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Cours : Polynômes › Erreurs fréquentes
Prépa · MPSI / MP2I

Erreurs fréquentes : Polynômes (Prépa, 1re année)

Les polynômes forment le cadre algébrique le plus simple où l'on sait diviser, factoriser et relier les coefficients aux racines, comme dans les entiers mais avec des outils de dérivation en plus. Ce chapitre fixe les résultats (division euclidienne, multiplicité, formule de Taylor, factorisation dans $\mathbb{C}[X]$ et $\mathbb{R}[X]$, interpolation de Lagrange) qui serviront en algèbre linéaire, en analyse et dans presque tous les sujets de concours.

Erreur

Écrire $\deg(P+Q)=\max(\deg P,\deg Q)$ dans tous les cas.

Ce qu'il faut écrire

On a seulement $\deg(P+Q)\leq\max(\deg P,\deg Q)$. L'égalité est garantie si $\deg P\neq\deg Q$ ; sinon les coefficients dominants peuvent se compenser, comme dans $(X+1)^n-(X-1)^n$, de degré $n-1$.

Erreur

Conclure de $P(a)=P'(a)=0$ que $a$ est racine double.

Ce qu'il faut écrire

Cela montre seulement que la multiplicité est au moins $2$. Pour qu'elle soit exactement $2$, il faut aussi $P''(a)\neq 0$.

Erreur

Affirmer qu'un polynôme réel sans racine réelle est irréductible dans $\mathbb{R}[X]$.

Ce qu'il faut écrire

Ce n'est vrai qu'en degré $2$. Contre-exemple : $X^4+1=(X^2-\sqrt2X+1)(X^2+\sqrt2X+1)$. Les irréductibles de $\mathbb{R}[X]$ sont de degré $1$ ou de degré $2$ à discriminant négatif.

Erreur

Écrire $\sum x_i=a_{n-1}$ ou $\prod x_i=a_0/a_n$ sans tenir compte des signes, ou oublier de compter les racines avec leur multiplicité.

Ce qu'il faut écrire

La relation exacte est $\sigma_k=(-1)^ka_{n-k}/a_n$, valable pour un polynôme scindé dont les racines sont répétées selon leur multiplicité. Par exemple, pour $(X-1)^2(X+2)$, les racines sont $1,1,-2$ et $\sigma_1=0$.

Erreur

Appliquer la propriété des racines conjuguées à un polynôme à coefficients complexes.

Ce qu'il faut écrire

La propriété $P(\overline{z})=\overline{P(z)}$ exige des coefficients réels. Pour $P=X-i$, $i$ est racine mais $-i$ ne l'est pas.

Erreur

Pour le reste de la division par $(X-a)^2$, n'évaluer qu'en $a$ et obtenir une seule équation pour deux inconnues.

Ce qu'il faut écrire

Quand $a$ est racine double du diviseur, on dérive l'égalité $A=BQ+R$ puis on évalue en $a$ : on obtient $A(a)=R(a)$ et $A'(a)=R'(a)$.

Erreur

Dire que le polynôme interpolant $n+1$ points est unique, sans condition de degré.

Ce qu'il faut écrire

L'unicité n'a lieu que dans $\mathbb{K}_n[X]$. Sans condition de degré, on peut ajouter tout multiple de $\prod_{j=0}^n(X-x_j)$.

Erreur

Arrêter une division euclidienne quand le reste a le même degré que le diviseur.

Ce qu'il faut écrire

On continue tant que $\deg R\geq\deg B$. La division s'arrête seulement quand $\deg R<\deg B$ ; on vérifie à la fin en développant $BQ+R$.