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Mathématiques expertes (option) · Terminale

Forme trigonométrique et exponentielle : fiche de Terminale

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Un nombre complexe non nul de module rr et d'argument θ\theta s'écrit z=r(cos⁡θ+isin⁡θ)=reiθz=r(\cos\theta+i\sin\theta)=re^{i\theta}.
  • La notation eiθe^{i\theta} désigne cos⁡θ+isin⁡θ\cos\theta+i\sin\theta ; elle vérifie ei(θ+θ′)=eiθeiθ′e^{i(\theta+\theta')}=e^{i\theta}e^{i\theta'}.
  • Produit : on multiplie les modules et on additionne les arguments ; quotient : on divise les modules et on soustrait les arguments.
  • Formules d'Euler : cos⁡θ=eiθ+e−iθ2\cos\theta=\dfrac{e^{i\theta}+e^{-i\theta}}{2} et sin⁡θ=eiθ−e−iθ2i\sin\theta=\dfrac{e^{i\theta}-e^{-i\theta}}{2i}.
  • Piège classique : le module rr doit être strictement positif dans l'écriture reiθre^{i\theta}.

Ce qu'il faut retenir

Cette fiche réunit ce qui sert à chaque exercice sur les nombres complexes en écriture polaire. Tu connais déjà la forme algébrique a+iba+ib, le conjugué, le module et l'argument. Ici, on change d'écriture pour rendre les produits, les quotients et les puissances beaucoup plus simples.

Calculer avec la forme exponentielle

Passer d'une forme à l'autre

Les formules d'Euler

Démonstration · Démonstration

On a eiθ=cos⁡θ+isin⁡θe^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta et, comme le cosinus est pair et le sinus impair, e−iθ=cos⁡θ−isin⁡θe^{-i\theta}=\cos\theta-i\sin\theta.

En additionnant : eiθ+e−iθ=2cos⁡θe^{i\theta}+e^{-i\theta}=2\cos\theta, d'où la première formule.

En soustrayant : eiθ−e−iθ=2isin⁡θe^{i\theta}-e^{-i\theta}=2i\sin\theta, d'où la seconde.

Erreurs fréquentes à éviter

Questions flash

5 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Quelle est la forme exponentielle de z=2iz=2i ?

  2. On pose z=3eiπ/6z=3e^{i\pi/6} et z′=2eiπ/3z'=2e^{i\pi/3}. Quelle est la forme exponentielle de zz′zz' ?

  3. Le module de eiθe^{i\theta} vaut 11 pour tout réel θ\theta.

  4. Quelle expression est égale à sin⁡θ\sin\theta ?

  5. Calcule (2 eiπ/4)4\left(\sqrt2\,e^{i\pi/4}\right)^4 sous forme algébrique (donne la partie réelle).

Les questions qu'on se pose

Forme trigonométrique et forme exponentielle, quelle différence ?

Aucune sur le fond. Comme eiθ=cos⁡θ+isin⁡θe^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta 2, les écritures r(cos⁡θ+isin⁡θ)r(\cos\theta+i\sin\theta) et reiθre^{i\theta} désignent le même nombre. La forme exponentielle est simplement plus courte et plus pratique pour calculer.

Pourquoi utiliser la forme exponentielle plutôt que la forme algébrique ?

Parce qu'elle transforme les produits, les quotients et les puissances en opérations simples sur les modules et les arguments. En revanche, pour additionner deux nombres complexes, la forme algébrique reste plus directe : on ajoute les parties réelles et les parties imaginaires.

Faut-il toujours donner l'argument entre $0$ et $2\pi$ ?

Non. Un argument est défini à 2π2\pi près, donc ei5π/3e^{i5\pi/3} et e−iπ/3e^{-i\pi/3} désignent le même nombre. Choisis plutôt l'argument principal, dans ]−π ;π]]-\pi\,;\pi], quand l'énoncé le demande, et précise-le dans ta réponse.

Sources

  1. Document ressource Éduscol - Mathématiques expertes Terminale, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Fonction exponentielle, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Formule d'Euler, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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