FMMA143 - Compl´
ements d’alg `
ebre 2010-2011
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Polyn ˆ
omes et fractions rationnelles
Polyn ˆ
omes `
a une ind´
etermin´
ee
Terminologie :
Algèbre [X]où désigne un corps. Degré d’un polynôme, terme et coefficient dominants, polynôme unitaire.
Divisibilité dans [X]. Division euclidienne. Polynômes irréductibles. PGCD, PPCM. Fonctions polynômes
(racines ou zéros d’un polynôme, ordre de multiplicité). Polynômes scindés. Dérivation des polynômes.
Propriétés de base à connaître :
1. L’anneau [X] est intègre.
2. Les idéaux de [X] sont principaux.
3. Algorithme d’Euclide.
4. Théorème de Bézout pour les polynômes.
5. Correspondance entre polynômes et fonctions polynômes.
6. Relations entre les coefficients et les racines d’un polynôme scindé.
7. Formule de Taylor.
8. Décomposition en facteurs irréductibles.
9. Théorème de D’Alembert.
10. Polynômes irréductibles de [X] et de [X].
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Exercice 1.
Quel est le reste de la division euclidienne de X50 par X2−3X+2 ? Et par X2−2X+1 ?
Exercice 2.
Calculer P∧Qet déterminer un couple (U,V)∈[X]2tels que UP +VQ =P∧Qdans les cas suivants :
a.P=X4+X3−2X+1 et Q=X2+X+1.
b.P=X4−10X2+1 et Q=X4−4X3+6X2−4X+1.
Exercice 3.
Soient A,B∈[X]. Posons p=deg Aet q=deg B. On considère l’application :
φ:(q−1[X]×p−1[X]→p+q−1[X]
(U,V)7→ UA +VB .
Montrer que φest bien définie, puis qu’elle est bijective si et seulement si A∧B=1.
Exercice 4.
Montrer que deux polynômes à coefficients rationnels sont premiers entre eux si et seulement s’ils n’ont pas de
racine en commun dans .
Exercice 5.
Soient P∈[X] un polynôme non nul et a∈une racine de P.
On rappelle que la multiplicité de aest l’entier Maxl∈ | (X−a)ldivise P(X).
a. Vérifier que l’ordre de aest bien défini et est supérieur ou égal à 1.
b. Montrer que : aest d’ordre m⇔ ∃ Q∈[X] tel que P(X)=(X−a)mQ(X) avec Q(a),0.
c. On suppose que est de caractéristique nulle. Montrer que :
aest d’ordre m⇔P(a)=P′(a)=P′′(a)=···=P(m−1)(a)=0 et P(m)(a),0.
Donner un contre-exemple à cette équivalence lorsque n’est pas de caractéristique nulle (penser au petit
théorème de Fermat).