Bonjour, je suis bloquée sur une question de mon devoir maison:
soit le polynôme P(x)= (x+i)2p+1-(x-i)2p+1 , avec p un entier naturel
et soit rk=cotan(k/(2p+1)), avec k entier vérifiant 0<k<2p+1
je doit vérifier que rk est une racine de P(x), donc je remplace rk dans l'expression de P(x) et j'obtiens:
P(rk)= [cotan(2/(2p+1))+i)]2p+1-[cotan(2/(2p+1))-i]2p+1
je suis partie sur l'idée que la fonction cotan est impaire et que de ce fait il serait possible de modifier cette expression afin que les signes s'annulent.
on sait que cotan(-x)=-cotan(x)
mais cela ne me permet pas de trouver P(rk)=0
Pourriez vous m'aider à continuer ou me suggérer une autre piste ci celle-ci n'aboutis pas?
merci par avance
Bonjour!
On cherche les racines de (x+i)2p+1-(x-i)2p+1
si x est racine, alors on a
(x+i)2p+1=(x-i)2p+1
donc x+i = (x-i)exp(2ik/(2p+1)) où k est dans [|0,n-1|]
donc x(1-exp(2ik/(2p+1))) = -i(1+exp(2ik/(2p+1))
et un coup d' angle moitié fait apparaitre cotan
merci pour cette réponse
je ne comprends pas le passage de
(x+i)2p+1=(x-i)2p+1
à
x+i = (x-i)exp(2ik/(2p+1))
Quand tu as deux membres qui, élevés à une meme puissance , sont égaux, ça veut dire que les deux membres sont égaux à une multiplication par une racine nième de l'unité près.
Ici, les deux membres sont donc égaux à une multiplication par une racine 2p+1-ième de l'unité près
tu peux remarquer que
si je ne trompe pas alors verifie le toi meme en remarquant la forme de p et en derterminant son argument pricipal puis conclu
désolé j'ai du mal a bien comprendre
"Quand tu as deux membres qui, élevés à une meme puissance , sont égaux, ça veut dire que les deux membres sont égaux à une multiplication par une racine nième de l'unité près.
Ici, les deux membres sont donc égaux à une multiplication par une racine 2p+1-ième de l'unité près"
c'est quoi l'unité, je ne vois pas trop pourquoi c'est exp(2ik/(2p+1))
(désolé, problème de connection)
vous n'avez pas vu dans le cours sur les complexes les racines nièmes de l'unité? En fait ce sont tous les complexes qui, élevés à la puissance n, donnent 1. Elles sont très pratiques dans de nombreux exercices sur les complexes.
A un n fixé, on a n racines nièmes c'est pour ça que k varie sur [|0,n-1|]. Si k sort de cet intervalle, on retombe sur des valeurs déja prises. Par contre, si k reste dans cet intervalle, on est sur d'avoir des nombres deux à deux distincts.
Soit n fixé. Les racine nième de l'unité sont les élèments de l'ensemble
{ exp(2ik/n) , k [|0,n-1|] }
(c'est facile de voir que ça marche: quand tu élèves ces nombres à la puissnace n tu tombe sur exp(2ik) qui vaut bien 1; par contre ça ne donne pas la démo)
merci pour cette explication, je ne l'avais pas vu en cours.
encore une dernière question:
pour retrouver cotan,"angle moitié" ça signifie que je dois passé l'exponentielle en cos()+i sin()?
désolé mes questions doivent paraitre un peu bêtes...
Non, ce n'est pas bete du tout. Surtout que "angle moitié" n'est pas une notation officielle.
Alors voila : on était arrétés à:
x(1-exp(2ik/(2p+1))) = -i(1+exp(2ik/(2p+1))
ceci donne
x exp(ik/(2p+1))(exp(-ik/(2p+1))-exp(ik/(2p+1)))= -iexp(ik/(2p+1))(exp(-ik/(2p+1))+exp(ik/(2p+1)))
ce qui donne, avec les fomrules d'Euler:
-2ix sin(ik/(2p+1))= -2icos(ik/(2p+1))
Ce devrait aller maintenant....
N'oublie pas de dire à chaque fois, en chaque début d'implication: il existe k tel que 0k2p+1 tel que....la suite
A la fin , pour pouvoir passer à cotan, tu te rends compte qu'il faut éliminer le cas où k=0 , car sin(0)=0. Enfin, tu obtiens bien des valeurs deux à deux distinctes, per injectivité de cotan sur ]0,[
Voila
oups encore un cookie
k est dans [|0,2p|](donc il faut écrire: il exitse k dans [|0,2p|] tel que blabla)
a la fin , il faut éliminer le cas ou k=0
merci beaucoup! j'ai bien compris et j'ai réussi a refaire tout ça!
ensuite ils me demandent de trouver les racines du polynôme.
étant donner que je sais maintenant que rk est racine je peux peut-etre m'en servir pour trouver les autres...
j'ai trouvé que P(x) était de degré 2p+1, mais je ne voit pas comment le factoriser, sinon j'ai vu sur internet qu'il existe des méthodes approchées mais je ne comprend pas trop les explications...
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