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Terminale › Nombres complexes › Inégalité triangulaire

Inégalité triangulaire : énoncé (Maths expertes)

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Inégalité triangulaire

Pour tous nombres complexes $z$ et $z'$ :

$$|z+z'|\leq |z|+|z'|.$$

Géométriquement, pour trois points $A$, $B$, $C$ : $AC\leq AB+BC$.

Démonstration : Inégalité triangulaire
Démonstration

Inégalité triangulaire

On a $|z+z'|^2=(z+z')(\overline{z}+\overline{z'})=|z|^2+|z'|^2+z\overline{z'}+\overline{z}z'$.

Or $\overline{z}z'=\overline{z\overline{z'}}$, donc $z\overline{z'}+\overline{z}z'=2\,\mathrm{Re}\left(z\overline{z'}\right)$.

Pour tout complexe $w=x+iy$, $\mathrm{Re}(w)=x\leq |x|=\sqrt{x^2}\leq\sqrt{x^2+y^2}=|w|$. Donc $$|z+z'|^2\leq |z|^2+|z'|^2+2\left|z\overline{z'}\right|=|z|^2+|z'|^2+2|z|\,|z'|=\left(|z|+|z'|\right)^2.$$ Les deux membres $|z+z'|$ et $|z|+|z'|$ étant positifs, on conclut $|z+z'|\leq |z|+|z'|$.

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Dans le cours

Nombres complexes : Inégalité triangulaire

Voir aussi en MPSI : Inégalité triangulaire