Factorisation de X^4+1 dans F2[X]
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Factorisation de X^4+1 dans F2[X]



  1. #1
    invitec3143530

    Factorisation de X^4+1 dans F2[X]


    ------

    Bonjour,

    Je vois que X^4+1 = (X+1)^4 dans F2[X], mais je voudrais des précisions sur comment obtenir ce résultat.

    Je constante immédiatement que 1 est racine de X^4+1 ce qui signifie qu'il est factorisable par (X-1) = (X+1), mais je ne vois pas comment prouver que la multiplicité de la racine est de 4 à part effectuer plusieurs divisions : peut-on le montrer directement ? Merci.

    -----

  2. #2
    invitef80e7823

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    bonjour,
    j'ai pas compris "Je vois que X^4+1 = (X+1)^4 dans F2[X]"???
    et X^4+1 # (X+1)^4 !!!
    merci de préciser

  3. #3
    invitec3143530

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    F2[X] est le corps à 2 éléments (dont un représentant est Z/2Z). Bien sûr X^4+1 est différent de (X+1)^4 dans d'autres corps comme R ou C. Mais dans F2[X] ils sont égaux (lu dans la solution d'un exercice mais je ne l'ai pas comprise c'est pour ça que je demande).

  4. #4
    invitef80e7823

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    c'est de l'algébre j'ai compris!
    désolé je n'est aucune idée
    bon courage

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Tiky

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Je dis peut-être une grosse bêtise mais je crois que ton énoncé est incomplet.

    Comme est un anneau commutatif. On peut utiliser le binôme de Newton.


    Or deux polynômes sont égaux si et seulement si leurs coefficients le sont. Ce n'est clairement pas le cas ici.

    En revanche les fonctions polynomiales associées sont égales.
    En effet si tu considères l'application : sur , il suffit de s'assurer que
    est la fonction polynomiale nulle. Ce n'est pas la même chose que le polynôme nul.

  7. #6
    invitec3143530

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Mais 4 et 6 sont égaux à 0 dans Z/2Z, donc X^4+4x^3+6x^2+4x+1 = x^4+1.

  8. #7
    Tiky

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Citation Envoyé par Linkounet Voir le message
    Mais 4 et 6 sont égaux à 0 dans Z/2Z, donc X^4+4x^3+6x^2+4x+1 = x^4+1.
    Oui effectivement. Comme je l'avais dit, je risquais de dire une bêtise. Au moins tu as la méthode pour le prouver .

  9. #8
    invitec3143530

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Malheureusement ça ne m'aide pas, l'énoncé était de factoriser X^4+1, en lisant la soluce je trouve (X+1)^4. Je sais que le polynôme est factorisable par (X+1) car 1 est une racine évidente, mais comment prouver que en plus de ça 1 est une racine de multiplicité 4 ?

  10. #9
    invite4ef352d8

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Salut !

    On est ici face à un phénomène propre à la caractéristique p>0 :

    dans un anneau commutatif de caractéristique p on a la formule (a+b)^p = a^p + b^p

    comme on est en caractéristique 2 on a de facon tout a fait naturelle que (x+1)^4=x^4+1

    c'est comme ca qu'on le voit directement.

    ca ressemble à une astuce, mais en fait c'est un phénomène très général : la seul chose qui pose vraiment problème pour factoriser les polynomes en caractéristique p c'est (outre la recherche de racines qui est l'eternelle problème en toute caractéristiques...) les racines qui apparaisse avec une multiplicité divisible par un puissance de p (car dans ce cas, les technique classique de repérage des racines multiple en calculant les dérivé de donne rien car la dérivé de Q^p est pQ^(p-1) = 0 ) ... et dans ce cas comme on a un ((x-a)^(p^n))^k dans la factorisation notre formule précédente va jouer un rôle.

  11. #10
    Tiky

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Citation Envoyé par Linkounet Voir le message
    Malheureusement ça ne m'aide pas, l'énoncé était de factoriser X^4+1, en lisant la soluce je trouve (X+1)^4. Je sais que le polynôme est factorisable par (X+1) car 1 est une racine évidente, mais comment prouver que en plus de ça 1 est une racine de multiplicité 4 ?
    Tu sais que -1 est racine. Alors .
    Tu regardes tous les polynômes du troisième degré qui n'ont pas 0 comme racine.



    Ce sont les seuls. Le dernier convient et il a -1 comme racine. Tu sais donc que .

    Tu recommences avec les polynômes du second degré qui n'ont pas 0 comme racine.

    C'est encore le dernier qui convient. Et ainsi de suite.

  12. #11
    thepasboss

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Tu dérive le plynôme et voit que sa dérivée est identiquement nulle donc toutes les suivantes aussi ? ^^

  13. #12
    invite4ef352d8

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    dériver un polynome pour connaitre la multiplicité d'une racine ne fonctionne pas en caractéristiques p. car ce résultat est basé sur la formule de taylor et pour utiliser la formule de taylor on a bessoin de diviser par n!. (plus précisement, ca ne fonctionne plus dès que la multiplicité est supérieur à p... )

    par exemple dans x^n+x^p (avec n>p) 0 est de multiplicité p, mais pourtant en caractéristiques p toutes les dérivés du polynome en 0 sont...

    c'est à ce genre de phénomène auquel je faisait référence dans mon poste précedant.

  14. #13
    invite4ef352d8

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    enfin, si en fait il y a quand même une methode général pour trouver la multiplicité de la racine a dans le polynome P qui marche en toute caractéristique : la multiplicité de a c'est la valuation du polynome P(x+a)

    or (X+1)^4 +1 = X^4+1+1 = X^4 donc multiplicité 4.

  15. #14
    invitec3143530

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    D'accord merci de vos réponses, c'est plus clair maintenant.

    A titre informatif, cette démonstration "à l'arrache" est-elle correcte ?

    X^4+1 est de degré 4 et admet donc 4 racines éventuellement confondues. Comme 0 n'est pas une racine, il ne reste que 1 qui doit forcément être une racine d'ordre 4, donc X^4+1 = (X+1)^4

  16. #15
    thepasboss

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Pas faux, merci ksilver ^^

  17. #16
    Tiky

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Citation Envoyé par Linkounet Voir le message
    D'accord merci de vos réponses, c'est plus clair maintenant.

    A titre informatif, cette démonstration "à l'arrache" est-elle correcte ?

    X^4+1 est de degré 4 et admet donc 4 racines éventuellement confondues. Comme 0 n'est pas une racine, il ne reste que 1 qui doit forcément être une racine d'ordre 4, donc X^4+1 = (X+1)^4
    Qui te dit que est scindé sur ?

  18. #17
    invite4ef352d8

    Re : Factorisation de X^4+1 dans F2[X]

    Linkounet, pour que ton argument fonctionne il faudrait vérifier que le polynome na non plus de racines dans les extensions fini de F_2 (F_4,F_8 etc... )... ce qui est faisable, mais c'est un tout petit pplus compliqué ^^

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