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Niveau Maths sup
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Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan"

Posté par
Happpy
22-09-12 à 00:37

Bonjour tout le monde, je suis en SUP et j'ai ce Devoir Maison pour lundi qui vient.

Je mets le sujet :

--------------------------------------------------------------------------------

But : On cherche les racines d'un polynôme de degré trois

P = X^3 + bX^2 + cX + d.

1. On va d'abord se débarrasser du coefficient b. Montrer qu'en posant Y = X - et en choisissant bien , on peut se ramener à chercher les racines d'un polynôme Q de la forme

Q = Y^3 + pY + q.

Donner les valeurs de , p et q en fonction de (b,c,d). On va chercher les racines complexes de Q, sous la forme z = u + v, avec u et v deux complexes.

2. On suppose que z est une racine de Q, donc que z^3 + pz + q = 0. On pose z = u + v. Ecrire l'équation vérifiée par u et v.

3. On fait l'hypothèse supplémentaire 3uv + p = 0. Montrer que l'équation précédente devient alors u^3 + v^3 + q = 0.

4. On connaît donc la somme de u^3 et v^3 (= -q) ainsi que leur produit (=-p^3 / 27).
Pourquoi peut-on en déduire que u^3 et v^3 sont les deux racines du polynôme

R = X^2 + qX - \frac{p^3}{27} ?

5. En déduire les valeurs de u^3 et v^3 suivant les différentes valeurs de , le discrimimant de R. (Il y a normalement deux couples possibles puisqu'on peut permuter u^3 et v^3 mais cela n'aura pas d'importance pour la suite donc choisissez un ordre arbitraire).

6. Montrer qu'on peut alors en déduire les trois valeurs possibles pour u : u_0, u_0j et u_0j^2 où j désigne le nombre complexe e^{2pi/3}. Montrer qu'une fois la valeur de u choisie parmi ces trois possibilités, v doit prendre une unique valeur. On note v_0 la valeur associée à u_0. Exprimez les valeurs de v associée à u_0j et u_0j^2 en fonction de v_0 et j.

7. En déduire que les solutions possibles pour Y sont : u_0 + v_0, v_0j + v_0j^2, u_0j^2 + v_0j.

8. Que vaut 1 + j + j^2 ?  Développer

(Y - u_0 - v_0)(Y - u_0j - v_0j^2)(Y - u_0j^2 - v_0j)

et en déduire que c'est bien la factorisation dans de Y^3 + pY + q = 0.

9. APPLICATION : Essayer cette méthode avec les équations

x^3 + x^2 + x + 1 = 0
Utiliser (\sqrt{3} - 1)^3 = -10 + 6\sqrt{3} et (-\sqrt{3} - 1)^3 = ...

x^3 - 30x - 36 = 0
Utiliser (3+i)^3 = 18 + 26i et l'égalité conjuguée, x^3 - 18x + 35 = 0.

-----------------------------------------------------------------------------

Par contre, je m'excuse mais je ne pourrai mettre mes réponses ici que demain car j'ai DS comme tous les samedis.

Désolé !

Posté par
LeDino
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 22-09-12 à 00:50

Citation :
Par contre, je m'excuse mais je ne pourrai mettre mes réponses ici que demain car j'ai DS comme tous les samedis.

T'inquiète surtout pas !
Je crois qu'on arrivera à patienter ...

Et bon DS !

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 18:23

Bon, heu.... je ne le comprends vraiment pas ce DM...

Pour la 1)
Quand je développe Y^3 + pY + q j'ai :
X^3 - 3alphaX^2 + 3alpha^2X - alpha^3 + q + p(X - alpha)

Ensuite je ne sais pas quoi faire pour répondre à la question...

2) J'aboutis à p(u + v) + u^3 + 3u^2v + 3uv^2 + v^3 + q

....

Je suis nul...

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 21:45

Re bonjour, alors après bien longtemps j'ai trouvé la solution de la PREMIERE question...

alpha = -b/3
p = c - b^2/3 et q = (2b^3)/27 - (bc)/3 + d

Alors maintenant je travaille la deuxième question et j'aboutie bien à ce que j'ai écrit juste au dessus.

Maintenant pour la question 3, je ne vois pas comment justifier cette équivalence...

Posté par
DHilbert
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 21:55

C'est un devoir que tu dois rendre le 25 juin 2013 ? C'était de l'humour.

Il n'y a aucune équivalence à montrer, mais seulement une conséquence domimée par une hypothèse importante, à savoir 3\,u\,v+p=0. Cependant, pour la question 2), à quelle expression parviens-tu ?

A +

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:00

Désolé du flood mais comme il n'y a personne je montre mon avancement au fur et à mesure.

La question 3 j'ai réussi à prouvé l'équivalence.
Je suis maintenant bloqué à la 4...

Posté par
DHilbert
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:02

Par "équivalence", tu veux certainement dire "identité", voire "égalité", n'est-ce pas ?

A +

Posté par
Tsky
question 1 23-09-12 à 22:08

attention on te dit qu'on veut se débarrasser de b... et la question 3 il suffit de remplacer dans l'équation que tu as trouvé dans le 2, (3uv + p) par 0
PS: prépa mpsi baimbridge??

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:28

Dit moi avant qui tu es et peut-être que je te dirais qui je suis




Je suis bloqué à la question 4.

Posté par
DHilbert
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:33

La question 4) ! Si je te dis que a et b sont tels que a+b=p et a\,b=q, ces nombres sont solutions de quelle équation ? Application et conclusion !

Pour ma part, je m'appelle (...)

A +

Posté par
Tsky
questions 4 23-09-12 à 22:38

vas sur http://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thode_de_Cardan pour la question 4
et si tu es en mpsi à bailbridge, demain tu n'auras qu'à dire mon pseudo et on verra, et question 5 bah tu calcul le descriminant

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:38

Je ne vois vraiment pas
(Je suis pas futé je sais )

Posté par
Tsky
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:38

le clavier déconne un peu bcp =="

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 22:53

Merci pour ton aide !
Je vais voir comment répondre à la 5.

Posté par
Tsky
question 6 23-09-12 à 23:06

help pour la 6 ^^"

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 23:27

Pour la 6 j^3 = 1

Mais je suis toujours coincé à la 4 moi (-_-')

Si on a X = u^3 + v^3
R = (u^3 + v^3)(u^3 + v^3) + q(u^3 + v^3) -p^3/27
R = q^2 - q^2 -p^3/27

R -p^3/27

Ca ne fait pas zéro... bizarre ou je m'y prend mal (ça doit être ça...)

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 23-09-12 à 23:31

C'est bon pour la 4... je suis à la 6...

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 24-09-12 à 00:58

TSky tu as trouvé pour la question 6 ?

Posté par
Tsky
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 24-09-12 à 01:17

plus ou moins, mais la question 8 est monstrueusement longue...!!!!!

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 24-09-12 à 01:18

Est-ce que tu pourrai m'expliquer ton raisonnement ?

De toute façon demain tu sauras qui je suis x)

Posté par
Happpy
re : Résolution équation degré 3 méthode de "Cardan" 24-09-12 à 02:00

Bon, bref, sujet clos, inutile de poursuivre.

Merci pour l'aide à tout le monde.

Au Revoir.



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