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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 $\mathbb{C}$.

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7319

Soit \(P = X^4 + 1 \in \C[X]\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7320

Soit \(n\) un entier naturel non nul et \(d\) un diviseur de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7321

Déterminer les racines de \(X^2 - 1\) dans \(\Z/8\Z\). Comparer leur nombre au de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7322

Soit \(P = a_0 + a_1X + \cdots + a_nX^n \in \Z[X]\). On veut déterminer si \(P\) ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7323

Montrer que \(X^2 + 4\) est irréductible dans \(\Z[X]\) mais réductible dans ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7324

Donner la définition d’un groupe.

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7328

Le polynôme \((X^2+X+1)^3\) est-il irréductible dans \(\mathbb{F}_2[X]\) ?

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7330

Résoudre dans \(\R[X]\) le système de congruences ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7331

Le polynôme \(X^2+1\) est-il irréductible dans \(\mathbb{F}_3[X]\) ?

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7332

Montrer que le polynôme \(X^3+X+1\) est irréductible dans \(\mathbb{F}_2[X]\). ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7333

Soit \(p=13\). Trouver une racine \(c\) de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7337

Les polynômes symétriques élémentaires en \(n\) indéterminées sont par définition ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7339

Calculer \(P(2)\) où \(P=3x^4-x^2-16x-14\) par la méthode de Hörner. Effectuer la ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7340

Le but de l’exercice est de factoriser le polynôme \(x^4 + 4x^3 - 81x^2 -16x + 308\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7341

Soit \(P=3x^5 - 6x^4 + x^3 + 5x^2 - 3x - 4\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7342

Le but de l’exercice est de déterminer une valeur approchée de la racine cubique réelle \(c\) de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7346

Montrer que le polynôme \(X^9-1\) de \(\mathbb{F}_3[X]\) vaut ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7359

Enoncer le théorème de Lagrange.

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7368

Le but de ce problème est de montrer que l’équation \(X^2+X+1=0\) peut avoir un nombre arbitrairement grand de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 7379

Calculer, avec l’algorithme de Hörner appliqué au polynôme \(P(x)=x^2-7\), une valeur approchée à ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7395

Montrer que le polynôme \(X^3+X+1\) est irréductible dans \(\mathbb{F}_2[X]\). ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 7396

Enoncer le théorème de Lagrange.

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 7398

On rappelle que le seul polynôme irréductible de degré \(2\) sur \(\mathbb{F}_2\) ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 740

On considère la fonction \(f : \R \to \R\) définie par ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 7401

Enoncer le théorème de la division euclidienne dans \(k[X]\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 7405

Énoncer le théorème de Lagrange.

L2 Analyse Suite et série de fonctions

exo7 7542

Soit \(d\) un entier naturel. Montrer qu’une suite de polynômes ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 756

Résoudre dans \(\Rr\) l’équation d’inconnue \(x\) : ...

L2 Analyse Série entière

exo7 7564

Développer si possible en séries entières au voisinage de \(0\) les applications

L3 Analyse complexe Autre

exo7 7618

Soit \(a\) un nombre complexe de module strictement inférieur à \(1\). Montrer qu ...

L1 Analyse Fonctions circulaires et hyperboliques inverses

exo7 765

Montrer que \(\ch nx\) et \(\sh nx\) peuvent s’exprimer comme polynômes en ...

L3 Algèbre et théorie des nombres Forme bilinéaire

exo7 7820

Montrer que le polynôme quadratique à coefficients complexes avec \(a\not =0\) ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 786

Soit \((a,b)\in (\Nn^{*})^{2}\), \(n\in \Nn^{*},\) montrer que le polynôme ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 824

Décomposer les fractions rationnelles suivantes ; en calculer les primitives.

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 825

Calculer les intégrales de fractions rationnelles suivantes.

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 826

Calculer les primitives suivantes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 827

Déterminer les intervalles d’étude et calculer les primitives des fonctions : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 828

Calculer les primitives suivantes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 830

Calculer les primitives suivantes : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 831

Déterminer les intervalles d’étude et calculer les primitives des fonctions : \[\frac{8x-3}{\sqrt{12x-4x^2-5}}\] ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 834

Déterminer les intervalles d’étude et calculer les primitives des fonctions : \[\text{ch}x \sin (2x)\] ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 922

Soit \(E = \R[X]\) l’espace vectoriel des polynômes. On définit ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 959

Soit \(E = \Rr_n[X]\) et soient \(A\) et \(B\) d ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 992

Soit \(E=\Rr_n[X]\) l’espace vectoriel des polynômes de degré inférieur ou égal à ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 994

Soit \(E\) l’ensemble des fractions rationnelles \(F\) qui peuvent s’écrire ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 995

Problème de l’interpolation : soit les cinq points \((x_1,y_1)=(-2,3)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 998

Soit \(a\in \R .\) On pose, pour tout \(p\in \Nn : A_p(X)=(X-a)^p\) et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

Factorisation d'un polynôme

Soient les polynômes \(P,Q \in \R[X]\) définis par ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

Factorisation de polynôme et décomposition en éléments simples

On pose le polynôme \[Q(X)=X^3-(\sqrt{2}+5)X^2+(1+5\sqrt{2})X-5.\]

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme

Matrice dépendant d'un paramètre

On considère la matrice

...