Legi de compoziție, grupuri, inele, polinoame

Polinoame peste ℤₚ și ecuații algebrice: rădăcini întregi, conjugate, binome, bipătrate, reciproce

Rădăcini întregi și raționale, rădăcini complexe și iraționale conjugate, ecuațiile binome, bipătrate și reciproce, plus calculul cu polinoame în ℤₚ[X] și argumentele de numărare din subiectele cu ℤ₃.

  • 26 min
  • La BAC: Subiectul al II-lea (2)
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Polinoame peste ℤₚ și ecuații algebrice: rădăcini întregi, conjugate, binome, bipătrate, reciproce
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Coeficienți întregi: o rădăcină întreagă divide termenul liber; încerci divizorii, apoi Horner.

  2. 02

    Coeficienți reali: rădăcinile nereale vin în perechi a ± bi. Coeficienți raționali: și a ± b√d.

  3. 03

    Bipătrată: t = x². Reciprocă de gradul 4: împarți la x², t = x + 1/x, și x² + 1/x² = t² − 2.

    Truc: Reciprocă = coeficienții se citesc la fel de la ambele capete, ca un palindrom.

  4. 04

    Binomă xⁿ = a: n rădăcini; pentru x³ = 8: 2, −1 + i√3, −1 − i√3.

  5. 05

    În ℤₚ[X] încerci toate cele p valori. Model 2021: f(0̂) + f(1̂) + f(2̂) = 2̂ ≠ 0̂ arată că valorile nu pot fi toate distincte.

1 din 7

Pe scurt

2 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheie

  • Rădăcini întregi ale unui polinom cu coeficienți întregi: divizori ai termenului liber; raționale : , .
  • Coeficienți reali: rădăcinile nereale apar în perechi conjugate .
  • Coeficienți raționali: rădăcinile de forma apar împreună cu .
  • Bipătrate: . Reciproce (gradul 4): . Binome: , cu rădăcini complexe.
  • În : încerci toate clasele; gradul 2 sau 3 fără rădăcini ireductibil.

Rădăcini întregi și raționale

2 min

Proprietate. Dacă și (cu ) este rădăcină, atunci și . În particular, o rădăcină întreagă divide .

Exercițiu de tip BAC: rădăcini întregi

Rezolvați în ecuația .

Candidații întregi: divizorii lui 6. , deci 1 este rădăcină.

Horner cu pe coeficienții : , deci .

Soluțiile: .

Rădăcini conjugate

6 min 2 întrebări la final

Proprietate. Dacă și , , este rădăcină, atunci este rădăcină (cu același ordin de multiplicitate), iar divide .

Proprietate. Dacă și este rădăcină (, , ), atunci și este rădăcină.

Exercițiu de tip BAC: rădăcină complexă dată

Determinați pentru care este rădăcină a lui .

Coeficienții sunt reali, deci și este rădăcină. Fie a treia rădăcină. Din Viète, : , deci .

, deci .

Prin identificare: , .

BAC 2023, sesiunea august, varianta 7, II.2.c (rădăcină irațională)

. Determinați numărul rațional pentru care are rădăcina .

Pentru rațional, are coeficienți raționali, deci și este rădăcină. Fie celelalte rădăcini. Din Viète, și ; cum și :

Atunci și se verifică (rădăcinile sunt și ), deci , care convine.

Barem oficial: conjugata și relațiile lui Viète 2p; , și 3p.

Determină a, b reali dacă X³ + aX + b are rădăcina 1 + i.

Ce rădăcini reale are x³ = 8?

Ecuații binome, bipătrate, reciproce

6 min

Binome: , . Dacă , soluțiile sunt

Exemplu: , cu , are soluțiile

Soluțiile lui x³ = 8 împart cercul în trei

x₁ = −1 + i√3x₂ = −1 − i√3x₀ = 2
Toate soluțiile au modulul 2, deci stau pe cercul de rază 2. Argumentele lor diferă prin 2π/3, așa că împart cercul în trei arce egale.

