Racines de module <1

Bonsoir !

Existe-t-il un moyen simple de tester si un polynôme a des racines de module strictement inférieur à 1 ?

Je cherche un test qui par exemple permettrait de donner des conditions sur a et b pour que ax6+bx2+1 n'ait pas de racines de module strictement inférieur à 1.

Réponses

  • J'avais mis récemment sur le site le {\it théorème de Kakeya} :

    {\it si $P(x) = a_n x^n + \dotsb + a_0$ est un polynôme à coefficients réels tels que $a_n \geqslant a_{n-1} \geqslant \dotsb \geqslant a_0 \geqslant 0$, alors toutes ses racines sont dans le disque} $|z| \leqslant 1$.

    Sinon, au cas par cas, tu as le théorème de Rouché.

    Au fait, pendant que je te tiens, as-tu lu ma réponse sur la fonction de Mertens ?

    Borde.
  • bonjour

    on peut en effet trouver une condition (en a et b) pour que ton équation ait deux racines complexes conjuguées de module supérieur à 1, mais cette condition est lourde!

    ton équation en posant X = x² avec X > 0 devient:

    a.X^3 + b.X + 1 qu'il vaut mieux (si a différent de 0) écrire X^3 + pX + q = 0

    pour que cette équation du troisième degré comporte une seule racine réelle r, il faut que son discriminant delta soit positif

    soit donc delta = q² + 4p^3/27 > 0 soit encore delta = (27a + 4b^3)/27a^3 > 0

    et les racines complexes en X sont -r/2 + ou - (i/2).rac(p - 3q/r) dont le module commun au carré est: (r/2)² + (p - 3q/r)² soit donc

    a²r^4 + 4(ab - 3)² > 4a²r² avec

    r= rac.cubique(-1+a.rac(delta))/2a) + rac.cubique(-1-a.rac(delta))/2a)

    l'inéquation bicarrée en r peut être résolue, il faut que le discriminant soit négatif soit
    a²(1-b²) + 6ab - 9 < 0

    tu as donc deux contraintes en a et b

    cordialement
  • Merci à tous les deux.

    Ce que j'espère trouver en fait, c'est une méthode pour obtenir des condition (une CNS en fait) comme celle que donne Jean, sur des équations quelconques.

    @Borde : euh oui désolé de ne pas avoir répondu plus tôt.
  • Pas de souci, Ksilver, je voulais juste une confirmation, c'est tout.

    Quant à des conditions portant sur des équations quelconques, je n'en connais personnellement pas, le théorème de Rouché étant l'un des outils les plus utilisés dans ce type de problèmes, mais évidemment au cas par cas.

    L'un des spécialistes français de ce domaine est Mignotte, de l'université de Strasbourg, me semble-t-il. Peut-être pourrais-tu lui demander son avis ?

    Borde.
  • @ borde
    As-tu une preuve du théorème de Kakeya ?
    Merci
  • Salut Visitor,

    Utilise la {\it borne de Montel} : si $P(x) = x^n +a_{n-1} x^{n-1} + \dotsb + a_0$, alors les racines de $P(x)$ sont dans le disque $\displaystyle {|z| \leqslant |a_0| + \sum_{k=0}^{n-1} |a_k - a_{k+1}|}$ (où $a_n = 1$).

    Borde.

    {\bf PS}. Le résultat de Montel est une conséquence de celui de Cauchy ($\displaystyle {|z| \leqslant 1 + \sum_{k=1}^{n-1} |a_k|}$) que tu connais certainement, appliqué au polynôme $Q(x) = (x-1) P(x)$.
  • En fait je viens de trouver ce que je cherchais, en me rappelant de mes vieux cours de SI suivi en début de prépa (si j'avais su que ça me servirait un jour !) :

    apparement, le "Critère de Routh" (ou Routh-Hurvitz) donne des CNS pour savoir si un polynôme a ou non toutes ses racines de partie réel strictement négative. Et à partir d'un polynôme P donné on calcule facilement un polynôme Q dont les racines sont les h(ai) avec h une homographie et ai les racines de P. A partir de là, en prenant h qui envoie le disque unité sur le demi-plan Re(x) < 0, et en appliquant le critère de Routh à Q on obtient les conditions que je cherche sur les coefficients de P !
    Je vais vérifier tout ça, mais ça n'a pas l'air de poser trop de problèmes ...
  • Pourrais-tu donner l'énoncé de ce critère , stp ?

    Merci,

    Borde.

    {\bf PS} Serait-ce cela \lien {http://www.atp.ruhr-uni-bochum.de/rt1/syscontrol/node41.html} ?
  • Oui je crois bien que c'est ça. Enfin il faut l'adapter un peu à mon problème, mais je pense que ça fait l'affaire. (Si par hasard tu trouves une preuve sur internet ça m'intéresse, parce que bien évidement en cours de SI on ne nous l'avait jamais prouvé... Mais je suis persuadé qu'en fouillant un peu plus sur google j'en trouverai...)
  • bonjour, il existe au moins à ma connaissance une monographie sur le sujet:
    {\it The geometry of the zeros of a polynomial in a complex variable de Morris Marden} édité par l'AMS (1949).
    Le chapite 7 traite du module des racines et donne les résultats énoncés par borde.
    Se trouve sans problème sur ABebooks...
    A demon  wind propelled me east of the sun
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