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Niveau école ingénieur
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Décomposition en éléments simples

Posté par
cilue
15-12-11 à 15:35

Bonjour !
Ma question porte donc comme le titre l'indique sur la décomposition en élément simples.
Je dois décomposer cette fraction : 32/(X5)(X4+4)
Déjà je pense isoler le 32 et le "remettre" à la fin quand j'ai tous mes éléments en les multipliant par 32.
Je sais (enfin si j'ai bien compris mon cours) que je dois trouver qqchose de la forme
a/X + b/X2 + c/X3 + d/X4 + e/X5 + f/(X4+4)

Mais la je bloque je ne sais pas comment trouver a, b, c, d, e, f...
Merci beaucoup d'avance pour votre aide ! (et ne vous inquiétez pas, je pige assez vite il me manque juste un petit déclic là..)

Posté par
Jord
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 15:39

Salut,

tout d'abord, lorsqu'on fait une décomposition en élément simple, il faut préciser dans quel corps on l'a fait. Par exemple, dans R, x²+1 est irréductible alors que dans C il ne l'est pas, puisqu'il se scinde en (x-i)(x+i).

Ensuite, que l'on soit dans R ou C, x^4+4 n'est pas un élément irréductible. Normalement, ton cours dit que, dans R en tout cas, les éléments simples sont les 1/(aX+b) et les 1/(aX²+bx+c) avec b²-4ac < 0

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 15:49

Ah oui effectivement.. j'ai oublié de préciser que c'était dans R, désolée.
J'ai beaucoup d'exemples dans mes cours avec des fractions où le dénominateur est du type (X+a)^n , mais pour (x^4 +4) c'est pas la même forme donc je vois pas..
Merci !

Posté par
Jord
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 15:52

Lorsqu'un élément n'est pas simple, il faut le décomposer.

Pourrais-tu factoriser X^4+4? (dans R bien entendu)

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:05

euh.. je pensais à quelque chose comme (X^2 +2)(X^2-2), mais ça marche pas  !
Je cherche, je cherche...

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:19

je sèche.. désolée..

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:29

J'ai trouvé !
(X^4+4) = (X^2 + 2X +2) (X^2 -2X +2)

donc on doit avoir 2 éléments simple qui seront de la forme
a/(X^2 + 2X + 2) et b/(X^2-2X+2)

Posté par
Jord
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:34

Tout à fait!

Je ne sais pas comment tu as fait pour factoriser, mais une méthode qui marche souvent dans ce genre de cas est faire une décomposition dans C, puis de réunir les facteurs de sorte à obtenir des irréductibles de R.

Posté par
kybjm
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:41

..En écrivant 1 = (X4 + 1) - X4 on arrive à : 1/X5(X4 + 1) = 1/X5 - 1/X + X3/(X4 + 1)

..X4 + 1  =  (X2 + 1)² - 2X2  

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:41

j'ai fait "à tâtons" c'est pour ça que ça m'a pris un peu de temps ! c'est pas la meilleure méthode !
Une décomposition dans C, ça veut dire que la ça ferait
(X^2 + 2i) (X^2-2i)   ?
et ensuite... ?

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:44

Merci beaucoup kybjm, mais dans mon cas c'est X^4 +4 et non X^4+1...

Posté par
Jord
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 16:53

Il faut complètement décomposer dans C, puis réunir les facteurs en conjugués.

Ici, X^2+2i=X^2-(1-i)^2=(X-(1-i))(X-(1+i))  et  X^2-2i=X^2-(1+i)^2=(X-(1+i))(X+(1+i))

Ensuite, on effectue le produit avec les conjugués :

(X-(1-i))(X-(1+i))=X^{2}-(1-i+1+i)X-(1-i)(1+i)=X^2-2X+2
et de la même façon
 (X+(1-i))(X+(1+i))=X^2+2X+2.

Je te laisse essayer de comprendre pourquoi ça marche, autrement dit, pourquoi on va toujours pouvoir réunir des conjugués.

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:10

Pigé ! Merci beaucoup ça devrait bien m'aider aux prochains partiels ça !

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:16

bonjour à tous

la méthode de Jord est bonne car fonctionne à tous les coups

ici il y a un petit taccourci :

X4+4 = (X²+2)²-4X²=(X²+2+2X)(X²+2+2X)

si F est ta fraction rationnelle

F = a/X + b/X² + c/X3 + d/X4 + e/X5 + (fX+g)/(X²+2X+2) + (hX+k)/(X²-2X+2)

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:17

pardon, dans la deuxième parenthèse de la factorisation c'est évidemment "-2X" !

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:18

déjà l'imparité de F te donne immédiatement... b=0 ; d=0 ; f=h et g=-k

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:22

ensuite tu multiplies par (X²-2X+2), tu simplifies, puis X=1+i
et cela te donne h et k (et donc f et g)

tu multiplies par X5 , tu simplifies, puis X=0 et cela te donne e

X*F(X) à l'infini te donne ensuite a

et pour c, il te resteras à prendre une valeur (par exemple X=1)

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:29

Ouaw ! merci beaucoup !
Juste une petite question.. Pourquoi on prend x = 1+i ?
c'est pour que ça s'annule ?

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:32

fais le tu verras !

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:42

Alors là ça y est j'ai multiplié par (X^2-2X+2),  il me reste juste hX+k, je remplace X par 1+i mais du coup j'ai un dénominateur égal à 0 dans ma fraction de départ...
voilà ce que j'ai :
h(1+i) + k = 1/((1+i)^5) ((1+i)^4 +4)

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 17:48

si tu multiplies dans un membre par une quantité, multiplie aussi l'autre membre !!!!! et simplifie la ta fraction de départ !!!!!!

et où est passé le 32 ????

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:25

oups..
hX + k = 32/(X^5(X^2+2X+2))  ??

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:27

pour X=1+i, oui

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:33

Je trouve (-7i -1) = h(1+i)+k
d'où h= -7 et k=6
C'est normal ?
Merci beaucoup pour ta patience !

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:35

J'ai faux !!! J'ai trouvé mon erreur!!

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:36

On trouve h(1+i) + k = i
donc h=1 et k= -1

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:42

e =8

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:49

oui
oui
oui

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:57

je trouve bien que la limite de xf(x) c'est a. mais je trouve que c'est égal à lim 32X/(X^5(X^4+4) = lim 32/ (X^16+4X^4)... ça fait une limite nulle ?
Je dois avoir un pb quelque part...

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 18:59

je voudrais pas dire, mais dans le membre de droite il n'y a pas que "a"

0=a+f+h

Posté par
cilue
re : Décomposition en éléments simples 15-12-11 à 19:07

ah ouii !! j'avais pas vu ça !! donc du coup on trouve
a= -2
et c= 0 ?

Sincèrement ,merci 1.10^500 fois !!! J'aurais jamais réussi toute seule !

Posté par
MatheuxMatou
re : Décomposition en éléments simples 16-12-11 à 09:23

voilà, c'est bon

content de t'avoir aidée

mm



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