Devoir no10 bis
Polynômes de Tchebycheff
Exercice 1 Dans cet exercice on notera de la même façon un polynôme et la fonction polynôme
associée. On désigne par C?l’ensemble des nombres complexes non nuls. Par convention : ∀z∈
C?,z0=1.
On considère l’application f:½C?→C
z7→ z+1
z
Propriétés algébriques de f.
Question 1.1 1.1.1 Montrer que fest surjective.
Soit Γ={z∈C/|z| = 1}.
1.1.2 Déterminer l’image Fde Γpar f.
1.1.3 Montrer que l’image réciproque de Fest Γ.
Soit D={z∈C/0 < |z| < 1}.
1.1.4 Montrer que l’application g:½D→CàF
z7→ z+1
z
est une bijection.
Étude d’une suite de polynômes.
Question 1.2 1.2.1 Montrer que pour tout entier positif ou nul n, il existe un unique polynôme
Pntel que : ¡∀z∈C?¢,f(zn)=Pn(f(z)) et que : ∀nÊ1, Pn+1=XPn−Pn−1.
1.2.2 En déduire que Pn(2cos(α)) =2cos(nα).
1.2.3 Expliciter P0,P1, P2,P3.
1.2.4 Calculer le terme dominant de Pnque l’on notera Tn, ainsi que le terme de plus petite
valuation, qui sera noté Sn.
1.2.5 Montrer que l’application P7→ P◦fde C[X] dans C(X) est injective.
On définit Pnpour nnégatif par : Pn=P−n.
1.2.6 Montrer que pour tous entiers met n:
Pm◦Pn=Pmn et : PnPm=Pm+n+Pm−n.
1.2.7 Démontrer que pour tous entiers positifs met n:Pn
m=Pbn
2c
k=0¡n
k¢P(n−2k)m.
1.2.8 Montrer que pour tout polynôme P=Pk≥0bkXk, il existe des coefficients (am)m≥0uniques,
tels que : P=Pm≥0amPm.
1.2.9 Chercher les P∈Cn[X] (n∈N) tels que ¡P(X)¢2−2=P(X2−2).
1.2.10 Étudier la parité de Pn.
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