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Niveau Maths sup
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dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe)

Posté par
olive10
07-09-08 à 14:06

Bonjour, voilà j'ai besoin d'aide pour un problème de mon DM

f(x)=x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0     on sait aussi que u=x+1/x

A la première question fallait montrer que x est solution de (1) si et seulement si u est solution  d'une équation du second degré à déterminer.
J'ai réussi cette question en trouvant cet factorisation de f(x):  f(x)=x²(u²+2au+b-2)
x=0 ne peut pas etre solution car on a vu que u=x+(1/x) donc x est solution de f(x) si est seulement si u est solution de l'équation
u²+2au+b-2
Voila pour la première je n'ai pas eu de gros problème mais reste à savoir si c'est exact ou non ^^

C'est par la suite que ca se gate, il faut montrer  que f(x) a toujours quatre solutions dans C, distinctes ou non.

J'ai pensé a trouvé une factorisation de cette forme: (ax²+bx+c)(dx²+ex+f)
Voilà je ne suis pas sur du tout mais toute aide sera la bienvenue.
Merci d'avance en espèrant avoir respecter la charte pour mon premier message ^^.

Posté par
critou
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 14:12

Bonjour,

La première question m'a l'air juste.

Pour la deuxième, il faut bien sûr que tu utilises la première :

x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0 <=> u²+2au+b-2=0 et u=x+1/x

Combien de solutions pour l'équation en u : u²+2au+b-2=0 ?
Pour un u donné, combien de solutions pour l'équation u=x+1/x ?

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 14:18

Merci tu m'a dejà bien éclairci ^^

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 14:30

Je n'arrive pas à trouvé le nombre de solution de chaque équation:
u²+2au+b-2=0 à deux solutions dans u que l'on notera u1 et u2

u1=x+1/x équivaut à x²-u1x+1=0      u1 appartient à C

u2=x+1/x équivaut à x²-u2x+1=0    u2 appartient à C

Voilà ce que je trouve mais si chaque équation à deux solution on arrive à 6 solution ce qui me semble faux.

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 14:37

salut

f est symétrique donc si x est solution (x0 à cause du terme constant) alors 1/x est solution
factorise f par x² puis calcule u² et compare (écris f(x)/x² en fonction de u)
tu obtiens 2 sol en u et pour chaque u 2 sol en x donc 4 sol

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 14:42

Merci beaucoup pour ton aide, mais je ne comprend pas le terme f est symétrique, sinon pour le reste nickel.
Encore merci ^^

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 14:47

les coef sont symétriques:
coef de x^4 = coef de x^0 , coef de x^3 = coef de x^1
et cof de x^2 = ... coef de x^2 !!

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 14:49

En factorisant par x² on a: x²(u²+2au+b-2)=0
Ensuite f(x)/x²= u²+2au+b-2
Mais là je ne sais plus quoi faire.
Chui un peu perdu avec ce devoir lol. Et pour f est symétrique x solution alors 1/x est solution c'est la question d'après.
D'ailleur il faut montrer que si x est solution alors x* (le conjugué de x) est solution et 1/x est solution.

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 14:51

f(x)/x²=0u²+2au+b-2=0 puis tu résous en u

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 14:55

tu peux aussi utiliser le fait que tout trinôme admet 2 racines dans C et que tout complexe admet 2 racines carrées
et tu montres que u²+2au+b-2 adet 2 racines distinctes à l'aide du discriminant

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 14:57

Résoudre u²+2au+b-2=0?

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 15:00

pour que u²+2au+b-2 admet 2 racines distincte il faut que DELTA différent de 0??

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 15:01

oui

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 15:03

donc DELTA= 2a²-4(b-2)=2a²-4b+8
Mais comment montrer que ceci est différent de 0, lool désolé si je suis trop bavard lol

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 15:07

c'est faux
=(2a)²-4(b-2)=4a²-4b+8
n'a-tu pas des conditions sur a et b

désolé je dois te quitter pour une petite heure
à + tard

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 15:07

ou alors n'est ce pas toujours d'un même signe strictement...

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 15:11

Non pas de condition sur a et b on a juste: on considère l'ensemble (E) des équations du 4ème degré à coefficients réels
Merci beaucoup pour le temps que tu m'accorde et à plus tard ^^

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 16:27

Ya t'il quelqun pour m'aider??

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 17:46

Vérification svp:

x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0  il faut trouvé a et b sachant que 2+i est une racine de l'équation:

j'ai trouvé a=-271/190  et b 144/19

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 17:54

resalut

je trouve a=-12/5 et b=42/5....(mais ça me semble plus raisonnable)

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 18:01

oui je viens de trouvé la meme chose en calculant u et en remplacant u dans u²+2au+b-2

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 18:01

pour b ce n'est pas plutot -42/5??

