Polynômes irréductibles
Exercice 1. Factorisation sur Rde X8+X4+ 1
Factoriser X8+X4+ 1 sur R.
Exercice 2. Polynôme irréductible sur Q
Démontrer que 1 + (X−1)2(X−3)2est irréductible dans Q[X].
Exercice 3. Polynômes positifs sur R
Soit E={P∈R[X] tq ∃Q, R ∈R[X] tq P=Q2+R2}.
1) Montrer que Eest stable par multiplication.
2) Montrer que E={P∈R[X] tq ∀x∈R,P(x)>0}.
3) (Centrale MP 2000, avec Maple) P= 65X4−134X3+ 190X2−70X+ 29. Trouver Aet Bdans Z[X]
tels que P=A2+B2.
Exercice 4. Lemme de Gauss
Soit P∈Z[X]. On appelle contenu de Ple pgcd des coefficients de P(notation : cont(P)).
1) Soient P, Q ∈Z[X] avec cont(P) = 1, et R=P Q. Soit pun facteur premier de cont(R).
a) Si pest premier avec le coefficient constant de P, Démontrer que pdivise tous les coefficients de Q.
b) Si pdivise le coefficient constant de P, se ramener au cas précédent.
c) En déduire que cont(Q) = cont(R).
2) Lorsque cont(P)6= 1, trouver cont(P Q).
3) Application : Soit R∈Z[X], et P, Q ∈Q[X] tels que R=P Q. Montrer qu’il existe P1, Q1∈Z[X]
proportionnels à Pet Qet tels que R=P1Q1(cad : un polynôme à coefficients entiers réductible sur
Qest aussi réductible sur Z.)
Exercice 5. Polynômes irréductibles sur Z
Démontrer que X4+X+ 1 et X6+X2+ 1 sont irréductibles dans Z[X].
Exercice 6. Polynômes irréductibles sur Z
Soient a1, . . . , an∈Zdistincts.
1) Montrer que (X−a1). . . (X−an)−1 est irréductible dans Z[X].
2) Même question avec (X−a1). . . (X−an) + 1, nimpair.
Exercice 7. Critère d’irréductibilité d’Eisenstein
Soit P∈Z[X], P=Xn+an−1Xn−1+. . . +a0X0et pun nombre premier tel que : a0≡0 (mod p), . . . ,
an−1≡0 (mod p), a06≡ 0 (mod p2). Montrer que Pest irréductible dans Z[X].
Exercice 8. Irréductibilité de Xp−a
Soit Kun sous-corps de C,a∈Ket p∈Npremier. Montrer que le polynôme Xp−aest irréductible
sur Ksi et seulement s’il n’a pas de racine dans K. Indication : si Xp−a=P Q avec P, Q ∈K[X]
unitaires non constants, factoriser Pdans Cet considérer P(0).
Exercice 9. Polynômes sans facteur carré
Soit Kun corps fini de cardinal ket d∈N∗. On note Udl’ensemble des polynômes de K[X] unitaires
de degré det Vdle sous-ensemble des ces polynômes sans facteur carré (il n’existe pas Q∈K[X] non
constant tel que Q2divise le polynôme considéré). Soient ud,vdles cardinaux de ces ensembles.
1) Montrer : ud=P2q+r=duqvr.
2) Calculer udpuis vd.
irreduc.tex – mercredi 1er juin 2016