Adloun

Ce que la dérivation fait à une multiplicité

Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 2 — Polynômes · Multiplicité et formule de Taylor

Énoncé

Soit non nul et une racine de d'ordre . Montrer que divise mais que ne le divise pas. En déduire que admet une racine multiple si et seulement si et ont une racine commune.

Corrigé

La multiplicité baisse d'exactement un. Par définition de l'ordre , on peut écrire avec . En dérivant ce produit : Posons . Alors divise , et puisque et . Donc n'est pas racine de , et ne divise pas . Pour , cela dit exactement que est racine de d'ordre ; pour , cela dit que , donc que n'est pas racine de .

L'équivalence. Sens direct. Si a une racine multiple , son ordre vérifie , donc et d'après ce qui précède. Comme aussi, est racine commune à et .

Réciproque. Supposons . Alors est racine de ; notons son ordre. Si l'on avait , la démonstration ci-dessus donnerait , ce qui contredit l'hypothèse. Donc : la racine est multiple.

Le point à retenir. Dériver retire une unité à chaque multiplicité, jamais plus, jamais moins — et c'est le facteur apparu devant qui l'interdit de descendre plus bas. La conséquence est un test : pour savoir si un polynôme a une racine multiple, on n'a pas à calculer ses racines, il suffit de chercher ce que et ont en commun.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.