

On obtient bc≤ac.

62Question

Que vaut 1b\frac{1}{b} par rapport à 1a\frac{1}{a} si 0<a≤b ?

Réponse

1b≤1a\frac{1}{b}\leq\frac{1}{a}.

63Question

Comment se comporte l'ordre lors de l'inversion des nombres positifs ?

Réponse

L'ordre est renversé.

64Question

Quelle est la définition de la valeur absolue d'un réel a ?

Réponse

Elle vaut a si a≥0 et −a si a≤0.

65Question

Que signifie ∣a∣≤M⟺−M≤a≤M|a|\leq M\Longleftrightarrow -M\leq a\leq M pour M≥0 ?

Réponse

Qu'a est compris entre −M et M.

66Question

Quelle inégalité exprime l'inégalité triangulaire pour deux réels a et b ?

Réponse

∣a+b∣≤∣a∣+∣b∣|a+b|\leq|a|+|b|.

67Question

Qu'est-ce qu'une fonction paire sur un domaine symétrique ?

Réponse

C'est une fonction telle que f(−x)=f(x) pour tout x.

68Question

Qu'impose la périodicité T d'une fonction sur son domaine ?

Réponse

Que f(x+T)=f(x) pour tout x du domaine.

69Question

Quand une fonction est-elle croissante ?

Réponse

Quand x≤y implique f(x)≤f(y).

70Question

Quand une fonction est-elle décroissante ?

Réponse

Quand x≤y implique f(x)≥f(y).

71Question

Qu'est-ce qu'une fonction bornée ?

Réponse

C'est une fonction dont la valeur absolue est toujours ≤ M pour un M≥0.

72Question

Que signifie que f(x) tend vers ℓ quand x tend vers a ?

Réponse

Que f(x) peut être rendu aussi proche que voulu de ℓ en prenant x proche de a.

73Question

Que vaut la limite de la somme de f(x) et g(x) si f(x)→ℓf et g(x)→ℓg ?

Réponse

Elle tend vers ℓf+ℓg.

74Question

Que vaut la limite du produit de f(x) et g(x) si f(x)→ℓf et g(x)→ℓg ?

Réponse

Elle tend vers ℓfℓg.

75Question

Qu'impose la limite f(x)→x→aℓf(x)\xrightarrow[x\to a]{}\ell pour la fonction f ?

Réponse

Que f(x) peut être rendu arbitrairement proche de ℓ en rendant x proche de a.

76Question

Comment se calculent les limites selon les règles usuelles ?

Réponse

Par linéarité, produit, inverse, quotient et composition sous conditions.

77Question

Quelles formes sont indéterminées parmi 000^0 et 1+∞1^{+\infty} ?

Réponse

Les formes 000^0 et 1+∞1^{+\infty} sont indéterminées.

78Question

Quelle est la condition de continuité de f en un point x0x_0 ?

Réponse

Que f(x)→x→x0f(x0)f(x)\xrightarrow[x\to x_0]{}f(x_0).

79Question

Quand une fonction est-elle dite continue ?

Réponse

Lorsqu'elle est continue en tout point de son domaine.

80Question

Quelles opérations préservent la continuité des fonctions ?

Réponse

Combinaison linéaire, produit, quotient sans zéro au dénominateur et composition.

81Question

Que garantit la continuité de f sur un intervalle [a,b] ?

Réponse

Que toute valeur entre f(a) et f(b) est atteinte en un point de [a,b].

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