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DM sur un polynôme de degré 5

Posté par
Charles01
19-12-17 à 21:24

Bonsoir,

j'ai T(x) = 16x^5-20x^3+5x

je dois montrer que T(cos x) = cos(5x)

j'ai d'abord essayé de montrer avec les formules cos(4x + x) mais ça ne m'a rien apporté. J'ai essayé de remplacé x par pi/5 sachant qu'après ils demandent de déduire cos(pi/5) = racine de a (a une racine ).

qqun pourrait m'aider? je suis en TS

Merci

Posté par
ThierryPoma
re : DM sur un polynôme de degré 5 19-12-17 à 21:32

Bonsoir,

\cos\,5\,x+i\,\sin\,5\,x=e^{5\,i\,x}=\left(e^{i\,x}\right)^5=(\cos\,x+i\,\sin\,x)^5=\cdots

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 19-12-17 à 22:08

Sur géogébra je trace cos4x cos x - sin 4x sin x
et je trouve le même résultat que -cos((2pi+10x)/2)

je ne comprends pas pourquoi, mais surtout comment montrer que cela est égal à T(cos x)?
merci

Posté par
mgbzd
re : DM sur un polynôme de degré 5 19-12-17 à 23:02

En fait si tu veux ce genre de polynômes s'appellent des polynômes de Tchebytchev dans le sup, tu pourrais facilement l'appliquer sur les formules. Mais ici on te demande de le faire intuitivement sans aucune formule. Essaye de tâtonner et écris ce que t'a fait pour voir où tu en es?

Posté par
mathafou Moderateur
re : DM sur un polynôme de degré 5 19-12-17 à 23:32

Bonjour,

il est plus important de bien connaitre ses formules trigo de base !
de savoir que cos(pi+x) = -cos(x) etc pour éviter d'écarquiller les yeux sur une formule du genre -cos((2pi+10x)/2) sans comprendre ce qu'elle veut dire vraiment.

cet exo peut se faire :
soit en passant en complexes (message de ThierryPoma), en développant (a+b)^5 etc

soit "de proche en proche"
avec cos(2*(2x) + x) et les formules d'additions et de duplication

ne pas oublier que sin² = 1-cos² pour remplacer tous les sinus par des cosinus...

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 18:57

Bonsoir,

On a vu la formule de Moivre en maths aujourd'hui et ça facilite les choses !

Je pense faire 16(cos(x)+isin(x))^5-20(cos(x)+isin(x))^3+5(cos(x)+isin(x))

Cela est-il correct?
Merci

Posté par
alainpaul
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 19:40

Bonsoir,


Oui,c'est correct.


Je pensais à une autre solution montrer que :T(cos(u)=cos(5u)  est vérifié pour 6 valeurs:
par exemple:u=0 ,\pi/6 ,... ,5\pi/6

x=cos(u) ,T(x)=16x^5-20x^3+5x=cos(5u)

Le polynôme P5est alors unique,

Est-ce valable?

Alain

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 19:49

Après réflexion j'ai décidé de faire (cos(x)+isin(x))^5 et utiliser la formule cependant je tombe sur un calcul super long et je suis pas sur que c'est ça. Il faut bien faire a^5+5a^4b+10a^3b^2+10a^2b^3+5ab^4+b^5

Posté par
carpediem
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 20:32

salut

T(x) = 16x^5 - 20x^3 + 5x = x(16x^4 - 20x^2 + 5) = x [(4x^2 - 5)^2 - 20] = x(4x^2 - 5 - 2 \sqr 5}) (4x^2 - 5 + 2\sqrt 5) = ...

il est alors aisé de finir la factorisation ... puisque 20 < 25 ...


or T(cos x ) = cos (5x)

et si on prenait x = pi/10 ?

connaissant alors le cosinus de pi/10 il est aisé d'avoir le cosinus de son double ....

Posté par
carpediem
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 20:36

carpediem @ 20-12-2017 à 20:32

salut

T(x) = 16x^5 - 20x^3 + 5x = x(16x^4 - 20x^2 + 5) = x [(4x^2 - \dfrac 5 2)^2 - \dfrac 5 4] = \cancel{x(4x^2 - 5 - 2 \sqr 5)(4x^2 - 5 + 2\sqrt 5) =} ...

il est alors aisé de finir la factorisation ... puisque 20 < 25 ...


or T(cos x ) = cos (5x)

et si on prenait x = pi/10 ?

connaissant alors le cosinus de pi/10 il est aisé d'avoir le cosinus de son double ....

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 20:39

Bonsoir,

tu ne dois garder que la partie réelle de   (e^{ix})^5

tu remplaces b par i sin(x); tu remplaces   i^2, i^3, i^4~ et~ i^5    et tu ne gardes que les termes réels

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 20:42

salut carpediem: n'est-ce pas plus logique de partir de l'exponentielle au lieu de transformer le résultat?

