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y=2x+2 priveˊe du point (−1;0)y = 2x+2 \text{ privée du point } (-1;0)

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Pour résoudre cet exercice, nous allons substituer z=x+iyz = x+iy dans l'expression de z′z' et déterminer la condition pour que la partie imaginaire de z′z' soit nulle.

  1. Substituer z=x+iyz = x+iy dans l'expression de z′z'.

    Soit z=x+iyz = x+iy.
    Alors z−2i=x+iy−2i=x+i(y−2)z-2i = x+iy-2i = x+i(y-2).
    Et z+1=x+iy+1=(x+1)+iyz+1 = x+iy+1 = (x+1)+iy.

    L'expression de z′z' devient :

    z′=x+i(y−2)(x+1)+iyz' = \frac{x+i(y-2)}{(x+1)+iy}
  2. Multiplier le numérateur et le dénominateur par le conjugué du dénominateur.

    Le conjugué du dénominateur (x+1)+iy(x+1)+iy est (x+1)−iy(x+1)-iy.

    z′=x+i(y−2)(x+1)+iy×(x+1)−iy(x+1)−iyz' = \frac{x+i(y-2)}{(x+1)+iy} \times \frac{(x+1)-iy}{(x+1)-iy} z′=x(x+1)−ixy+i(y−2)(x+1)−i2(y−2)y(x+1)2+y2z' = \frac{x(x+1) - ixy + i(y-2)(x+1) - i^2(y-2)y}{(x+1)^2 + y^2} z′=x(x+1)−ixy+i(xy+y−2x−2)+y(y−2)(x+1)2+y2z' = \frac{x(x+1) - ixy + i(xy+y-2x-2) + y(y-2)}{(x+1)^2 + y^2} z′=x2+x+y2−2y+i(−xy+xy+y−2x−2)(x+1)2+y2z' = \frac{x^2+x + y^2-2y + i(-xy + xy+y-2x-2)}{(x+1)^2 + y^2} z′=x2+x+y2−2y+i(y−2x−2)(x+1)2+y2z' = \frac{x^2+x+y^2-2y + i(y-2x-2)}{(x+1)^2 + y^2}
  3. Déterminer la condition pour que z′z' soit un nombre réel.

    Pour que z′z' soit un nombre réel, sa partie imaginaire doit être nulle.
    La partie imaginaire de z′z' est y−2x−2(x+1)2+y2\frac{y-2x-2}{(x+1)^2 + y^2}.
    Donc, nous devons avoir y−2x−2=0y-2x-2 = 0.

  4. Identifier la condition pour que le dénominateur soit non nul.

    Le dénominateur (x+1)2+y2(x+1)^2 + y^2 ne peut pas être nul.
    (x+1)2+y2=0(x+1)^2 + y^2 = 0 si et seulement si x+1=0x+1=0 et y=0y=0.
    Ceci correspond au point M(−1;0)M(-1;0).
    Donc, le point M(−1;0)M(-1;0) doit être exclu de l'ensemble des points.

  5. Décrire l'ensemble des points M(x;y)M(x;y).

    L'ensemble des points M(x;y)M(x;y) est défini par l'équation y−2x−2=0y-2x-2=0, soit y=2x+2y = 2x+2.
    Cette équation représente une droite.
    Vérifions si le point M(−1;0)M(-1;0) est sur cette droite : 0=2(−1)+2  ⟹  0=−2+2  ⟹  0=00 = 2(-1)+2 \implies 0 = -2+2 \implies 0=0.
    Oui, le point (−1;0)(-1;0) est sur cette droite.

    Par conséquent, l'ensemble des points M(x;y)M(x;y) tels que z′z' soit un nombre réel est la droite d'équation y=2x+2y = 2x+2, à l'exception du point de coordonnées (−1;0)(-1;0).

    L'ensemble des points M(x;y)M(x;y) est la droite d'équation y=2x+2 priveˊe du point (−1;0)\boxed{y = 2x+2 \text{ privée du point } (-1;0)}.

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