Provient du message de Mardil
Pour Maman, je dirais que ça viens du fait que z^i = exp (i*ln(z)), et que dans ce cas, il ne s'agit pas d'une bijection. (une histoire de périodicité, dans l'affaire...)
Pour la périodicité, c'est exactement ça. Pour le log, c'est plus technique.
C'est ce qui rend subtile l'idée du logarithme dans les complexes, puisque dans un ouvert connexe de C\{0}, on peut avoir plusieurs déterminations du logarithme. Explication :
L'exponentielle complexe est une bijection locale, périodique de période 2ipik, qui applique une bande de hauteur 2pi sur le plan complexe privé d'une demi-droite issue de l'origine.
Ainsi, si A est un ouvert simplement connexe de C\{0}, on peut définir un "inverse" de l'exponentielle, i.e. une fonction holomorphe f telle que exp(f(x)) = x pour tout x dans a. On l'appelle détermination du logarithme (dans A).
Si f et g sont deux déterminations du logarithme dans A, on a
exp(f - g) = 1, et donc la dérivée de cette expression est nulle, on a donc (f - g)' = 0 partout dans A.
Puisque A est connexe, f - g est constante. On utilise exp(f-g) = 1, on a donc f = g + 2ikpi, par périodicité de exp.
Ainsi, dans un ouvert connexe de C\{0}, une détermination du logarithme est déterminée à 2ikpi près. Ce dont on se rendait bien compte avec la caractérisation géométrique de l'exponentielle.
L'inverse "naturel", celui de l'exponentielle qui applique {z | -pi < Im(z) < pi } sur C\{Im(z)= 0, Re(z) <= 0}, se nomme détermination principale du Logarithme, et se note Log. Et toute détermination du Log dans C\{Im(z)= 0, Re(z) <= 0} se rapporte à celui ci par une translation de 2ikpi.
Aussi, si pour définir ta fonction puissance (ce qui répond à une question située en amont), tu utilises le logarithme, tu prends implicitement une détermination. Il y a donc plusieurs déterminations de la fonction puissance a-ème, une pour chaque détermination du logarithme. En manipulant un peu, on se rend compte qu'il y a un nombre fini de déterminations si a est rationnel, et une seule si a est entier.
En fait, c'est exactement la même démarche que pour définir l'inverse des fonctions trigonométriques : Arctg, Arcsin et Arccos sont des fonctions sur des "déterminations" principales, quoi.
Faut toujours faire gaffe, pour nos injections
Je dois pas être très clair, je vais arrêter
(surtout que j'ai pas cherché la généralité )