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Niveau terminale
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Recherche de solutions

Posté par
pikozie
01-01-22 à 17:42

Bonjour...

J'ai besoin de votre aide pour ce sujet :
Soit f(x)=x⁵-209x+56

1) Démontre que l'équation f(x)=0 admet trois solutions réel dont on donnera le signe.

J'ai déterminer la dérivée de f.
f'(x)=5x⁴-209
Elle s'annule en x1=racine quatrième de 209/5 et en x2= moins racine quatrième de 209/5.

J'en déduis le tableau de variation ci dessous...

De là on voit que la première solution sur ]-infini, -2,54] est négative , la deuxième sur ]-2,54; 2,54[ je ne sais pas quoi dire... Et la troisième sur ] 2,54; +infini[ est positive...

2) a)Démontrer que deux de ces solutions ont pour produit 1 et détermine leur somme
bloqué

b) En déduire ces deux solutions
bloqué

Merci d'avance...

Recherche de solutions

Posté par
ty59847
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 18:20

Entre -2.54 et 2.54, la fonction est décroissante. Il y a une racine dans cet intervalle, mais tu ne sais pas si cette racine est avant 0, ou après.

Tu peux calculer f(0) ... et ça répond à cette question. Et je pense que ça nous donne un gros indice pour répondre à la question suivante, même si je n'ai pas fait les calculs.

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 18:31

Oui je comprends bien...
f(0)=56 si la fonction est décroissante pour qu'on puisse avoir f(x)=0 il faut aller à gauche de 0. Donc cette solution est négative ..Merci !

Je ne vois pas comment cela nous aide dans la question suivante...

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 18:32

Non ! Plutôt à droite de zéro l( la fonction est décroissante.) La solution est positive

Posté par
Priam
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 19:43

Le problème est difficile.
Tu pourrais consulter le sujet "racines d'une équation" du 01-10-18.

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 20:08

Ouais ... Je viens de consulter ! La discussion était tellement serrée.

Je pense que je vais passé sur l'exercice, vu qu'il n'y a pas de solutions... Merci  !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 20:50

Bonsoir,
Je donne le lien vers l'autre sujet : racines d'une equation

Une remarque :
Une fois démontré qu'il y a une solution négative u et deux solutions positives v et w, on sait que les produits uv et uw sont différents de 1.

Posté par
ty59847
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 20:53

Cet exercice vient après quel cours ?  Il y a peut-être un ou 2 indices à trouver par là.
Sinon, une piste.

Déjà, notre polynôme a 3 racines, dont une négative. On nous dit que le produit de 2 des racines vaut 1, donc on parle des 2 racines positives, pas de la racine négative.

On nous demande de prouver que le produit des 2 racines positives vaut 1. Si on arrive à prouver que  f(x) \times f(1/x) >=0 dès que x est positif , bingo, c'est fait.

Et donc calculer  f(x) \times f(1/x)   , et faire un changement de variable y= x+ 1/x

Si on arrive à prouver que ce truc est positif ou nul dès que y est positif ... et si en plus on trouve pour quelle valeur de y ce truc s'annule, on aura en plus la réponse à la question suivante, on aura la somme des 2 racines positives.  Et dans la foulée, la réponse à toutes les questions de l'exercice.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 21:02

Il y a une résolution possible.
J'essayerai de donner la piste demain.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 21:05

Je n'avais pas vu ton message ty59847.
Tu sembles donner une autre piste que celle du vieux sujet à laquelle je pensais.
Je vous laisse continuer dans cette direction.

Posté par
ty59847
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 21:12

Sinon, si ces calculs n'aboutissent pas, on va être débrouillard.
On utilise un tableur ou une calculatrice quelconque.
On cherche par tâtonnement les 2 racines, pas forcément besoin d'avoir une valeur précise.
On constate qu'effectivement, le produit a l'air de donner 1. Et on calcule la somme. Ca a l'air de donner un entier, belle coïncidence !
Connaissant la somme s et le produit p de ces 2 racines, elles sont donc les 2 racines de l'équation x^2-sx+p=0  

Et ensuite, on peut vérifier que ces 2 nombres sont bien les 2 racines positives de l'équation initiale.

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 22:57

L'exercice est lié à "Limite et continuité"

En étant débrouillard, on a:

Par balayage sur ]0; 2,54[ on trouve a1≈0,27 et sur ]2,54; +l'infini[ on a a2≈3,73.
Et on a1.a2≈1

De là, on peut se permettre décrit a1+a2=4 ? ( on demande d'en déduire, est-ce une déduction là ?)

Posté par
ty59847
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 23:23

C'est la 2ème solution que je proposais....
Il faut être très prudent dans la rédaction, quelque chose du genre :
Il semblerait que les 2 racines positives de cette équation vérifient x_1\times x_2=1 et x_1+x_2=4
Et donc x_1 et x_2 seraient les 2 racines de l'équation x^2-4x+1=0
Calculons les 2 racines de cette équation
\Delta=12
x_1=2-\sqrt{3}
x_2=2+\sqrt{3}
Là tu peux calculer (2-\sqrt{3})^5-209 (2-\sqrt{3}) +56 ... et tu constates qu'effectivement, ça donne 0.
Et pareil pour (2+\sqrt{3})^5-209 (2+\sqrt{3}) +56

En gros, on trouve x_1=2-\sqrt{3} et x_2=2+\sqrt{3} par hasard, et on vérifie ensuite que le hasard marche plutôt bien.

