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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 13 — Polynômes et fractions rationnelles · Fonctions polynomiales et racines

Exercice 16

Calcul

Factoriser dans ℂ[X]\mathbb{C}[X] les polynômes suivants, à l'aide de l'information donnée.

1. X3−8X2+23X−28X^{3} - 8X^{2} + 23X - 28, sachant que la somme de deux de ses racines est égale à la troisième.

2. X4+12X−5X^{4} + 12X - 5, sachant qu'il possède deux racines dont la somme vaut 22.

Corrigé

(i) Si x3=x1+x2x_{3} = x_{1} + x_{2}, alors 2x3=x1+x2+x3=82x_{3} = x_{1} + x_{2} + x_{3} = 8, donc x3=4x_{3} = 4 ; on vérifie que 64−128+92−28=064 - 128 + 92 - 28 = 0. La division par X−4X - 4 donne X2−4X+7X^{2} - 4X + 7, de racines 2±i32 \pm \mathrm{i}\sqrt{3}. X3−8X2+23X−28=(X−4)(X−2−i3)(X−2+i3)\boxed{X^{3} - 8X^{2} + 23X - 28 = (X - 4)(X - 2 - \mathrm{i}\sqrt{3})(X - 2 + \mathrm{i}\sqrt{3})}

(ii) Les deux racines de somme 22 sont celles d'un facteur X2−2X+pX^{2} - 2X + p, et les deux autres, de somme −2-2 par le théorème 4, celles d'un facteur X2+2X+qX^{2} + 2X + q. En développant (X2−2X+p)(X2+2X+q)(X^{2} - 2X + p)(X^{2} + 2X + q) et en identifiant : p+q=4p + q = 4, 2p−2q=122p - 2q = 12 et pq=−5pq = -5, d'où p=5p = 5 et q=−1q = -1. X4+12X−5=(X−1−2i)(X−1+2i)(X+1−2)(X+1+2)\boxed{X^{4} + 12X - 5 = (X - 1 - 2\mathrm{i})(X - 1 + 2\mathrm{i})(X + 1 - \sqrt{2})(X + 1 + \sqrt{2})}

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