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Niveau Maths sup
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Racine d'un polynôme

Posté par
FatKing
22-12-11 à 13:30

Bonjour, je dois trouver les racines de (1+X)2n+(1-X)2n
J'ai tenté de l'écrire avec une Somme mais ça ne me donne rien. Pourriez-vous me fournir une piste ? Merci

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 13:41

Bonjour,

indications: résoudre une équation et penser aux racines n èmes complexes de l'unité.

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 13:53

La racine nième de -1 c'est celle de 1 avec + dans l'exponentielle ?
J'ai juste un doute sur ça sinon je suis sur que je vais trouver : ça donne i*tan(quelquechose) ^^

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 13:55

Oui tu as raison il s'agit en fait des racines n èmes de -1, donc de e^{i\pi}

Il n' y a pas de tan qui apparait a priori.

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 14:11

Je te donne mon raisonnement dis moi ce que tu en pense
(1+X)2n=-(1-X)2n
<=>(1+X)2n=ei(1-X)2n

<=>1+X=ei*(/2n+2k/2n)*(1-X)

<=>X=(ei*(2k+1)/2n-ei*0)/(ei*(2k+1)/2n+ei*0)

<=>X=i*tan((2k+1)/4n) Avec k[[0,2n-1]]

Ce qui est cohérent puisqu'on avait des question préliminaires sur cette tangente.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 14:19

La réponse m'a l'air juste mais ce n'est pas très rigoureux.

De la 2è à la 3è ligne il faudrait faire le quotient des deux facteurs élevés à la puissance 2n avant de se débarrasser de cette puissance.
On retombe bien ensuite sur ta troisième ligne, mais seulement pour x\neq 1.

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 14:21

Effectivement, merci
Faut-il préciser que 1 n'est pas solution pour l'exclure par la suite ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 14:22

Exactement!

Je t'en prie!

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 15:26

Je reviens pour la suite du problème...

Je dois factoriser ce polynôme dans C puis dans R à l'aide des racines trouvées juste avant.

P se factorise autant de fois qu'il a de racines non ? J'ai ma formule qui donnerait P=(i=1->2n) (X-xi)i
Mais ça ne m'inspire vraiment rien !
On aurait =2 car on a deux fois X2n
Mais je vois mal pour les et comment faire varier mes solutions tangentes.

Merci encore ^^

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 15:47

C'est ça ?

2*(X-i*tan((2k+1)/4n)) Pour k variant de 0 à 2n-1 ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 15:54

C'est correct dans C, sauf que tes exposants valent tous 1, et que le coefficient dominant vaut 2(en développant P).

Dans R, il faut essayer de regrouper les racines conjuguées entre elles:
pour cela commence par justifier qu'il est équivalent de faire varier \lambda de -n à n-1.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 15:55

Messages croisés!

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 16:19

Pour la factorisation dans R on demande d'utiliser un résultat trouvé précédemment qui est -ak=a2n-1-k avec ak=tan((2k+1)/4n)
(Sauf erreur de ma part !)
Sinon tu as du te tromper en parlant de faire varier lambda, ce n'est pas plutôt k ? Le reste est fixé.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 16:26

Oui en effet, je voulais parler de k!

Ce que tu proposes revient à peu près à ce que je te conseillais de faire...ok !

(Tu auras à utiliser que le conjugué d'un imaginaire pur coïncide avec son opposé)

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 16:44

Bon alors j'ai remarqué donc que les (X-iak)(X+iak)=X2+ak2
Reste a définir le domaine d'évolution de k, puisqu'on scinde en deux au final, j'ai an-1=-an
Donc quand on arrive à n-1 il reste plus rien à rassembler donc au final ça ferait

P=2*X2+ak2  Avec k variant de 0 à n-1.
Suis-je dans le juste ?
Par contre je sais pas trop comment rédiger !

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 17:01

Oui, c'est correct (sauf qu'il manque des parenthèses après le symbole du produit).

Pour rédiger, signale simplement que l'ensemble des entiers de [0; 2n-1] est la réunion disjointe pour k compris entre 0 et n-1 des ensembles à deux éléments {k; 2n-1-k}, ce que tu peux d'ailleurs aisément démontrer pour plus de rigueur.

Cette affirmation garantit qu'on peut bien faire le regroupement des facteurs qui nous arrange, qu'on n'oublie ce faisant aucun facteur, et qu'aucun facteur n'est compté deux fois!

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 17:18

Merci énormément !

Ensuite on me demande d'en déduire tan2((2k+1)/4n)
Et c'est égal à P(0)/2 = 1

Puis de calculer  (4+tan2((2k+1)/4n)) Et j'ai une formule  Pour le produit d'une somme comme là mais je n'arrive pas a la comprendre !! C'est une somme du produit des produits avec un ensemble complémentaire.

Ca donne ça : (xi+x'i)  (i=1->n)   =(XP([[1,n]])(xi (iX)x'i (iXbar)

C'est pas très lisible :/
Donc je pensais utiliser ça puisque j'ai le premier produit mais cette formule me plait pas trop.

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 22-12-11 à 17:33

Ah non je suis bête !!!!! C'est bon c'est P(2)

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 23-12-11 à 09:40

Je t'en prie!

Tes produits courent de 0 à n-1 ?

Si oui, ta première réponse me parait correcte, et la seconde vaut plutôt \frac{P(2)}2

Posté par
FatKing
re : Racine d'un polynôme 26-12-11 à 16:28

Oui tout à fait. Désolé du retard pour la réponse.

Dans la suite du devoir on prenait P(X)=Q(X^2)Il fallait trouver le coefficient de Xn-1 pour Q
puis en déduire tan2((2k+1)/4n = n(2n-1)
Je pense avoir réussi : J'ai utilisé deux notation pour Q : celle déduite de l'étude de P (On substitue X à X2) et celle obtenue avec les binomes de newton
J'ai deux valeurs pour le coeff de Xn-1 où apparait la somme cherchée et j'en déduit le résultat.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Racine d'un polynôme 28-12-11 à 11:46

J'imagine que P désigne le polynôme initial, et qu'on t'a fait vérifier lors des questions précédentes que les coefficients d'ordre impair de P étaient tous nuls?

Sur le principe, ta méthode est correcte.
N'oublie pas de bien justifier que l'ensemble des racines de Q coïncide avec l'ensemble des carrés des racines de P.



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