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 18:02

non desolé c'est moi qui fait une erreur de signe c'est bien 42/5

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 18:09

lol depuis tout à l'heure je suis sur ce problème et j'ai réussi à moitié deux questions lol:
1) On suppose que l'équation (1) (c'est f(x)) a une racine complexe non réelle xo de module distinct de 1:
a) Montrer qu'alors elle a aussi pour racine le complexe x0*(conjugué de x0) ainsi que 1/xo

Ici j'ai réussi juste pour 1/xo en disant que f(x) est symétrique comme tu me la prouvé avant ^^
mais pour x0* mystère lol

b)Montrer que f(x) a 4 racine complexe non réelle:

Iic je pense l'avoir réussi en disant que puisque x0 est non réelle alors xo* est non réelle aussi et 1/xo non réelle également, cela nous fait dejà 3 racine non réelle. De plus puisque x0* est racine non réelle de f(x), alors 1/xo* est aussi racine non réelle de f(x) puisque celle ci est symétrique.

c) Déterminer a et b sachant que f(x) a pour racine le nombre 2+i.Résoudre dans ce cas l'équation et mettre f(x) sous la forme d'un produit de deux polynomes de la variable x à coeff réels.

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 18:22

si un complexe non réel est racine d'un poly à coef réel alors son conjugué aussi : tu le prouves en prenant le conjugué de ton équation et comme tu as 1/x puis son conjugué ça te fait 4 racines

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 18:23

par contre je vois pas en quoi intervient le module ??

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 18:25

ok merci, mais pour le module je crois que c'est pour montrer que xo est non réelle si il était réel son module serait 1 je crois je suis pas sur.

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 19:05

Comment peut -on faire pour la question c) résoudre f(x) et la mettre sous forme d'un produit de 2 polynome de la variable x à coeff réels:

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 19:14

tu connais ses racines a,a* , 1/a et 1/a*
et tu que 2 nb a et b sont racines du trinôme x²-Sx+P avec S=a+b et P= ab...

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 19:21

^Je n'ai pas bien compris lhistoire du trinôme.
Merci beaucoup pour le temps que tu me consacre c'est très sympa ^^. Je suis presque géné lol

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 19:23

développe (x-a)(x-b) regarde puis que se passe-t-il si b est le conjugué de a?

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 19:33

Si b est le conjugué de a (x-a)(x-b)=(x-a)(x+a)=x²-a²

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 07-09-08 à 19:43

Mais pour résoudre l'équation (1) on peut résoudre u²+2au+b-2=0 puisque l'on a a et b

je trouve u1= 24/10-8/10i   u2=24/10+8/10i

Posté par
carpediem
dm maths sup(poly 4e degré, nm complexe) 07-09-08 à 20:23

oui tout à fait et donc tu peux en déduire les racines de f puis avoir ta factorisation

Citation :
(x-a)(x-b)=(x-a)(x+a)=x²-a²
faux le conjugué n'est pas l'opposé
(x-a)(x-b)=x²-(a+b)x+ab
et si b est le conjugué de a alors a+b est réel (= 2Re(a)) et ab=|a|² est réel

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 09-09-08 à 16:35

quelqun pour m'aider pour cette question svp???:

3) Montrer que si f(x)=x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0 a une racine complexe non réelle de module 1 alors elle a ou bien 3 autres racine de module 1 ou bien deux autres racine réelle et inverse l'une de l'autre:

j'ai factorisé f(x): f(x)=x²(u²+2au+b-2) ensuite je suis bloqué

Posté par
watik
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 09-09-08 à 17:37

bonjour

pour la deuxième question tu sais que tout polynome de degré n admet n racine dans C égales ou distinguées (c'est un théorème)

pour ta dernière question:

si xo est racine de module 1 alors tu as montré que 1/xo est solution ainsi que Xo et 1/Xo (Xo=conjugué de xo)

si |xo|=1 alors |Xo|=1 et |1/xo|=1/|xo|=1 et |1/Xo|=1

donc les quatre racines sont de modules 1

Si xo n'est pas réel
xo=exp(iT)
xo²=exp(2iT)
xo^4=exp(i4T)

l'équation devient

exp(4iT)+2aexp(3iT)+bexp(i2T)+2aexp(iT)+1=0

exp(2iT)[exp(2iT)+exp(-2iT)]+2aexp(2iT)[exp(iT)+exp(-iT)]+bexp(i2T)=0

2cos(2T)+4acos(T)+b=0

2(2cos²(T)-1)+4acos(T)+b=0
4cos²(T)+4cos(T)+b-2=0
(2cosT+1)²+b-3=0
(2cosT+1)²=3-b
si b>3 pas de solution
si b=3 cosT=-1/2 donc T=2Pi/3 +2kPi ou T=-2Pi/3+2KPi

si b<3 et si 3-b<=1 cad b>=2 donc si 2<=b<3 alors

CosT=(V(3-b)-1)/2 ou cos(T)= (-V(3-b)-1)/2
donc il existe To  tel que

xo=exp(iTo) soit solution non réelle
dans ce cas 1/xo, Xo et 1/Xo sont aussi solutions

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 09-09-08 à 17:42

Merci beaucoup, grâce à tes explications très clair j'ai compris ^^ .