Posté par
carpediem
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 20:46

mon raisonnement est une alternative qui permet de se passer des complexes ... donc originale ... (ouais bof ... unu peu !!! ) ...  méthode classique par l'exponentielle complexe et autre formule de Moivre ...

ici coup de bol j'arrive à factoriser donc avoir les racines du polynome ... dont une des racines est cos pi/10

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:27

j'ai utilisé les complexes j'ai partie imaginaire et partie réelle. je néglige la partie imaginaire ou pas? merci

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:30

oui, tu auras cos(5x)=...

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:35

je trouve -9cos^5x+10cos^3x+10cos^2x^2-5cosx
je pense que je me suis trompé qqpart?

pour la partie imaginaire j'ai factorisé par i, je ne l'ai pas prise en compte plus haut.
merci

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:39

je crois que tu t'es trompé en transformant les i², i³,....

montre un peu tes calculs

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:47

j'avaiscos^5x-10cos^3xsin^2x+5cosxsinx^4
pour la partie réelle, ensuite j'ai tout converti en cos

-> cos^5x-10cos^3x(2cos^2x-1)+5cosx(2cos^22x-1)
-> cos^5x-10cos^5x+10cos^3x+10cos^22x^2-5cosx

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:49

salut,
ce qu'en pense Xcas pour firefox

Posté par
ThierryPoma
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:52

Bonsoir,

Penser à \sin^2\,x=1-\cos^2\,x. Qu'apporte XCas ici ?

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:52

!! sin^2(x)=1-cos^2(x), sin^4(x)=(1-cos^2(x))^2

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:53

Salut, merci j'avais trouvé cela, je pense que ma faute est après

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:54

ThierryPoma @ 20-12-2017 à 21:52

Qu'apporte XCas ici ?

les mains propres ...

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:55

corrige

Posté par
ThierryPoma
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 21:56

Mais alors que vient faire le terme 2\,\cos^2\,x-1, par exemple, dans ton développement ?

Posté par
ThierryPoma
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:00

@Alb12 : Tu penses que l'initiateur a besoin de ce logiciel à la con pour avancer ? Moi, j'ai besoin de son cerveau ; c'est tout !

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:03

jugement à la mesure de la pensee ...

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:03

j'ai tout trouvé sauf pour le cos^5 si je comprends bien, (1-cos^2x)^2 fait (1-2cos^2x+cos^4x)?

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:04

moi je pense que tu peux t'en sortir seul quitte à refaire les calculs

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:04

Thierry, c'est parce que j'ai regardé ma feuille de cours et j'ai oublié de modifier le résultat

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:09

Citation :
j'ai tout trouvé sauf pour le cos^5 si je comprends bien, (1-cos^2x)^2 fait (1-2cos^2x+cos^4x)?


ben oui c'est de la forme (a-b)²

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:12

ah non en fait j'ai mal lu mon calcul c'était bel et bien correct ce que je venais de faire. Merci c'était très gentil de m'avoir aidé. Je dois en déduire que cos(pi/5) = racine(a) avec a (3+racine(5))/8. Je pensais faire T(cos pi/5) et je devrais trouver racine (a) non?

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:30

Reserve aux c... (ils sont nombreux)

Posté par
Charles01
re : DM sur un polynôme de degré 5 20-12-17 à 22:35

j'ai pas besoin d'utiliser un calculateur il faut que je trouves sur feuille, et puis c'est pas parce que vous avez un capes que vous pouvez me prendre de haut

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 21-12-17 à 07:11

it's a joke ...

Posté par
Pirho
re : DM sur un polynôme de degré 5 21-12-17 à 10:49

calcule   x=cos(\dfrac{\pi}{10})  ,la factorisation est plus simple

 16x^5-20x^3+5x=cos(\dfrac{\pi}{2})   soit   16x^5-20x^3+5x=0

quand tu auras la valeur de   cos(\dfrac{\pi}{10})   il sera facile de trouver cos(\dfrac{\pi}{5})

Posté par
alb12
re : DM sur un polynôme de degré 5 21-12-17 à 11:01

bien vu !

Posté par
alainpaul
re : DM sur un polynôme de degré 5 21-12-17 à 11:07

Bonjour,

Je rappelle la solution que j'avais  proposée:

Un polynôme de degré n est défini lorsque l'on  en connait n+1 points distincts:
ici, nous pouvons  montrer que P5(x) correspond bien au polynôme
passant par 6 points : x_i=cos(u_i);((cos(u_i),cos(5u_i)) .
On choisira  ui  pour faciliter le calcul de cos(5ui )


Les polynômes P_n(x)  vérifient :P_n(\frac{1}{2}(t+\frac{1}{t})=\frac{1}{2}(t^n+\frac{1}{t^n})

Alain
Le polynôme P_2(x)=2x^2-1 : P_2(\frac{1}{2}(t+\frac{1}{t}))=\frac{1}{2}(t^2+\frac{1}{t^2})



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