Ce cours sur les polynômes pour le Tronc Commun aborde l’égalité, les opérations, le degré, la division euclidienne et les racines, avec exercices corrigés. Retrouvez les autres leçons dans la catégorie Tronc Commun.
Cours sur les polynômes Tronc Commun
Les Polynômes
Égalité, opérations, degré, division euclidienne et racines d’un polynôme.
à maîtriser
1Égalité de deux polynômes
- Ils ont le même degré.
- Les coefficients de leurs monômes de même degré sont égaux.
- On développe \(Q(x)\) : \(Q(x) = 2x^3 – 4x^2 + 2x^2 + 3x – 2x – 3\)
- \(Q(x) = 2x^3 – 2x^2 + x – 3\)
- On constate que \(P(x) = Q(x)\) et que les deux sont de degré 3.
- Donc \(P = Q\).
Déterminer \(a, b, c, d\) pour que \(P = Q\).
- Par identification des coefficients : \(a = 0\) (car \(P\) n’a pas de terme en \(x^5\)).
- Pour \(x^4\) : \(b + c = -2\).
- Pour \(x^3\) : \(c + d = 1\).
- Pour \(x^2\) : \(d = 1\).
- Pour la constante : \(e = -1\).
- On résout : \(d=1 \implies c = 1 – d = 0 \implies b = -2 – c = -2\).
- Donc \(a=0, b=-2, c=0, d=1, e=-1\).
2Opérations et Degré
- Somme : \(\deg(P+Q) \le \max(\deg(P), \deg(Q))\).
- Multiplication par un réel : \(\deg(\alpha P) = \deg(P)\).
- Produit : \(\deg(P \times Q) = \deg(P) + \deg(Q)\).
- Carré : \(\deg(P^2) = 2 \times \deg(P)\).
Exemple : \(P(x) = x^2 + 1\) et \(Q(x) = -x^2 + 3\). Alors \(P+Q = 4\) (degré 0).
- \(P(x) + Q(x) = 3x^4 + 2x^2 + x – 1\) (deg 4).
- \(P(x) – Q(x) = -3x^4 + 2x^3 + 2x^2 – x – 1\) (deg 4).
- \(3P(x) – 2Q(x) = -6x^4 + 5x^3 + 6x^2 – 2x – 3\) (deg 4).
3Division par \(x-a\) et Racines
\(Q(x)\) est le quotient et \(P(a)\) est le reste de la division.
- On teste \(P(1) = 1 – 3 – 6 + 8 = 0\). Donc 1 est racine et \(P(x)\) est divisible par \((x-1)\).
- On effectue la division : \(P(x) = (x-1)(x^2 – 2x – 8)\).
- On cherche les racines de \(Q(x) = x^2 – 2x – 8\) : \(Q(-2) = 4 + 4 – 8 = 0\). Donc -2 est racine.
- On factorise : \(Q(x) = (x+2)(x-4)\).
- Finalement : \(P(x) = (x-1)(x+2)(x-4)\).
- Les racines de \(P\) sont \(1, -2\) et \(4\).
4Exercices corrigés
Cherche d’abord seul(e), puis ouvre la solution pour vérifier.
Soient \(P(x) = x^2 – 1\) et \(Q(x) = x^2 + 2x – 3\). Calculer \(P(x) \times Q(x)\) et vérifier la propriété sur le degré.
Voir la solution
On développe : \(P(x) \times Q(x) = (x^2 – 1)(x^2 + 2x – 3)\)
\(= x^4 + 2x^3 – 3x^2 – x^2 – 2x + 3 = x^4 + 2x^3 – 4x^2 – 2x + 3\).
Le degré de \(P\) est 2, le degré de \(Q\) est 2. Le degré du produit est \(2+2=4\).
La propriété \(\deg(P \times Q) = \deg(P) + \deg(Q)\) est bien vérifiée.
Soit \(P(x) = x^3 + 3x^2 – 2x – 6\). Montrer que \(-3\) est une racine de \(P\) et factoriser \(P(x)\).
Voir la solution
On calcule \(P(-3)\) :
\(P(-3) = (-3)^3 + 3(-3)^2 – 2(-3) – 6\)
\(P(-3) = -27 + 27 + 6 – 6 = 0\).
Donc \(-3\) est bien une racine. \(P(x)\) est divisible par \((x+3)\).
En effectuant la division euclidienne, on trouve : \(P(x) = (x+3)(x^2 – 2)\).
Déterminer \(a, b, c\) pour que les polynômes \(P(x) = x^3 – 2x^2 + x – 1\) et \(Q(x) = ax^3 + bx^2 + cx – 1\) soient égaux.
Voir la solution
Pour que \(P\) et \(Q\) soient égaux, leurs coefficients doivent être identiques pour chaque degré :
Coefficient de \(x^3\) : \(a = 1\).
Coefficient de \(x^2\) : \(b = -2\).
Coefficient de \(x\) : \(c = 1\).
Constante : \(-1 = -1\) (déjà vérifié).
Donc \(a=1\), \(b=-2\) et \(c=1\).
★Fiche résumé à retenir
- Égalité : Même degré et coefficients identiques pour chaque monôme.
- Degré du produit : \(\deg(P \times Q) = \deg(P) + \deg(Q)\).
- Degré de la somme : \(\deg(P+Q) \le \max(\deg(P), \deg(Q))\).
- Division euclidienne : \(P(x) = (x-a)Q(x) + P(a)\).
- Racine : \(a\) est racine de \(P\) \(\iff\) \(P(a) = 0\) \(\iff\) \(P(x)\) est divisible par \((x-a)\).