Find all complex numbers such that the points with affixesFR , and are collinear.
Solutions
1Reveal solutionsAre you sure? Give it a try first.
Demander à ce que et soient alignés, c’est comme demander à ce que les vecteurs et soient colinéaires. C’est-à-dire, quand existe-t-il un réel tel que ?
Si on essaie de développer tout de suite, ça ne fonctionne pas tout à fait ; l’astuce ici est de factoriser le côté gauche de l’équation :
Or, on reconnaît là l’identité remarquable pour . On obtient :
Mettons de côté les cas et . En simplifiant, on obtient :
Or, est supposé réel ; donc
En posant et en insérant cette expression dans , on obtient, après calculs :
Donc soit , soit .Les solutions sont donc dans
Réciproquement, tout élément de vérifie bien que est réel, et donc et sont alignés.
Notons que et écartés précédemment sont en fait bien inclus dans .Donc l’ensemble des solutions est !
EDIT : @FiniteField a proposé l’image suivante en discussion : "Je trouve ça joli d’arriver à l’union d’une droite (qu’on pouvait prédire depuis le début) et d’une hyperbole plus surprenante."
