Équation du quatrième degré/Nombres algébriques du quatrième degré
Nombres algébriques et polynômes minimaux sur
modifierVoir Équation du troisième degré/Nombres algébriques de degré 3.
- Un nombre α est dit algébrique s'il est racine d'un polynôme non nul dont tous les coefficients sont des nombres rationnels.
- Le polynôme unitaire à coefficients rationnels de plus bas degré admettant α comme racine est appelé polynôme minimal de α.
- Si le polynôme minimal est de degré n, alors α est dit algébrique de degré n.
Un nombre est donc :
- algébrique de degré si et seulement s'il est rationnel ;
- algébrique de degré si et seulement s'il est racine d'un polynôme de degré à coefficients rationnels tout en n'étant racine d'aucun polynôme de degré à coefficients rationnels.
Exemples de nombres algébriques de degré
modifierLe nombre :
est algébrique de degré car il est racine de l'équation du quatrième degré :
- ,
dont les racines et les produits de deux racines sont irrationnels.
Posons et . Alors, et
- (voir cet exercice) donc
- .
Les quatre nombres sont donc bien les racines du polynôme proposé, et l'on peut ainsi préciser leurs valeurs :
- .
Ce polynôme est irréductible sur car ses racines et produits de deux racines sont irrationnels.
La propriété suivante s'en déduit immédiatement :
Pour , posons , et . Alors,
- (voir cet exercice) donc
- , or , donc
- , c'est-à-dire
- .
Les quatre nombres sont donc bien les racines du polynôme proposé, et l'on peut même préciser leurs valeurs : puisque
- ,
- ,
- ,
- ,
on a :
(et ).
Le polynôme est irréductible sur car ses racines et produits de deux racines sont irrationnels.
Changement de variable homographique
modifierVoir Équation du troisième degré/Nombres algébriques de degré 3#Changement de variable homographique.
Si est algébrique de degré alors, pour tous rationnels tels que ,
- est bien défini, et algébrique de degré .
Les nombres
- pour
(c'est-à-dire )
sont algébriques de degré et de même polynôme minimal :
- .
En effet, puisque et , ils sont liés aux quatre nombres de la propriété 1 par le changement de variable , or
- .
On peut même préciser leurs valeurs : par exemple,
- .
Les nombres
- pour
(c'est-à-dire )
sont algébriques de degré et de même polynôme minimal :
- .
En effet, puisque et , ils sont liés aux quatre nombres de la propriété 2 par le changement de variable , or
- .
On peut même préciser leurs valeurs : par exemple,
- .
De même, les nombres :
- pour
sont algébriques de degré et de même polynôme minimal :
- .
En effet, puisque et , ils sont liés, eux aussi, aux quatre nombres de la propriété 2, par le changement de variable , or
- .
On peut même préciser leurs valeurs : par exemple,
- .