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 09-09-08 à 17:43

Mais y'a une question il me demande de prouver que l'équation de f(x) peut n'avoir que des racines réelles?

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 09-09-08 à 17:58

tu pense que ca suffit pour prouver que si x solution alrs xo*(conjugué) aussi de dire ca: si un complexe non réel est racine d'un poly à coef réel alors son conjugué aussi

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 10-09-08 à 13:33

Bonjour qui pourrait m'aider pour ces deux questions svp:

1) montrer que si f(x)=x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0 a une racine complexe non réelle xo de module distinct elle a aussi pour racine son conjugué xo*

Ici j'ai réussi a le montrer pour 1/xo mais pas pour xo*

4) Montrer que f(x) peut n'avoir que des racines réelle

sachant que pour la question précédente on a montré que si f(x) a une racine complexe non réelle de module 1 alors elle a ou bien 3 autres racines de module 1 ou bien deux autre racine réelle et inverse l'une de l'autre.

Merci d'avance pour mon sauveur lol

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 10-09-08 à 14:38

Personne pour m'aider?? svp j'ai vraiment besoin d'aide

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 10-09-08 à 14:56

svp toujours pas d'ame charitable pour m'aider???

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 10-09-08 à 15:16

SVP AIDER MOI!!!

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 10-09-08 à 15:31

svp venez sur mon topic

Posté par
olive10
re : dm maths sup( polynome 4ème degré, nombre complexe) 10-09-08 à 15:37

Bonjour qui pourrait m'aider pour ces deux questions svp:

1) montrer que si f(x)=x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0 a une racine complexe non réelle xo de module distinct elle a aussi pour racine son conjugué xo*

Ici j'ai réussi a le montrer pour 1/xo mais pas pour xo*

4) Montrer que f(x) peut n'avoir que des racines réelle

sachant que pour la question précédente on a montré que si f(x) a une racine complexe non réelle de module 1 alors elle a ou bien 3 autres racines de module 1 ou bien deux autre racine réelle et inverse l'une de l'autre.

Merci d'avance pour mon sauveur lol

Posté par
olive10
polynome 4ème degré et complexe!! 10-09-08 à 15:46

Bonjour : f(x)= x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0         u=x+(1/x)

Voilà faut: 1) montrer que si xo est racine complexe non réelle de module distinct de 1 de f(x) alors xo*(son conjugué) l'est aussi?

pour ca jai juste trouvé une factorisation: f(x)=x²(u²+2au+b-2)

2)Montrer que si l'équation de f(x) a une racine complexe non réelle de module 1 alors elle a ou bien 3 autres racine de module 1 ou bien deux autres racine réelle et inverse l'une de l'autre?

je suis completement bloqué sur celle la pa compris la question

3) Montrer que f(x) peut n'avoir que des racines réelle

SVP JAI VRAIMENT BESOIN DAIDE, UN GRAND MERCI A CELUI QUI POURRA MAIDER

*** message déplacé ***

Posté par
olive10
re : sous anneaux 10-09-08 à 15:56

pouvé vous m'aider svp: Bonjour : f(x)= x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0         u=x+(1/x)

Voilà faut: 1) montrer que si xo est racine complexe non réelle de module distinct de 1 de f(x) alors xo*(son conjugué) l'est aussi?

pour ca jai juste trouvé une factorisation: f(x)=x²(u²+2au+b-2)

2)Montrer que si l'équation de f(x) a une racine complexe non réelle de module 1 alors elle a ou bien 3 autres racine de module 1 ou bien deux autres racine réelle et inverse l'une de l'autre?

je suis completement bloqué sur celle la pa compris la question

*** message déplacé ***

Posté par
olive10
re : Lois marginales 10-09-08 à 16:04

pouvé vous m'aider svp: Bonjour : f(x)= x^4+2ax^3+bx²+2ax+1=0         u=x+(1/x)

Voilà faut: 1) montrer que si xo est racine complexe non réelle de module distinct de 1 de f(x) alors xo*(son conjugué) l'est aussi?

pour ca jai juste trouvé une factorisation: f(x)=x²(u²+2au+b-2)

2)Montrer que si l'équation de f(x) a une racine complexe non réelle de module 1 alors elle a ou bien 3 autres racine de module 1 ou bien deux autres racine réelle et inverse l'une de l'autre?

je suis completement bloqué sur celle la pa compris la question

*** message déplacé ***

Posté par
juju783
re : Lois marginales 10-09-08 à 16:10

hey tape pas l'incruste t'es gentil

lol

*** message déplacé ***

Posté par
olive10
re : Lois marginales 10-09-08 à 16:11

lool mince au moins j'aurai essayé

*** message déplacé ***

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