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Niveau école ingénieur
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Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationnel

Posté par
kaluza
06-11-13 à 16:37

Bonjour.

J'ai un petit problème avec l'exponentiation rationnelle. Ma question est la suivante.

Considérons deux nombres rationnels:
\frac{a}{b}\in\mathbb{Q} avec a\in\mathbb{Z}, b\in\mathbb{N^*}
\frac{n}{m}\in\mathbb{Q} avec a\in\mathbb{Z}, b\in\mathbb{N^*}

Considérons maintenant l'exponentiation dans le cas où le résultat est un nombre rationnel avec c\in\mathbb{Z}, d\in\mathbb{N^*} :
\frac{c}{d}=\left(\frac{a}{b}\right)^\frac{n}{m}

Question: par quelle formule ou algorithme peut-on calculer c et d ?

Merci beaucoup.

Posté par
kaluza
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 16:40

Je n'arrive pas à éditer mon message. En tous les cas, comme vous l'aviez surement compris, la seconde ligne est :
\frac{n}{m}\in\mathbb{Q} avec n\in\mathbb{Z}, m\in\mathbb{N^{*}}

Posté par
idm
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 16:47

a^b=e^b\ln a ? la question n'est pas très clair...

Posté par
idm
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 16:48

errata:
e^{b\ln a}

Posté par
Bachstelze
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 16:50

(a/b)^{n/m} = \sqrt[m]{(a/b)^n}. Note que les racines ne sont pas bien définies sur \mathbf{Z} (et donc sur \mathbf{Q}), un rationnel aura en général plusieurs racines.

Posté par
Bachstelze
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 16:52

Et évidemment il est possible que (a/b)^{n/m} ne soit pas un rationnel. Par exemple 2^{1/2} = \sqrt{2}.

Posté par
Bachstelze
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 17:06

Doncdans le cas où le résultat est bien rationnel, on a finalement c = \sqrt[m]{a^n} et d = \sqrt[m]{b^n}. Tout ceci se calcule bien en temps polynomial, donc pas de problème.

Posté par
kaluza
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 17:08

Rebonjour.

Bon, ok je précise la question. Admettons que je sais que le résultat peut s'écrire sous une forme rationnelle. Quel algorithme puis-je utiliser pour calculer c et d en utilisant uniquement de l'arithmétique dans \mathbb{Z} : c'est à dire pas de racine carrée, pas d'exponentielle, pas de logarithme: juste les 4 opérations, le calcul de gcd, de lcm, de la factorisation en nombres premiers et ce genre de choses.

Posté par
Bachstelze
re : Résultat rationnel d'une puissance rationnelle d'un rationn 06-11-13 à 17:10

Cf. réponse précédente.



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