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Niveau Maths sup
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complexes

Posté par
Crayon
02-11-17 à 11:25

Bonjour, j'aurais besoin d'aide pour un exercice :

Trouver tous les polynômes à coefficients réels de degré 3 dont les racines forment dans le plan complexe un triangle équilatéral

Merci

Posté par
luzak
re : complexes 02-11-17 à 12:15

Bonjour !
Cherche une condition pour que a,b,c soient les affixes des sommets d'un triangle équilatéral (pense à des rotations d'angle \pm\dfrac{2\pi}3 ) puis considère le polynôme (X-a)(X-b)(X-c).

Posté par
Crayon
re : complexes 02-11-17 à 12:24

il faut que arg(a/b)=(2/3)(2)

Posté par
Crayon
re : complexes 02-11-17 à 12:26

enfi que arg(a/b)=arg(b/c)=arg(c/a)2/3 [2]

Posté par
Crayon
re : complexes 02-11-17 à 13:19

est ce que c'est ça ou pas ?

Posté par
luzak
re : complexes 02-11-17 à 15:06

C'est UNE condition !
Tu as aussi une obligation de module.

Posté par
Crayon
re : complexes 02-11-17 à 15:12

il faut que module(b-a)=module(c-b)=module(a-c) ?

Posté par
Crayon
re : complexes 02-11-17 à 19:19

est ce que quelqu'un peut m'aider parce que je ne sais vraiment pas quoi faire ...

Posté par
Priam
re : complexes 02-11-17 à 19:33

Tu pourras certainement trouver des idées dans le sujet de l'Ile "Recherche de polynômes " 619266 du 30-10-14.

Posté par
Crayon
re : complexes 02-11-17 à 21:07

oui merci en effet ce sujet m'a bien aidée !! Mais j'ai une question, à la fin on trouve donc tous les polynômes qui sont de la forme  P(z)=(z-a)[z²-(2a+2k)z+(a+k²)+3k²] et donc il y a une infinité de solutions en prenant différentes valeurs de a et k

Ca veut dire qu'on prend n'importe quelle valeur de a et de k ? Ou bien il faut calculer un a particulier ?

Posté par
luzak
re : complexes 03-11-17 à 08:21

Utilise le complexe de module 1, argument \dfrac{2\pi}3 : j=e^{\frac{2i\pi}3} et écris c-a=j(b-a) qui signifie que c est image de b par la rotation de centre a, d'angle \dfrac{2\pi}3.

En calculant ensuite a+b+c,\;ab+bc+ca,\;abc tu auras les coefficients du polynôme cherché.

Remarque : une autre solution s'obtient en remplaçant j par j^2=\bar j (rotation d'angle \dfrac{-2\pi}3
................................................
Bien sûr il y a une double infinité de solutions : dès que tu choisis a,b il y a deux points c.
Es-tu certain qu'il n'y a pas d'autres conditions (du genre triangle de centre 0 ) ?

Posté par
luzak
re : complexes 03-11-17 à 12:27

Désolé, les rotations à faire sont d'angle \dfrac{\pm\pi}3.
Les relations à écrire sont donc : c-a=-j^2(b-a),\;c-a=-j(b-a) soit a+bj+cj^2=0 ou a+bj^2+cj=0.
Le calcul des coefficients du polynôme restent plutôt laborieuses.

Posté par
veleda
re : complexes 03-11-17 à 21:06

bonsoir,
les images des solutions sont les sommets d'un triangle donc on peut en déduire ,
le polynôme étant de degré 3 à coefficients réels qu'il  a  une racine réelle et  deux complexes conjuguées il est donc de la forme

m(X-a)(X-b)(X-\bar b)
avec m et a réels , b complexe non réel  et la condition \bar b-a=(b-a)e^{i\frac{\pi}{3}} ou     e^{-i\frac{\pi}{3}}

je ne sais pas si cela simplifie les calculs

Posté par
luzak
re : complexes 04-11-17 à 09:13

Bonjour veleda !
J'avais complètement zappé l'information de "polynôme à coefficients réels".

Avec ton idée, l'isobarycentre s du triangle est aussi un réel d'où
b'=b-s=j(a-s)=ja',\;c'=c-s=j^2(a-s)=j^2a'.
Puis a'+b'+c'=0,\;a'b'+b'c'+c'a'=0 et l'équation pour a',b',c' serait z^3-(a')^3=0.
En revenant aux variables non primées, le polynôme serait z^3-3sz^2+3s^2z-a^3-3as^2+3sa^2a,s sont réels.

Il me semble nécessaire d'avoir deux paramètres réels ?

Posté par
veleda
re : complexes 04-11-17 à 12:06

bonjour,
>>Luzak
en posant b=x+iy  je trouve (dans le cas  de e^{i\frac{\pi}{3}} que le  polynôme  est de la forme

(X-(x+y\sqr3))(X^2-2xX+x^2+y^2)

avec bien sûr x et y réels  et y non nul sinon  b=c

je vérifierai si cela correspond à ton résultat  quand j'aurai retrouvé mes lunettes,j'ai un problème de vue et si je n'ai pas mes lunettes c'est la galère

Posté par
luzak
re : complexes 04-11-17 à 16:22

Il me semble que c'est la même chose en posant a=x+y\sqrt3,\;3s=3x+y\sqrt3



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