Déterminer les racines quatrièmes de .

 

 

 

 

Analyse

 

L’exercice consiste en fait à résoudre l’équation : . L’approche « classique » consiste à résoudre cette équation en posant : , r (module) et  (argument) étant les deux inconnues à déterminer.

 

On peut cependant ici avoir recours aux polynômes en considérant le polynôme  et en menant sa factorisation sur  puisque l’exercice revient en fait à en trouver les racines. Cette « méthode » est fournie à titre indicatif car, en général, elle n’est pas la plus simple à mettre en œuvre.

 

 

Résolution

 

1ère approche : la méthode classique

 

Nous posons donc :  et considérons l’équation .

Elle se récrit : , soit : . On en tire alors le système :

 

 

 

k étant un entier relatif.

 

Il vient :

 

 

 

Pour , 1, 2 et 3, on obtient quatre valeurs de  fournissant les quatre racines cherchées :

 

 :  

 :  

 :  

 :  

 

Les racines quatrièmes de 4 sont donc : , ,  et .

 

 

2ème approche : factorisation du polynôme P

 

Soit donc le polynôme  dont on cherche la factorisation sur le corps des complexes.

 

On a d’abord : .

 

Soit donc les polynômes  et .

 

On en extrait facilement les racines en écrivant par exemple :

 

 

 

La factorisation de  nous fournit deux racines :  et .

 

On factorise  de façon analogue et on obtient : . On en tire alors deux nouvelles racines :  et .

 

 

 

On a retrouvé les quatre racines obtenues précédemment.

 

 

Résultat final

 

 

Les quatre racines quatrièmes de 4 sont :

, ,  et