Polynômes

\[ \newcommand \sh {\textrm{sh}} \newcommand \ch {\textrm{ch}} \renewcommand \th {\textrm{th}} \newcommand \R {\mathbb{R}} \newcommand \C {\mathbb{C}} \newcommand \K {\mathbb{K}} \newcommand \Q {\mathbb{Q}} \newcommand \N {\mathbb{N}} \newcommand \Z {\mathbb{Z}} \newcommand \M {\mathcal{M}} \renewcommand \L {\mathcal{L}} \newcommand \B {\mathcal{B}} \newcommand \Vect {\textrm{Vect}} \renewcommand \S {\mathcal{S}} \renewcommand \P {\mathcal{P}}\]

Polynômes

Exercise 264

Montrer que les fonctions trigonométriques ne sont pas des polynômes

Exercise 265

Montrer que le polynôme \(\sum_{k=0}^{2n} \frac{X^k}{k!}\) n’admet pas de racine réelle.

Exercise 266

Soit \(P\) un polynôme de \(\C[X]\). Déterminer \(P(\C)\)

Exercise 267

Résoudre dans \(\C[X]\) l’équation \(P(X^2)=P(X)P(X+1)\).

Exercise 268 (Gauss-Lucas)

Montrer que les racines de la dérivée d’un polynôme sont comprises dans l’enveloppe convexe des racines de ce polynôme. Conséquence : Soit \(P\) polynôme dont un des coefficients est nuls. Montrer que \(0\) appartient à l’enveloppe convexe des racines de \(P\).

Exercise 269 (Régionnement)

Soit \(P = X^n + a_{n-1}X^{n-1} + \ldots + a_0\). Montrer que

\[\begin{equation*} \max \{ |z|, \; z \in Z(P) \} \leq 1 + \underset{0 \leq i \leq n-1 }{\max} |a_i| \end{equation*}\]

Conséquence : Soit \((P_k) \in \C_n[X]\) une suite de polynômes unitaires à coefficients bornés par \(M\). Montrer qu’il existe une extractrice \(\phi\) telle que \(Z(P_{\phi(k)})\) converge.

Exercise 270

Soit \(P \in \Q[X]\) tel que \(1+\sqrt{2}\) soit une racine de \(P\). Calculer \(P(1-\sqrt{2})\).

Exercise 271

Soit \(F\) une partie fermée de \(\C\) et \(P_k = X^n + a_{n-1,k}X^{n-1} + \ldots + a_{0,k}\) une suite de polynôme tels que

\[\begin{equation*} \begin{cases} a_{l,k} \rightarrow a_l\\ Z(P_k) \subset F \end{cases} \end{equation*}\]

On note \(P = \sum_{l=0}^na_lX^l\). Montrer que \(Z(P) \subset F\).

Exercise 272

Montrer que tout polynôme positif sur \(\R\) est somme de deux carrés.

Exercise 273

Déterminer les polynômes \(P\) tels que \(P'\) divise \(P\).

Exercise 274

Soit P un polynôme tel que les restes de la division euclidienne de \(P\) par \((X - 1)\) , \((X - 2)\) et \((X - 3)\) soient \(3\), \(7\) et \(13\) respectivement. Déterminer le reste de la division euclidienne de \(P\) par \((X-1)(X-2)(X-3)\) .

Exercise 275

Soit \(P \in \C[X]\), on suppose que pour tout \(x \in \R\), \(P(x) \in \R\). Montrer que \(P \in \R[X]\).

Exercise 276

Déterminer \(m>0\) tel que le polynôme \(X^4-(3m+2)X^2+m^2\) ait ses racines en progression arithmétique.

Exercise 277

Résoudre l’équation \(4P=(X-1)P'+P''\).

Exercise 278

Soit \(P \in \R[X]\) unitaire. Montrer que \(P\) est scindé dans \(\R[X]\) si et seulement si

\[\begin{equation*} \forall z \in \C, \; |P(z)| \geq |\Im(z)|^{deg(P)} \end{equation*}\]

Exercise 279

Soit \(P\) un polynôme de degré \(n\) tel que \(\forall k \in \{ 0, 1, \ldots, n\}, \; P(k)=\frac{k}{k+1}\). Calculer \(P(n+1)\).

Exercise 280

Déterminer les \(P\) tels que

\[\begin{equation*} P(\cos(t)) + P(\sin(t))=1 \end{equation*}\]

Exercise 281

Soit \(f\) une fonction localement polynomiale, i.e. \(\forall x \in \R\), \(\exists \varepsilon > 0, P_x \in \R[X]\), \(f = P_x\) sur \(]x-\varepsilon, x+\varepsilon[\). Montrer que \(f\) est un polynôme.