Simplification de polynômes

Bonjour !!

Je suis un tout jeune prof. de math qui reprend le cours d'un prédécesseur. Lors de ma préparation, je tombe sur cet exercice :
(x+4)(x²-25)=(x+3)(x²-25)
Pour le résoudre, je place tout dans l'opérande de gauche en mettant en évidence le (x²-25) :
(x²-25)(x+4-x-3) = 0
x²-25 = 0 ==> x = +-5

Au cours aujourd'hui, mes étudiants ont utilisé une autre approche, ils simplifient le (x²-25) avant de résoudre l'équation :
(x+4)(x²-25)=(x+3)(x²-25)
x+4 = x+3
4=3 ==> équation impossible

Les deux manières me semblent correctes mais les solutions sont différentes !! J'y réfléchis depuis des heures et je ne trouve pas où est l'erreur. Quelqu'un peut-il abréger mes souffrances svp ? :)

Réponses

  • On ne peut pas « simplifier pas $x^2-25$ » si $x^2-25=0$ !
  • La simplification n'est valide que si 25 est différent de x^2. On n'a pas le droit de diviser par zéro !

    Edit : trop lent :-)
  • Est-ce autorisé de diviser par 0?
    C'est ce que font tes élèves en ne supposant pas que x n'est pas égal à 5 , à -5.
  • Donc il n'est pas possible de simplifier les termes d'un quotient lorsqu'il s'agit de polynômes ?
    J'avais cet autre exercice :
    1/(x*(x+1)) - x²/(x+1) + x²-1/x = (x-1)/((3x-2)*(x+1))
    Après avoir mis l'opérande de gauche au même dénominateur, j'obtiens :
    (x*(x-1))/(x*(x+1)) = (x-1)/((3x-2)*(x+1))
    J'avais tout simplifier les x, les x+1 et les x-1 pour me retrouver avec
    1 = 1/(3x-2) ==> 3x-2 = 1 ==> x = 1

    Si je consulte un cours d'enseignement mathématique disponible ici :
    http://www.etsmtl.com/Departements/Enseignements-generaux/Soutien-pedagogique/CHAP2.pdf
    C'est le genre d'opération qu'ils font pour simplifier des fractions (exemple 2-3.1). Je ne comprend pas pourquoi dans certain cas, cela semble permis et dans d'autres non :/
  • Je comprend le fait qu'on ne puisse diviser par 0, mais comme nous ne pouvons à l'avance connaître les valeurs de x et que les cours parlant de formes réduites se permettent de simplifier en effectuant le genre de division effectuée par mes élèves, je me pose la question de savoir quand on peut simplifier, et quand on ne le peut pas !
  • « Simplifier le $a$ », c'est dire que si $ab=ac$, alors $b=c$. Deux justifications possibles :
    • soit $a$ appartient à un corps et on multiple par l'inverse de $a$ — ce qui est impossible si $a=0$ évidemment, puisque $0$ est absorbant pour la multiplication ;
    • soit on regroupe tout dans un même membre et on écrit $a(b-c)=0$, puis on espère pouvoir appliquer le fait qu'un produit est nul si et seulement si un des facteurs est nul, ce qui donne : $a=0$ ou $b=c$ ; si on ne sait pas écarter le cas $a=0$, on ne peut pas conclure que $b=c$.
    Autrement dit, quelle que soit la justification, si $a=0$, on ne peut rien conclure. C'est bien normal puisqu'alors l'hypothèse est $0=0$...
  • Tout à fait d'accord, mais je ne comprend pas la réponse à ma question dans ce raisonnement. Si je regarde le cours cité plus haut, il y a un exemple :
    (3x+6)/(x²-4) = 3*(x+2)/((x+2)*(x-2)) = 3/(x-2)
    où ils ont donc simplifier x+2 par x+2, ce que veulent faire mes étudiants dans mon exercice de base avec le terme x²-25. Hors, comme le disent les premières réponses, x+2 pourraient très bien valoir 0, ce qui rend cette simplification impossible. Pourquoi le font-ils ? Pourquoi mes étudiants ne peuvent-ils pas le faire ?
  • Ah la la.

    Dans ton exemple on divise déjà par $x^2-4$. Donc $x$ est forcément différent de $2$ et $-2$. Donc on peut ensuite simplifier par $x+2$.

    En maths il faut quantifier, toujours ! C'est quoi $x$ ? Un nombre réel quelconque ? Certainement pas, sinon (3x+6)/(x²-4) n'a pas de sens.

    Le bon énoncé c'est : soit $x$ un nombre réel différent de $2$ et $-2$, simplifier (3x+6)/(x²-4). Si on ne précise pas que x est différent de 2 et -2 alors l'énoncé n'a même pas de sens.

    J'en rajoute une couche. Qu'on cherche à simplifier une fraction rationnelle ou à trouver les racines d'un polynôme il n'y a pas de règle magique nouvelle qui s'appliquerait. Ce sont toujours des nombres réels que tu manipules, on n'a toujours pas le droit de diviser par 0. On dirait que tu raisonnes par méthodes toutes faites, sans comprendre, au lieu d'appliquer des règles connues et démontrées. Et tu ne quantifies pas correctement tes énoncés, ça joue toujours des tours.
  • Ok, merci pour la réponse !!
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