Analyse I / GM

EPFL Botafogo

2.5 Racines de nombres complexes

Un autre avantage de travailler avec la forme polaire/exponentielle est qu’elle fournit une approche rigoureuse dans la recherche des racines d’un nombre complexe.
Animation explicative
Définition 2.5.
Soit et un entier. Un complexe qui satisfait est appelée racine -ème de .
Remarquons que ne possède qu’une seule racine, car n’a qu’une seule solution: . Mais un complexe possède exactement racines -èmes:
Animation explicative
Théorème 2.2.
Soit , . Si , alors les racines -èmes de sont données par
Proof
En écrivant , par de Moivre, . Donc, si et seulement si , ce qui entraîne est arbitraire, ce qui donne Remarquons que les entiers qui donnent des solutions distinctes sont .

Par l’expression ci-dessus, on voit que les racines -èmes de sont réparties sur un cercle de rayon , aux sommets d’un polygone régulier. Voyons quelques exemples.
Exemple 2.8.
Calculons les racines -èmes (appelées aussi racines carrées) de , qui sont les tels que On utilise le théorème du dessus. Comme ici , les racines sont c’est-à-dire Les racines et sont sur un cercle de rayon , et leur carré est bien égal à (sur l’animation ci-dessous, déplacer de façon à ce que ):
Animation explicative
Informel 2.4.Si , on pourrait être tenté d’écrire , mais on n’a pas de fonction “racine carrée” dans ! On évitera donc d’utiliser le symbole “” pour les nombres complexes, la fonction étant une fonction compliquée de définir rigoureusement sur tout .
Exemple 2.9.
Calculons les racines cubiques de : Comme , les racines sont c’est-à-dire Ces racines sont sur le cercle trigonométrique, aux sommets d’un triangle équilatéral, rendu visible sur cette animation:
Exemple 2.10.
Calculons les racines sixièmes de l’unité, c’est-à-dire les solutions de Sous forme polaire, , et donc ses racines sixièmes sont
Quiz 2.5.1.Vrai ou faux?
Projet Botafogo © 2026. En savoir plus. Contenu sous licence CC BY-NC-SA 4.0