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Déterminer trois inconnus

Posté par
Newe
03-04-20 à 15:20

Voici l'énoncé :
Déterminer trois réels a, b, c, tels que :
Pour tout x € R\{-2;-1;0},
\frac{1}{x(x+1)(x+2)}=\frac{a}{x}+\frac{b}{x+1}+\frac{c}{x+2}

Recherches : Je suis parti d'un membre celui de gauche, puis j'ai tout mis sous le même dominateur. Cela donne:
\frac{a(x+1)(x+2)+b(x+2)x+c(x+1)x}{x(x+1)(x+2)}

Puis par identification doit avoir le numérateur qui doit être égal à 1.
D'où on doit calculer les racines du polynôme suivant :
x²(a+b+c)+x(3a+b+c)+2a-1

Et là je pense que je dois calculer le discriminant mai ça se corse :
\Delta = (3a + b +c) -4(a + b + c)(2a-1)
\Delta = 9a²+ b² + c² + 6ab +6ac + 2bc -8a² - 8ab - 8ac + 4(a +b + c)

Et après je n'arrive pas à faire en sorte de simplifier et je m'y perd un peu je ne sais même pas si je suis sur la bonne route.

Je suis preneur de toute pistes possible, ainsi que critique si j'ai fait des erreurs de calculs.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 15:32

Bonjour,

non cela doit donner 1 quel que soit x
il ne s'agit absolument pas d'une équation en x à résoudre
mai d'écrire que l'expressioon
a(x+1)(x+2)+b(x+2)x+c(x+1)x}{x(x+1)(x+2)
(une fois développée et réduite en x²(a+b+c)+x(3a+b+c)+2a-1, je te fais confiance, j'ai pas vérifié)

est totalement identique à 0x² + 0x + 1
c'est à dire que
... = 0
et que
... = 0
et que
... = 1

qui est un système d'équations en les inconnues a,b,c (y a plus du tout aucun x là dedans)

Posté par
fenamat84
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 15:33

Bonjour,

Identifier les coefficients d'un polynôme, ce n'est pas calculer un discriminant !!
Donc, après développement du numérateur tu trouves :
x² (a+b+c) + x(3a+b+c) + 2a - 1

coefficient en x² : il n'y en a pas ! Donc a+b+c = ...
coefficient en x : pareil ! Donc 3a+b+c = ...
constante : doit être égal à 1. Donc ...

La dernière équation permet d'obtenir "a".
Puis système d'équations à 2 inconnues pour obtenir b et c.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 15:34

Bonjour

C'est une méthode… Tu as une erreur: le coefficient de x dans le développement est 3a+2b+c. Ensuite tu n'as pas besoin du discriminant. Un polynôme est nul si et seulement si tous ses coefficients sont nuls. Ceci donne un système très facile à résoudre.

Autre méthode: c'est une astuce, mais très agréable à utiliser. Sur l'égalité donnée au début, multiplie les deux membres par x, puis fais x=0. Pareil pour les autres!

Posté par
alma78
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 15:34

Bonjour,

comme ta relation (a+b+c)*x^2 + (3a+b+c)*x + (2a-1) = 0 doit être vrai quel que soit x, ça te fait un système à 3 équations et 3 inconnues.

Posté par
Newe
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 15:42

Merci beaucoup de votre aide, j'étais plongé dedans et je n'ai pas vu l'essentiel.
Je trouve:
a = \frac{1}{2}   b = -1  c = \frac{1}{2}

Posté par
Glapion Moderateur
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 17:54

autre façon rigolote de répondre à la question, on apprends ça en maths sup :

tu poses \frac{1}{x(x+1)(x+2)}=\frac{a}{x}+\frac{b}{x+1}+\frac{c}{x+2} comme tu as fait.

mentalement tu multiplies les deux cotés par x et tu fais x = 0 ça te donne immédiatement a=1/2
tu fais pareil en multipliant les deux cotés par x+1 et en faisant x=-1 ça donne b = -1
tu multiplies les deux cotés par x+2 et tu fais x=-2 qui donne c = 1/2

Posté par
Newe
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 18:14

En effet c'est une bonne méthode !
Marche t'elle à chaque fois ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : Déterminer trois inconnus 03-04-20 à 19:10

oui quand la décomposition est simple, mais quand il y a des carrés comme
1/((x-1)²(x-2)²) = a/(x-1) +b/(x-1)²+c/(x-2) +d/(x-2)² ça se complique et il faut utiliser des astuces en plus. on peut bien sûr continuer à multiplier les deux cotés par (x-1)² et faire x=1 (qui donnerait 1 = b ) et pareil pour (x-2)² mais on peut utiliser d'autres astuces comme :
- multiplier les deux cotés par x-1 et faire tendre x vers l'infini
(ça donnerait ici a + c = 0)
- donner des valeurs particulières à x comme x=0 (qui donnerait 1 / 4 = -a + b -c/2 +d/4)
- on peut même donner des valeurs complexes quand ça s'y prête
(exemple 1/(x(x²+1) ) = a/x + (bx+c)/(x²+1) on peut multiplier les deux cotés par x²+1 et faire x = i qui donnerait 1/i = bi +c donc b =-1 et c = 0 et le a en multipliant par x et en faisant x=0 qui donne 1 = a et donc on a presque sans calculs
1/(x(x²+1) ) = 1/x - x/(x²+1)



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