Polynôme produit de polynômes composés
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Polynôme produit de polynômes composés



  1. #1
    invite1e5f0300

    Polynôme produit de polynômes composés


    ------

    Bonjour

    Voilà, je suis bloqué sur l'une des parties d'un problème sur lequel je suis et c'est la suivante :


    Soit Q K[X] de degré 2n (où n N) tel que X2nQ()=Q(X).

    a. Montrez qu'il existe un polynôme unique P K[X] de degré n tel que Q=XnP(X+).

    b. Soit a K. Justifiez que a est racine de Q ssi il existe K racine de P telle que a²-a+1=0.


    Pour la première question je n'ai pas idée de la démarche pour l'existence d'or et déjà.

    -----

  2. #2
    invite6b1e2c2e

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Salut,

    Essaye d'écrire Q(X) = somme des a_n X^n, et essaye de traduire l'hypothèse en terme des coefficients a_n.
    Pour la 2/, il y a juste à justifier pourquoi zéro ne peut pas être racine de Q...

    __
    rvz

  3. #3
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Désolé je ne vois rien d'assez explicite pour avancer.


    (Le sujet est vieux mais j'avais 1 mois pour le faire, il me reste quelques heures maintenant, j'ai fait presque tout le reste)

  4. #4
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Tu as au moins du trouver que ak = a2n-k.
    Pour le reste tu peux montrer que où Pk est un polynôme de degré k.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    j'ai trouvé depuis longtemps :

    _ak=an-k

    _ X^m + 1/(X^m) appartient à Vect(X + 1/X,...,(X + 1/X)^m)


    Mes vrais problèmes résident :

    _Dans la demo pour l'existence (je m'embrouille en passant par les sommations, ca ne correspond jamais... très lourd) : Can I have some help ?

    _ pour le b c'est censé être évident ?

  7. #6
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par alphmore
    j'ai trouvé depuis longtemps :

    _ak=an-k

    _ X^m + 1/(X^m) appartient à Vect(X + 1/X,...,(X + 1/X)^m)
    Ben faut le dire !
    (Ce n'est pas ak = an-k mais ak=a2n-k)

    Après tu prends ton expression de Q(X), tu mets Xn en facteur, tu découpes de k = 0 à n-1, et de k = n+1 à 2n, et le terme pour k = n. Dans les deux sommes tu fais les changements de variable nécessaires pour avoir une somme de 1 à n, et tu regroupes.

  8. #7
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    ok c'est bon, en fait c'est le petit mois entre le début et la fin de l'exercice qui m'a embrouillé

    (sorry pour la faute de frappe dans les indices)

    Sinon pour le b, en quoi le fait que 0 ne soit pas racine de Q suffit ?
    C'est pas une vraie dem !

  9. #8
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Au fait, cette méthode ne traite pas l'unicité en ce qui concerne P ?!

  10. #9
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par alphmore
    Sinon pour le b, en quoi le fait que 0 ne soit pas racine de Q suffit ?
    C'est pas une vraie dem !
    Ca ne te paraît pas évident que si a est différent de 0 alors a racine de Q est équivalent à (a+1/a) racine de P ?

  11. #10
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par matthias
    Ca ne te paraît pas évident que si a est différent de 0 alors a racine de Q est équivalent à (a+1/a) racine de P ?
    certes

    me reste donc l'unicité de P
    faut revenir aux sommations "bourrines" ou alors une méthode qualitative existe ?

  12. #11
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Je pense que tu aurais pu la démontrer directement, mais sinon il n'est quand même pas bien difficile de montrer qu'étant donné deux polynômes P et R tels que pour tout x non nul P(x+1/x) = R(x+1/x), on a nécessairement P = R.

  13. #12
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    très franchement je suis très mécontent de mon travail pour cet exercice, j'ai vraiment l'impression de rien faire.

    J'affirme les choses sans les démontrer quoi...

    Tu me donnes des idées que j'ai déjà puisque tu me dis ce qu'il faut démontrer, d'accord je veux bien mais les séries de "clair", "évident" ça me frustre pas mal.


    Je vais me ramasser un petit "travail bâclé"...

    Je suis pas fort en polynômes et en sommations : je sais. C'est pour ça je voulais de l'aide en fait

    En gros :


    Pour l'existence, j'ai factorisé X^n et je suis arrivé à une expression du type : X^n [ an + an-1 (X + 1/X) + ... + a0 (X^n + 1/X^n) ] et ainsi avec l'égalité de Vect j'ai juste dit qu'il existait UNE (parmis peut etre plusieurs donc!) suite de scalaires b0,...,bn telle que : X^n somme pour k=0,...,n[ bk*(1/X + X)^k ]
    _ Comment tu me la démontrerais toi l'unicité, je trouve pas ça très sympas (chacun ses gpûts mathématiques mais bon), d'avoir à développer pour démontrer le R=P... Si j'avais une base avec mes (X + 1/X)^i ce serait simple mais ce n'est pas ce que j'ai démontré, j'ai qu'une appartenance à un espace vectoriel engendré, il peut très bien y avoir redondance ?!!

    _ Clairement il ne me vient pas que 0 ne soit pas racine de Q, alors soit je suis très très nul (quoique sur les polynomes tu n'aurais pas tord), soit un gros détail m'échappe !

    Les égalités mettant en jeu Q=fonction(X,1/X) n'empêche pas de manière magique 0 d'être racine ou alors c'est un nouveau théorème ?

