Les racines sixièmes de l'unité
Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques (PCSI), chapitre 8 — Polynômes · E. Factorisations
Énoncé
Factoriser dans , puis dans .
Corrigé
Stratégie : lire les racines sur , puis apparier les conjuguées pour redescendre sur .
1) Sur . Les racines de sont les six racines sixièmes de l'unité, pour . Elles sont deux à deux distinctes, donc les six sont simples ; comme est unitaire de degré , il est scindé et
Ces six nombres sont les sommets d'un hexagone régulier inscrit dans le cercle unité : , , , , et .
2) L'appariement. Les coefficients de sont réels : les racines non réelles se regroupent donc par paires conjuguées. Ici et sont réelles ; il reste deux paires, et , puisque et .
Pour chaque paire, on utilise l'identité :
- : , d'où le facteur ;
- : , d'où le facteur .
⚠️ La factorisation n'est terminée que si les trinômes sont irréductibles. Il faut le vérifier, et non le supposer : les deux ont pour discriminant , donc aucune racine réelle, donc irréductibles dans . Sans ce contrôle, on ne saurait pas qu'on est allé au bout.
Contrôle numérique. En : à gauche ; à droite . ✔ En : à gauche ; à droite . ✔
Ce que l'exercice installe. Sur on lit les racines ; sur on les apparie. Un facteur réel irréductible de degré n'est rien d'autre qu'un couple de racines conjuguées écrites ensemble : c'est toute la différence entre les deux théorèmes de décomposition du chapitre. Le même raisonnement donne la factorisation réelle de pour tout .
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.