Posté par
larrech
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 23:35

Bonsoir,

Autre façon, qui , hélas, suppose aussi (comme le 01-10-18) "le problème résolu", calculer le PGCD des 2 polynômes

P(x)=x^5-209x+56   et Q(x)= 56x^5-209x^4+1

Posté par
larrech
re : Recherche de solutions 01-01-22 à 23:39

Mais ce n'est peut-être pas au programme de Terminale.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 08:07

Je reprends une des pistes proposées dans l'autre sujet. Niveau terminale.
On va tenter de démontrer que le polynôme x5 - 209x + 56 peut se factoriser sous cette forme :(x2-Sx+1)(x3+ax2+bx+56) où S, a et b sont des réels.
(On ne suppose pas la conclusion, on l'a utilisée pour trouver cette démarche)
On développe donc (x2-Sx+1)(x3+ax2+bx+56) et on identifie les coefficients avec ceux de x5 - 209x + 56 .
On obtient un système de 4 équations à 3 inconnues S, a, b.
On trouve S = a = 4 et b = 15.

Cette démarche semble être celle qui est attendue car on trouve S avant de trouver les deux solutions.

Posté par
ty59847
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 08:20

Effectivement, c'est beaucoup plus propre.

Posté par
larrech
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 08:49

Citation :
(On ne suppose pas la conclusion, on l'a utilisée pour trouver cette démarche)


Exact, cela lève l'objection qui avait été faite à l'époque.

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 08:50

J'ai pris des précautions

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 09:02

ty59847 @ 01-01-2022 à 23:23

C'est la 2ème solution que je proposais....
Il faut être très prudent dans la rédaction, quelque chose du genre :
Il semblerait que les 2 racines positives de cette équation vérifient x_1\times x_2=1 et x_1+x_2=4
Et donc x_1 et x_2 seraient les 2 racines de l'équation x^2-4x+1=0
Calculons les 2 racines de cette équation
\Delta=12
x_1=2-\sqrt{3}
x_2=2+\sqrt{3}
Là tu peux calculer (2-\sqrt{3})^5-209 (2-\sqrt{3}) +56 ... et tu constates qu'effectivement, ça donne 0.
Et pareil pour (2+\sqrt{3})^5-209 (2+\sqrt{3}) +56

En gros, on trouve x_1=2-\sqrt{3} et x_2=2+\sqrt{3} par hasard, et on vérifie ensuite que le hasard marche plutôt bien.

Merci beaucoup à vous, je penses que c'est ce qui était demandé... Partir des valeurs approximatives pour avoir les valeurs exactes. C'était l'objectif de la question.

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 09:18

Sylvieg @ 02-01-2022 à 08:07

Je reprends une des pistes proposées dans l'autre sujet. Niveau terminale.
On va tenter de démontrer que le polynôme x5 - 209x + 56 peut se factoriser sous cette forme :(x2-Sx+1)(x3+ax2+bx+56) où S, a et b sont des réels.
(On ne suppose pas la conclusion, on l'a utilisée pour trouver cette démarche)
On développe donc (x2-Sx+1)(x3+ax2+bx+56) et on identifie les coefficients avec ceux de x5 - 209x + 56 .
On obtient un système de 4 équations à 3 inconnues S, a, b.
On trouve S = a = 4 et b = 15.

Cette démarche semble être celle qui est attendue car on trouve S avant de trouver les deux solutions.


Oui ! J'avais pas remarquer votre message Sylvieg De là on a bien déduit la somme par le développement...

Donc pour la rédaction je commence par multiplier les valeurs approximatives ( ça semble donner 1), en déduire la sommes par le développement... Et tout coule...
Merci à tous !

Posté par
ty59847
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 11:57

La solution proposée par Sylvieg est beaucoup plus propre.
Tu as à ta disposition MBappé et Bénabar, pour composer une équipe de foot... et tu es en train de choisir Bénabar !

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 16:12

Oui je l'ai bien constaté, c'est la méthode de Sylvieg que j'ai suivi... Mais d'abord j'ai cherché les valeurs approximatives des zéros pour montrer que deux des solutions de f ont pour produit 1...
J'utilise maintenant ce résultat pour venir à la méthode de Sylvieg... (x²-Sx+1)(x³+ax²+bx+56)=...
Quand on fait on a S=a=4 et b=15
Voilà !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 02-01-22 à 18:36

Bonsoir,
Rendons à César ce qui est à César :
C'est la méthode de larrech dans l'autre sujet que j'ai donnée ici

Posté par
alb12
re : Recherche de solutions 03-01-22 à 16:08

Salut
Une demo rapide dans ces réponses

Posté par
larrech
re : Recherche de solutions 03-01-22 à 16:29

J'aime bien la n°2, (x_1x_2)^5=...

Toutes commencent peu ou prou par " Si le polynôme   a 2 racines inverses l'une de l'autre, alors..." selon la bonne vieille méthode hypothético-déductive.

Posté par
pikozie
re : Recherche de solutions 03-01-22 à 17:35

Je comprends bien la n°2...

(x1x2)5=...

C'est tellement bien vu

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Recherche de solutions 04-01-22 à 09:09

Bonjour,
Oui, séduisante la 2 !
Mais après réflexion, mon enthousiasme est retombé car l'énoncé n'est pas le même :
"x5−209x+56 admits two roots whose product is 1, find them."
Ma compréhension de l'anglais est limitée mais je vois quand même une différence avec

Citation :
Démontrer que deux de ces solutions ont pour produit 1 et détermine leur somme
Le premier énoncé contient une information qu'il n'est pas demandé de démontrer, contrairement à notre sujet.

Regardez ce que donne la méthode avec l'équation x5 - 210x + 209 = 0, ou, plus simple, avec x5 - 3x + 2 = 0



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