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Niveau maths spé
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Polynôme et equivalent (spécialement)

Posté par
castorfute
01-12-21 à 07:45

Bonjour à tous,

quelqu'un aurait-il une idée pour déterminer un équivalent de l'unique racine comprise entre 0 et 1 du polynôme dérivé de P_n(X)=X(X-1)...(X-n) quand n tend vers l'infini.

Pour l'existence et l'unicité de la solution, je l'ai fait.

D'avance merci,

castorfute

Posté par
Razes
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 08:40

Bonjour,

Tu as du trouver un résultat du style :

P_n(X)=X(X-1)...(X-n)=\prod_{k=0}^{n}(X-k)

P'_n(X)=\sum_{k=0}^{n}\prod_{i=0 ; i\neq k}^{n}(X-i)\Rightarrow

P'_n(0)=(-1)(-2)\hdots(-n)=(-1)^nn!; P'_n(1)=1(1-2)(1-3)\hdots(1-n)=(-1)(-2)\hdots(1-n)=(-1)^{n-1}(n-1)!

Une approximation de P'_n(X) entre 0 et 1 est la droite joignant les deux points (0,P'_n(0)) et (0,P'_n(1))

Une première idée est d'écrire l'expression de la droite, chercher X_n pour lequel cette droite coupe l'axe des x puis passer à la limite.

Posté par
castorfute
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 09:41

J'ai trouvé la limite égale à 1 ce qui m'étonne un peu.

Comment faire le lien avec X_n et la racine de P'_n ?

Merci

Castorpasfute

Posté par
luzak
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 12:43

Cela m'étonne aussi !

En écrivant \dfrac{P'_n(X)}{P_n(X)}=\sum_{0\leq k\leq n}\dfrac1{X-k} on peut voir que
X_1=\dfrac12 et la suite décroissante ....

Posté par
larrech
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 16:20

Bonjour,

Appelons x_n la racine de  P'_n comprise entre 0 et 1.

x_n n'étant pas racine de P, on a   \dfrac{P'_n(x_n)}{P_n(x_n)}=0,   ce qui s'écrit aussi

\dfrac{1}{x_n}=\sum_{1\leq k\leq n}\dfrac1{k-x_n}      (1)

Or, sur ]0,1[, la fonction x\mapsto\dfrac{1}{x} décroît strictement de +\infty à   1

et, sur le même intervalle , la fonction   x\mapsto\sum_{1\leq k\leq n}\dfrac1{k-x} est strictement croissante de \left(\sum_{1\leq k\leq n}\dfrac1{k}\right) à +\infty

Il en résulte que \dfrac{1}{x_n}\geq\sum_{1\leq k\leq n}\dfrac1{k}

On en déduit que \lim_{n\to\infty}x_n=0

Sachant cela, un DL de (1) devrait permettre de trouver un équivalent de x_n

Posté par
Foxdevil
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 19:42

Bonsoir,

Citation :
Or, sur ]0,1[, la fonction x\mapsto\dfrac{1}{x} décroît strictement de +\infty à   1

Je ne vois pas l'intérêt de cette phrase...

Il suffit de dire que la fonction   x\mapsto\sum_{1\leq k\leq n}\dfrac1{k-x} est strictement croissante, et donc que sa valeur en 0 est plus petite que sa valeur en x_n....non?

Posté par
larrech
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 19:45

C'est vrai ça suffisait, mais comme j'avais les courbes sous les yeux je n'ai pu résister.La critique est aisée...

Attendons le retour de castorfute pour qu'il finisse.

Posté par
Foxdevil
re : Polynôme et equivalent (spécialement) 01-12-21 à 19:57

Ok

(je cherchais juste à m'assurer que j'avais bien tout compris hein )



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