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Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 1

Polynômes et fractions rationnelles

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563 exercices
Texte officiel du programme

L’objectif de cette section est d’étudier les propriétés de base des polynômes et fractions rationnelles. Il s’agit d’objets particulièrement riches, dont l’étude interagit avec beaucoup de thèmes abordés pendant le semestre. Par exemple :

  • l’étude des équations algébriques enrichit le calcul algébrique et suggère des problèmes de localisation des racines, mettant en jeu des techniques analytiques dans le cas réel, plus géométriques dans le cas complexe ;
  • l’interpolation de Lagrange permet de reconstituer un polynôme en fonction de ses valeurs en suffisamment de points et donne lieu à des problèmes issus de la théorie de l’approximation (majoration de l’erreur d’interpolation).

L’arithmétique de $\mathbb{K}[X]$ est développée selon le plan déjà utilisé pour l’arithmétique de $\mathbb{Z}$, ce qui autorise un exposé allégé. Le programme se limite au cas où le corps de base $\mathbb{K}$ est égal à $\mathbb{R}$ ou $\mathbb{C}$.

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 3287

Soient \(a_1, \dots, a_n \in K\) distincts et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3288

Trouver les fractions \(F \in {\R(X)}\) telles que : ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3289

Soient \(a_1, \dots, a_n, b_1, \dots, b_n\), et \(c\) des scalaires distincts. On ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3290

Soit \(P \in {\R[X]}\) ayant \(n\) racines positives distinctes (entre autres). ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3291

Soit \(P\in\R[X]\) unitaire de degré \(n\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 3305

Soit \(A = \{P\in\R[X]\) tq \(P=(1-X)Q(X^2)\) avec ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3324

Soient \(K, \mathbb{L}\) deux corps avec \(K \subset \mathbb{L}\).

Un élém ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3396

Soit \(A = \begin{pmatrix} 1 &2 &3\cr 2 &3 &1\cr 3 &1 &2 \cr\end{pmatrix}\).

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3418

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3424

Trouver trois réels \(\alpha, \beta, \gamma\) tels que pour tout polynôme de degré ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3443

Soient \(P = a_0 + a_1X + \dots + a_pX^p\), et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3447

Soit \(A\) un anneau commutatif, \(x_1,\dots,x_n\in A\). Dé ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3458

Soient \(\alpha_1, \dots, \alpha_n \in \R\). Mettre le déterminant : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3460

Soit \(P \in K_{n-1}[X]\) et \(A = \Bigl( P(i+j) \Bigr) \in \mathcal{M}_n(K)\). ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3499

Chercher les valeurs propres des matrices :

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3502

Déterminer les valeurs propres de la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 3511

Soit \(E = K_n[X]\) et \(u : E \to E, P \mapsto {(X-a)P'.}\) Chercher les v ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3515

Déterminer les éléments propres de l’endomorphisme \(\theta : { K[X]} \to { K[X]}, P \mapsto {P(X+1) - P'.}\) ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3528

On considère le polynôme défini par : \(\forall\ n \in \N,\ P_n(x) = x^n - \sum_{i=0}^{n-1} \alpha_ix^i\) avec ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3530

On considère la matrice de \(M_n(\C)\), ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3531

Soit \(a_1,\dots,a_n,b_1,\dots,b_n \in \R\) et ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3544

Soit ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 3552

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\) telle que \(A^3 + A^2 + A = 0\). Montrer que ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 356

Effectuer la division euclidienne du polynôme \(P=X^5-X^4+2X^3+X^2 +4\) par ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3563

Caractériser les polynômes \(P\) tels que : \(\forall\ A\in\mathcal{M}_n(\C)\), ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3565

Le polynôme \(X^{4}+X^{3}+2X^{2}+X+1\) peut-il être le polynôme minimal d’u ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 357

Soit \(P\) un polynôme. Sachant que le reste de la division euclidienne de \(P\) ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3572

Soient \(u,v\) deux endomorphisme d’un espace vectoriel \(E\) non nul tels que ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3577

Soient \(A,B \in \mathcal{M}_n(\R)\) semblables sur \(\C\) : Il existe ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 358

Calculer le reste de la division euclidienne du polynôme

\(X^n+X+1\) par le polynôme ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3586

Soit \(A \in \mathcal{M}_{3}(\R)\) ayant pour valeurs propres \(1,-2,2\), et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 359

Pour quelles valeurs de \(m\) le polynôme \(P=(X+1)^m -X^m-1\) est-il divisible p ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3597

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(K)\) et ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 36

Résoudre dans \(\mathbb{C}\) les équations suivantes :

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 360

Montrer que le polynôme \(P(X)-X\) divise le polynôme \(P(P(X))-X\).

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3601

Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\R)\) et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 361

Déterminer \(a,b \in \Zz\) de façon à ce que le polynôme \(aX^{n+1}-bX^n+1\) soi ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 3611

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 362

Existe-t-il un polynôme \(P\) de degré 7 tel que \((X-1)^4\) divise ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3629

Soit \(E = \R_{2n-1}[X]\), et \(x_1,\dots,x_n \in \R\) distincts. On note : ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3630

Soit \(E = \R_3[X]\). On considère les formes linéaires : ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3632

Soit \(E = K_n[X]\). On note \(P_0 = 1\), ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3635

Soit \(E = K_n[X]\), \(Q \in E\) de degré \(n\) ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3636

Soit \(E = K_n[X]\). Soit \(\varphi \in E^*\) telle que : ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 364

Effectuer les divisions euclidiennes de
\(3X^5+4X^2+1 \ \text{ par }\ X^2+2X+3\),
...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 365

Dans \(\Cc[X]\), effectuer les divisions euclidiennes de
...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 3652

Soit \(E = K_3[X]\), \(F = \{ P \in E\) tq ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 367

Soit \(a\) et \(b\) deux nombres complexes distincts, ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 368

Pour \(n\in\mathbb{N}\), quel est le reste de la division de \(X^n+X+b\) par ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3683

Soit \(E = \R_n[X]\) et \((P\mid Q) = \int_{t=0}^1 P(t)Q(t)\,d t\).