Bipătrate: ; cu obții , apoi (în , și pentru ).

Reciproce de gradul 4: , . Cum nu e soluție, împarți la :

Reciproca de gradul 3 are rădăcina și se reduce la gradul 2 cu Horner.

Exercițiu de tip BAC: ecuație reciprocă

Rezolvați .

nu este soluție. Împărțim la : .

Cu : .

(rădăcină dublă).

, cu .

Exercițiu de tip BAC: ecuație bipătrată

. Cu : , , deci .

Polinoame cu coeficienți în ℤₚ

5 min o întrebare la final

În se calculează cu clase de resturi. Fiind doar valori, rădăcinile se găsesc încercând toate clasele. Un polinom de gradul 2 sau 3 fără rădăcini în este ireductibil peste .

Exemplu: are , , , , : nicio rădăcină, deci este ireductibil peste .

BAC 2021, model, II.2.c

În : . Arătați că, pentru orice , există , , cu .

, , .

Suma: , pentru orice .

Dacă ar fi distincte două câte două, ar fi exact într-o ordine oarecare, cu suma . Contradicție, deci există cu .

Barem oficial: suma 3p, argumentul 2p.

Are X³ + X + 1̂ rădăcini în ℤ₅?

Ce se cere la BAC

4 mincum apare la examen

  • Model 2021, II.2.c (în ): argumentul cu suma valorilor, răspuns de barem .
  • August 2023, v7, II.2.c: rădăcina cu rațional aduce conjugata ; răspuns (2p + 3p). La b), pentru : , rădăcinile .
  • Iunie 2026 rezervă, v7, II.2.c: , cu naturale și două rădăcini opuse , . Din și : și ; cum (), și , deci (2p + 3p).
  • Iulie 2024, v10, II.2.c: ; pentru rădăcinile sunt , iar dă .
  • Cerințe tipice: „Rezolvați în mulțimea numerelor complexe ecuația…”, „Determinați știind că este rădăcină”, „Arătați că nu are rădăcini raționale / în ”.

Greșeli care costă puncte

1 mincapcanele de evitat

  • Rădăcini conjugate folosite fără să spui că polinomul are coeficienți reali (raționali).
  • Împărțire la fără a verifica că nu e soluție.
  • Bipătrata în cu păstrat (nu dă soluții reale) sau, invers, pierdut în .
  • În , calcule nereduse: în .
  • Binoma cu o singură soluție: are soluții în .

Termeni-cheie

Rădăcini întregi
Dacă f are coeficienți întregi și k ∈ ℤ este rădăcină, atunci k divide termenul liber a₀.
Rădăcini raționale
Dacă p/q (fracție ireductibilă) este rădăcină a lui f cu coeficienți întregi, atunci p divide a₀ și q divide aₙ.
Rădăcini complexe conjugate
Dacă f are coeficienți reali și a + bi (b ≠ 0) este rădăcină, atunci și a − bi este rădăcină, cu același ordin de multiplicitate.
Rădăcini iraționale conjugate
Dacă f are coeficienți raționali și a + b√d este rădăcină (a, b ∈ ℚ, b ≠ 0, √d ∉ ℚ), atunci și a − b√d este rădăcină.
Ecuație binomă
xⁿ = a, a ∈ ℂ*; are n rădăcini complexe distincte, obținute din forma trigonometrică a lui a.
Ecuație bipătrată
ax⁴ + bx² + c = 0; cu t = x² devine o ecuație de gradul 2.
Ecuație reciprocă
Coeficienții egal depărtați de extremi sunt egali; la gradul 4 se împarte la x² și se notează t = x + 1/x.
Polinoame în ℤₚ[X]
Rădăcinile se caută încercând toate cele p clase; un polinom de gradul 2 sau 3 fără rădăcini în ℤₚ este ireductibil.

Notițele mele

Salvat local

Surse