Université Blaise Pascal Département de Mathématiques Module S1 A ou B Math Année 2006-2007 http://math.univ-bpclermont.fr/~royer/ens/L1S1/ Exercices sur les polynômes. Dans la suite K = R ou C. Exercice 1 Soit P = a0 + a1 X + +a2 X 2 + . . . + an X n ∈ C[X]. On suppose que a0 , . . . , an ∈ Z. Soit x = b, c des entiers premiers entre eux. Montrer que si x est une racine de P , alors b|a0 et c|an . En déduire que les polynômes suivant n'ont pas de racine dans Q : - X 3 − p, avec p ∈ Z premier. - X5 − X4 + X3 + X2 + X + 1 - 2X 3 − X + 2. b c ∈ Q, avec Exercice 2 Existe-t-il une fonction polynomiale f : R −→ R telle que - ∀x ∈ R, f (x) = sin(x) ? - ∀x ∈ N, f (x) = sin(x) ? - ∀x ∈ [0, 1], f (x) = sin(x) ? Exercice 3 (Localisation des racines d'un polynôme) Soit P = an X n + . . . + a1 X + a0 ∈ C[X], avec an 6= 0. On pose an−1 a0 | h(P ) = max | |, . . . , | an an Montrer que si z ∈ C est une racine de P , alors |z| ≤ 1 + h(P ). Exercice 4 Eectuer les divisions euclidiennes de - 3X 5 + 4X 2 + 1 par X 2 + 2X + 3. - X 4 − X 3 + X − 2 par X 4 − 2X + 4. Exercice 5 Calculer PGCD(P, Q) pour les polynômes suivant : - P = X 3 − X 2 − X − 2 et Q = X 5 − 2X 4 + X 2 − X − 2. - P = X 4 + X 3 − 2X + 1 et Q = X 3 + X + 1. Exercice 6 Soient P = X 3 + 1 et Q = X 2 + X + 2. Montrer l'existence de U, V ∈ K[X] tels que U P + V Q = 1, puis trouver un tel couple (U, V ). Exercice 7 Décomposer dans R[X] le polynôme P = X 4 + 1 en produits de facteurs irréductibles : - sans utiliser ses racines, - en utilisant ses racines. Exercice 8 Décomposer, dans R[X] et dans C[X], les polynômes suivant en produits de facteurs irréductibles : - X3 − 2 - X5 − 1 1 Exercice 9 Déterminer le PGCD des polynômes suivant - X 24 − 1 et X 15 − 1. - X 24 − 1 et X 18 − 1. - X 12 − 1 et X 2 + X + 1. Exercice 10 Pour n ∈ N∗ , determiner le PGCD de X n − 1 et (X − 1)n . Exercice 11 Pour quelles valeurs de a ∈ R le polynôme (X + 1)7 − X 7 − a admet-il une racine multiple réelle ? Exercice 12 On dit qu'un polynôme P ∈ C[X] est séparable si toutes ses racines sont simples. Montrer que pour tout P ∈ C[X], il existe un unique polynôme unitaire et séparable P̃ ∈ C[X] ayant les mêmes racines que P dans C. Exercice 13 Soit P ∈ K[X] un polynôme non constant. Montrer que P 0 |P si et seulement si il existe a ∈ K ∗ , b ∈ K et n ∈ N∗ tels que P = a(X − b)n . 2