Si \(z \in \mathbb{C}\) est tel que \(|z|=1\), alors
\(\displaystyle z^5 + \frac{1}{z^5}\) est réel.
Vidéo (David Strütt)
Si \(|z|=1\), on sait que \(z\) peut s'écrire comme
\(z=e^{\mathsf{i} \theta}\), et donc
\[\begin{aligned}
z^5+\frac{1}{z^5}
&=e^{\mathsf{i} 5\theta}+\frac{1}{e^{\mathsf{i} 5\theta}}\\
&=e^{\mathsf{i} 5\theta}+e^{-\mathsf{i} 5\theta}\\
&=
\left(\cos(5\theta)+\mathsf{i} \sin(5\theta)\right)+
\left(\cos(5\theta)-\mathsf{i} \sin(5\theta)\right)\\
&=\underbrace{2\cos(5\theta)}_{\in\mathbb{R}}\,.
\end{aligned}\]