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Niveau maths spé
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Factorisation de polynome

Posté par
Milkyway
14-09-08 à 12:12

Bonjour,
je dois factoriser le polynome P(X)=(1+X)^2n-(1-X)^2n dans C puis en déduire sa décomposition dans R.
J'ai commencé par écrire:
P(X)=((1+X)^n)²-((1-X)^n)²
P(X)=((1+X)^n-(1-X)^n)((1+X)^n+(1-X)^n)
Après je suis bloqué. Je pense que je dois me servir des racines n-ièmes de l'unité mais je ne vois pas comment continuer. Pourriez-vous me donner une indication pour que je puisse continuer svp.
Merci.

Posté par
perroquet
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 12:15

Bonjour, Milkyway

Pour factoriser P, détermine les racines de P en résolvant l'équation  P(x)=0

Pour résoudre l'équation   P(x)=0  , écris-la sous la forme:  

Posté par
perroquet
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 12:18

Erreur de manipulation de ma part  

Donc écris l'équation  P(x)=0   sous la forme   \left(\frac{1+x}{1-x}\right)^{2n}=1
Et il ne faut pas oublier que les solutions de l'équation   u^p=1 sont les racines p-ièmes de l'unité.

Posté par
Milkyway
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 13:23

Alors voila, comme réponse, je trouve que c'est l'ensemble { (exp(ikPi/n)-1)/(exp(ikPi/n)+1)  \ k élement de N}. Je trouve cette réponse bizare. Est-ce que c'est juste?

Posté par
perroquet
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 15:24

Il faut simplifier l'expression qui a été trouvée:
\frac{e^{i\frac{k\pi}{n}}-1}{ e^{i\frac{k\pi}{n}}+1}\ =\ \frac{e^{i\frac{k\pi}{2n}}}{e^{i\frac{k\pi}{2n}}}\ \frac{e^{i\frac{k\pi}{2n}}-e^{-i\frac{k\pi}{2n}}}{ e^{i\frac{k\pi}{2n}}+e^{-i\frac{k\pi}{2n}}}\ =\ \frac{2i\sin\frac{k\pi}{2n}}{2 \cos\frac{k\pi}{2n}}\ =\ i\tan \frac{k\pi}{2n}

Ensuite, il faut limiter l'ensemble décrit par k. On peut faire varier k de -n-1 à n-1, ce qui donne 2n-1 racines distinctes. Et comme le polynôme P est de degré 2n-1, on obtient bien toutes les racines de P.

Posté par
Milkyway
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 18:13

Oh d'accord merci beaucoup  

Posté par
fredrich
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 18:15

Comment factoriser dans R ? maintenant de plus il demande la valeur pour k = 1 à n de tan^2(k /2n)

Posté par
comlich
re : Factorisation de polynome 14-09-08 à 23:56

Bonsoir à tous. J'ai le même problème. En posant z=\frac{1+x}{1-x} je trouve
z {e^{i\frac{k\pi}{n}}, k   {0,1,...,2n-1} et j'en viens à x {itan(\frac{k\pi}{{2n}}), k {0,...,2n-1}}. Je ne trouve pas d'erreur dans mon raisonnement mais je trouve que lorsque k = n il y a problème car il va falloir chercher tan( /2), Perroquet propose de faire varier k de -n-1 à n-1 j'aimerais s'il vous plait comprendre pourquoi. Enfin la dernière question est de calculer le produit de toutes les racines non nulles, j'aimerai là aussi s'il vous plaît une indication.
Merci d'avance.

Posté par
comlich
re : Factorisation de polynome 15-09-08 à 00:19

ups

Posté par
perroquet
re : Factorisation de polynome 15-09-08 à 15:02

Bonjour, comlich

En résolvant l'équation   \frac{1+x}{1-x}=e^{i\frac{k\pi}{n}}, on s'aperçoit que  e^{i\frac{k\pi}{n}}   ne doit pas être égal à  -1  (donc, que k ne doit pas être multiple de n).

Si on fait varier k  de 0 à 2n-1, il faut donc exclure la valeur   k=n.
Personnellement, j'ai préféré faire varier k de   -n-1 à n; il faut exclure la valeur k=n, ce qui fait que k varie de  -(n-1)  à   n-1   (il y avait une petite (?) erreur typographique dans mon post).
L'avantage du choix que j'ai fait se voit quand il faut faire la factorisation du polynôme dans R.  Il faut en effet regrouper les racines conjuguées entre elles, et c'est facile parce qu'on voit immédiatement que le conjugué de    i\tan\frac{k\pi}{2n}  est    i\tan\frac{-k\pi}{2n}.

On obtiendra donc:

3$ P(X)=4n X \prod_{k=1}^{n-1} \left(X^2+\tan^2\frac{k\pi}{2n}\right)

Une indication: pour obtenir le produit demandé, considérer le terme de degré 1. Ce n'est pas obligatoire (un petit peu de trigonométrie suffit).



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