Complexes et matrices

L’ensemble des nombres complexes est défini par C={a+ib/a∈R,b∈R}\mathbb{C}=\{a+i b / a \in \mathbb{R}, b \in \mathbb{R}\} avec i2=−1i^2=-1. L’addition est définie par: (a+ib)+(c+id)=(a+c)+i(b+d)(a+i b)+(c+i d)=(a+c)+i(b+d) et la multiplication est donnée par : (a+ib)×(c+id)=(a.c−b.d)+i(ad+bc)(a+i b) \times(c+i d)=(a . c-b . d)+i(a d+b c). A chaque nombre complexe a+iba+i b, on associe la matrice M(a,b)=(ab−ba)M(a, b)=\left(\begin{array}{cc}a & b \\ -b & a\end{array}\right).

1

On note par JJ la matrice associée au nombre ii. Montrer que J2=−I2J^2=-I_2, où II est la matrice identité.

2

Si les matrices M(a,b)M(a, b) et M′(a′,b′)M^{\prime}\left(a^{\prime}, b^{\prime}\right) sont associées respectivement aux nombres z=(a+ib)z=(a+i b) et z′=(a′+ib′)z^{\prime}=\left(a^{\prime}+i b^{\prime}\right), montrer que M(a,b)⋅M′(a′,b′)M(a, b) \cdot M^{\prime}\left(a^{\prime}, b^{\prime}\right) correspond au produit des nombres complexes : z.z′z . z^{\prime}.

3

Pour A=(ab−ba)A=\left(\begin{array}{cc}a & b \\ -b & a\end{array}\right) non nulle, évaluer la matrice inverse A−1A^{-1}. Identifier le nombre complexe correspondant.

Exercice cpBJ

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