Resolution E1
1. **Énoncé du problème** : Résoudre dans $\mathbb{C}$ l'équation quadratique $(E_1) : z^2 - (3 - 2i) z + 5 - zi = 0$.
2. **Formule utilisée** : Pour une équation quadratique $az^2 + bz + c = 0$, les solutions sont données par la formule quadratique :
$$z = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$
Ici, $a=1$, $b=-(3 - 2i)$, $c=5 - zi$ (mais attention, $c$ contient $z$, il faut vérifier l'expression).
3. **Clarification** : L'équation est $z^2 - (3 - 2i) z + 5 - zi = 0$. Le terme $5 - zi$ contient $z$, ce qui rend l'équation non quadratique classique. Il faut regrouper les termes en $z$ :
$$z^2 - (3 - 2i) z - zi + 5 = 0$$
$$z^2 - (3 - 2i + i) z + 5 = 0$$
$$z^2 - (3 - i) z + 5 = 0$$
4. **Calcul du discriminant** :
$$\Delta = b^2 - 4ac = (-(3 - i))^2 - 4 \times 1 \times 5 = (3 - i)^2 - 20$$
Calculons $(3 - i)^2$ :
$$(3 - i)^2 = 3^2 - 2 \times 3 \times i + i^2 = 9 - 6i -1 = 8 - 6i$$
Donc :
$$\Delta = 8 - 6i - 20 = -12 - 6i$$
5. **Calcul de la racine carrée du discriminant** :
Soit $\sqrt{\Delta} = \sqrt{-12 - 6i} = x + yi$ avec $x,y \in \mathbb{R}$.
On a :
$$(x + yi)^2 = x^2 - y^2 + 2xyi = -12 - 6i$$
Égalant parties réelles et imaginaires :
$$\begin{cases} x^2 - y^2 = -12 \\ 2xy = -6 \end{cases}$$
De la deuxième équation :
$$y = \frac{-6}{2x} = \frac{-3}{x}$$
Substituons dans la première :
$$x^2 - \left(\frac{-3}{x}\right)^2 = -12$$
$$x^2 - \frac{9}{x^2} = -12$$
Multiplions par $x^2$ :
$$x^4 + 12 x^2 - 9 = 0$$
Posons $t = x^2$ :
$$t^2 + 12 t - 9 = 0$$
Calculons le discriminant :
$$\Delta_t = 12^2 - 4 \times 1 \times (-9) = 144 + 36 = 180$$
$$t = \frac{-12 \pm \sqrt{180}}{2} = \frac{-12 \pm 6 \sqrt{5}}{2} = -6 \pm 3 \sqrt{5}$$
On prend la valeur positive :
$$t = -6 + 3 \sqrt{5}$$
Approximativement, $\sqrt{5} \approx 2.236$, donc
$$t \approx -6 + 6.708 = 0.708 > 0$$
Donc :
$$x = \pm \sqrt{0.708} \approx \pm 0.841$$
Calculons $y$ :
$$y = \frac{-3}{x} \approx \frac{-3}{0.841} = -3.567$$
6. **Solutions pour $\sqrt{\Delta}$** :
$$\sqrt{\Delta} = 0.841 - 3.567 i \quad \text{ou} \quad -0.841 + 3.567 i$$
7. **Calcul des racines de l'équation** :
$$z = \frac{3 - i \pm (0.841 - 3.567 i)}{2}$$
Calculons les deux solutions :
- Avec le plus :
$$z_1 = \frac{3 - i + 0.841 - 3.567 i}{2} = \frac{3.841 - 4.567 i}{2} = 1.9205 - 2.2835 i$$
- Avec le moins :
$$z_2 = \frac{3 - i - 0.841 + 3.567 i}{2} = \frac{2.159 + 2.567 i}{2} = 1.0795 + 1.2835 i$$
**Réponse finale** :
$$z_1 \approx 1.92 - 2.28 i, \quad z_2 \approx 1.08 + 1.28 i$$