  14. #13
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Du calme, moi je te donne des indices, pas une démonstration détaillée, et c'est fait pour.

    0 racine de Q, cela aurait des implications sur les coefficients et sur le degré de Q.

    Si tu avais R(x+1/x) = P(x+1/x) pour tout x non nul, combien R-P aurait-il de racines ?

  15. #14
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par matthias
    Du calme, moi je te donne des indices, pas une démonstration détaillée, et c'est fait pour.

    0 racine de Q, cela aurait des implications sur les coefficients et sur le degré de Q.

    Si tu avais R(x+1/x) = P(x+1/x) pour tout x non nul, combien R-P aurait-il de racines ?
    (*) tu as raison, toutes mes excuses, c'est juste que je suis à la bourre ce week end et j'arrive pas à réfléchir, cette fin de MPSI me stresse outre mesure

    (*) je ne vois pas (encore une fois je pense à plein de choses, fonctions symétriques, élémentaires, éventuelles factorisations, divisions de polynomes, je connais le cours mais j'ai pas l'astuce)

    (*) R-P=0 donc infinité de racines ? je ne vois pas le rapport

  16. #15
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par alphmore
    (*) je ne vois pas (encore une fois je pense à plein de choses, fonctions symétriques, élémentaires, éventuelles factorisations, divisions de polynomes, je connais le cours mais j'ai pas l'astuce)
    C'est beaucoup plus simple que ça. Si 0 est racine de Q, ça a une conséquence immédiate sur le coefficient a0. Or ici tes coefficients sont liés entre eux par la relation que tu as démontrée, et tu en déduis la valeur du coefficient a2n. Après tu regardes le degré du polynôme ...

    Citation Envoyé par alphmore
    (*) R-P=0 donc infinité de racines ? je ne vois pas le rapport
    Tu prends le problème à l'envers. Tu veux démontrer l'unicité donc R-P=0. Or si un polynôme a une infinité de racines ...

  17. #16
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    "Tu prends le problème à l'envers. Tu veux démontrer l'unicité donc R-P=0. Or si un polynôme a une infinité de racines ..."

    En fait le problème c'est qu'au départ je n'ai pas R-P=0 ie R(x)-P(x)=0 mais R(x+1/x) - P(x+1/x) = 0

    La transition n'est pas immédiate dans mon esprit, je hais les polynomes ca se confirme...


    Ok pour 0 non racine de Q par l'absurde

  18. #17
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par alphmore
    En fait le problème c'est qu'au départ je n'ai pas R-P=0 ie R(x)-P(x)=0
    Evidemment puisque c'est ce que tu veux démontrer.
    Mais combien de valeurs prend x+1/x quand x parcours R* (ou C*) ?
    Donc combien le polynôme (R-P) a-t-il de racines ?
    Que peux-tu en conclure ?

  19. #18
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    _ une infinité de valeurs prisent par X+1/X

    _ R-P a une infinité de racines sur K*

    _ R-P polynome nul

    comment rédiger pour le "une infinité de valeurs prisent par X+1/X" ?
    Bon après c'est un détail
    Merci

  20. #19
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Citation Envoyé par alphmore
    comment rédiger pour le "une infinité de valeurs prisent par X+1/X" ?
    Bon après c'est un détail
    Si tu veux vraiment avoir l'impression de bien faire les choses, tu peux faire une petite étude de fonction (enfin rapide quand-même) et montrer que pour tout y appartenant à un certain ensemble (non fini), il existe x dans R tel que x+1/x = y.

  21. #20
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    J'avais trois applications de ça après justement

    la première trouver les racines sur C d'un polynome de degré 4 a priori pas sympas

    la deuxième trouver les racines sur C d'un polynome de degré 6 encore moins sympas

    mais grace à l'exercice et à la méthode, ca se fait en utilisant d'autres choses démontrées comme (avec Q un polynome de degré 2n) :

    X^2n * Q(1/X) = Q(X) ssi pour tout k=0,...,n-1 , ak=a2n-k
    X^m + 1/(X^m) appartient à Vect(X + 1/X,...,(X + 1/X)^m)

    et de plus X^(m+2) + 1/(X^(m+2)) = (X+1/X)*(X^(m+1) + 1/(X^(m+1))) - X^m + 1/(X^m)

    Le dernière application est plus chiante :

    En utilisant Q=X^4+X^3+X^2+X+1 déterminez les cos et les sin des angles : 2Pi/5 et 4Pi/5

    T'aurais des idées parmis les moins bourrines ? (même si je sais qu'il faudra en passer par là)

  22. #21
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    les cos et les sin sont les racines du polynomes que je sais calculer grace à la méthode

    mais comment faire le lien entre racines et cos/sin ?

  23. #22
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés


  24. #23
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    Malheureusement rien de très exploitable, ca traite l'autre sens de recherche en admettant purement et simplement ce que je dois prouver

  25. #24
    matthias

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    La formule dans le post #3 ne te rappelle rien ?

  26. #25
    invite1e5f0300

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    si mais je ne vois d'où partir, l'astuce du cos en fonction de w est valide pour n'importe quel angle.

  27. #26
    ericcc

    Re : Polynôme produit de polynômes composés

    En fait on n'a pas besoin d'une infinité de racines, il suffit qu'il y en ait plus que le degré du polynôme. Ca devrait éviter de te compliquer l'esprit sur le nombre de valeurs que prend x+1/x

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