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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 407

Soit \(\theta \in\mathbb{R}\) ; on suppose \(\sin n\theta \neq 0\). Déterminer le ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 408

Soit \(a\in\mathbb{C}\), \(P \in \mathbb{C}[X]\) et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 409

Pour \(n\in \mathbb{N}^{\ast}\), quel est l’ordre de multiplicité de 2 comme racine du polynôme ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 410

Pour quelles valeurs de \(a\) le polynôme \((X+1)^7-X^7-a\) admet-il une racine m ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 411

Montrer que le polynôme \(X^3+2\) est irréductible dans \(\mathbb{Q}[X]\). Factor ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 412

Dans \(\mathbb{R}[X]\) et dans \(\mathbb{C}[X]\), décomposer les polynômes suivan ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 413

Quelle est la décomposition de \(X^6+1\) en facteurs irréductibles dans ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 414

Soit \(P\) le polynôme \(X^4+2X^2+1\). Déterminer les multiplicités des racines ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4142

Soient \(P \in \C[X]\) et \(f : {\R^2} \to \C, {(x,y)} \mapsto {P(x+iy).}\) Montr ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 415

Soit le polynôme \(P=X^8+2X^6+3X^4+2X^2+1\).

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 416

Soit \(E\) le polynôme du troisième degré : \(aX^3+bX^2+cX+d\) avec ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 417

Soient \(x_1, x_2, x_3\) les racines de \(X^3-2X^2 + X + 3\). Calculer ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 4175

Soit \(U\) l’ensemble des polynômes à coefficients réels de degré \(n\) et à raci ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 418

Soit \(n \in \Nn\) fixé. Montrer qu’il y a un nombre fini de polynômes unitaires de degré ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 419

Soit \(n \geq 2\) et \(P_n (X) = \sum\limits_{k = 0}^n \frac 1{k ! }X^k\). ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 420

Résoudre les équations :

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 421

Soit \(P \in \Rr[X]\) scindé sur \(\Rr\) à racines simples.

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 422

Soit \(n \in \Nn^*\) et \(P (X) = (X + 1)^n- (X-1)^n\).

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 423

Factoriser dans \(\Rr[X]\) :

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 424

Montrer que pour tout \(n\in\mathbb{N}^{\ast}\) il existe un polynôme \(P_n\) et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 425

Déterminer, s’il en existe, tous les idéaux \(J\) de \(\mathbb{R}[X]\) tels que : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4250

Soit \(f:\R \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^{n+p}\) telle que ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 426

Trouver un polynôme \(P\) de degré \(\leq2\) tel que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4263

...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4269

\(\int_0^{+\infty} \frac{ d t}{(1+t^2)^2} = \frac{\pi}{4}\)

...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 427

Trouver le polynôme \(P\) de degré inférieur ou égal à \(3\) tel que : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4272

...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4280

Calculer \(I_n = \int_{t=0}^{+\infty}\frac{d t}{(t+1)(t+2)\dots(t+n)}\).

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 429

Soit \((P_0, P_1, \ldots, P_n)\) une famille de polynômes de \(\mathbb{K}[X]\) te ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 431

Résoudre l’équation d’inconnue \(P\in \Cc[X]:P(X+1)P(X)=-P(X^{2}).\)

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 432

Soit \((P,Q)\in \Rr_{n}[X]^{2}\) tels que ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 433

Soient \(W_{n}=(X^{2}-1)^{n}, \ L_{n}=\frac{1}{2^{n}n!}W_{n}^{(n)}.\)

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 434

Montrer que si \(n\geq 3,\) l’équation \(x^{n}+y^{n}=z^{n}\) n’a pas de solution ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 436

Lemme : Soit \(P\in \Cc[X]\) non constant, \(z_{0}\in \Cc,\) montrer que ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 437

Soit \(n\in \Nn^{*},\) et \(P(X)=(X+1)^{n}-(X-1)^{n}.\) Quel est le degré de ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 438

Soit \(P\in {\Rr}[X]\) un polynôme dont tous les zéros sont réels et distincts, montrer que ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 439

Soit \(K\subseteq\Cc\) un corps pour les lois usuelles sur \(\Cc\) et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 440

Soient \(m,n\in [1,+\infty[\), \(d=\mathrm{pgcd} (m,n)\) et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 442

Soit \(P=X^4-5X^3+9X^2-15X+18\in\Cc[X]\). Déterminer toutes les racines complexes de ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 443

Décomposer les fractions rationnelles suivantes : \[\frac{3}{X^3 + 1} \text{ sur } \Cc \text{ puis sur } \Rr\] ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 444

Décomposer \(\frac{X^3-3X^2+X-4}{X-1}\) en éléments simples sur \(\mathbb{R}\). ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 4447

Donner un équivalent simple de \(\sum_{k=0}^{n-1}\frac1{n^2-k^2}\).

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 445

Décomposition en éléments simples \(\displaystyle\Phi={2x^4+x^3+3x^2-6x+1\over2x^3-x^2}.\)

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 447

Décomposition en éléments simples \(\displaystyle\Phi={4x^6-2x^5+11x^4-x^3+11x^2+2x+3\over x(x^2+1)^3}.\)

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 448

Soient \(a\) et \(b\) deux réels distincts et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 449

Donner une CNS sur \(f\in \Cc(X)\) pour qu’il existe \(g\in \Cc(X)\) tel que ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 450

On appelle valuation une application \(v :\Cc(X)\rightarrow {\Zz}\cup \{\infty \}\) telle que : ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4516

Trouver une suite de polynômes \((P_n)\) convergeant simplement (resp. uniformément) vers la fonction nulle sur ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4522

Soit \(p \in \N\) fixé et \((P_n)\) une suite de fonctions polynomiales de degrés ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4544

Décomposer en éléments simples sur \(\C\) la fractions rationnelle : ...