144 - Racines d’un polynôme. Fonctions symétriques élémentaires. Exemples et applications.2025

Rapport du jury 2023

Dans cette leçon, il est indispensable de bien définir l'ordre de multiplicité d'une racine (définition algébrique et analytique, quand c'est possible). Les fonctions symétriques élémentaires et les relations entre coefficients et racines doivent être maîtrisées et pouvoir être mises en oeuvre. Des méthodes, même élémentaires, de localisation des racines ont toute leur place et peuvent déboucher sur des résultats de topologie à propos de la continuité des racines.\r\rIl est pertinent d'introduire la notion de polynôme scindé et de citer le théorème de d'Alembert-Gauss. On peut faire apparaître le lien entre la recherche des racines d'un polynôme et la réduction des matrices. Les candidates et candidats peuvent également s'intéresser aux racines des polynômes orthogonaux, ou aux règles des signes de Descartes et de Sturm. L'étude des propriétés des nombres algébriques ont leur place dans cette leçon. La théorie des corps et le cas particulier des corps finis peuvent aussi être évoqués de façon pertinente.\r\rLes candidates et candidats peuvent aller plus loin en s'intéressant à des problèmes de localisation des valeurs propres, comme les disques de Gershgorin ou au calcul effectif d'expressions polynomiales symétriques des racines d'un polynôme.\r\rIl ne s'agit par contre en aucun cas d'adapter le plan de la leçon 141 : l'irréductibilité des polynômes peut être évoquée mais ne doit pas être l'élément central de la leçon.

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Développements

5 Loi de réciprocité quadratique (par le résultant)
5 Détermination du nombre de racines distinctes d'un polynôme
5 Théorème de d'Alembert-Gauss
5 Théorème de Bézout faible (par le résultant)
5 Théorème de Kronecker
5 Théorème de Gauss-Lucas
5 Formes de Hankel
5 Le théorème de Gauss-Lucas et une application
5 Le dénombrement des polynômes irréductibles unitaires sur un corps fini
5 Continuité des racines d'une suite de polynomes
5 Théorème de D'Alembert-Gauss par connexité
5 Théorème de Chevalley-Warning + EGZ
5 Décodage code cyclique par l'algorithme d'Euclide-Sugiyama
5 Continuité des racines d'un polynôme
5 Résultant : L'ensemble des nombres algébriques est une k-algèbre
5 Suites de Sturm
5 Table de caractères à valeurs entières (Condition suffisante pour que ton petit cousin lise ta table de caractères)
5 Théorème de d'Alembert-Gauss par la compacité
5 Anneau des entiers algébriques et degré d'une représentation irréductible
5 C est algébriquement clos (preuve par la réduction)
5 Nombre de racines d’un polynôme et formes quadratiques
5 Déterminant circulant
5 Un théorème de localisation des racines d'un polynôme (Cauchy, Ostrowski)
5 Corps des nombres algébriques
5 Localisation des valeurs propres
5 Théorème fondamental de l’algèbre
5 Théorème de Chebotarev
5 Théorème de Newton : décomposition en polynômes symétriques élémentaires
5 L'algèbre linéaire au service de la théorie des corps : la norme
5 Disques de Gerschgorin-composantes connexes
5 Lemme de Kronecker (la preuve à toto !) et lemme de Serre
5 Somme des 1/n^2 (version relation coef racine)
5 Un problème de dénombremement sur les corps finis : Le problème de Kakeya
4 Théorème de Stickelberger
4 Adhérence des racines de la matrice identité
4 Théorème de Burnside (Groupes simples)
4 Polynômes cyclotomiques sur les corps finis
4 Théorème de Gauss (polygones constructibles)
4 Construction des codes cycliques, classes cyclotomiques
4 Galois inverse
4 Structure des polynômes symétriques
4 Entiers algébriques et caractères irréductibles
4 Réductibilité des polynômes cyclotomiques
4 Etude des polynômes alternés
4 Automorphismes d'un corps cyclotomique
4 Cayley-Hamilton amélioré
4 Résultant, discriminant, applications
4 Isomorphisme de Harish-Chandra
4 Nombre de racines d'un polynôme par les formes quadratiques
4 Irréductibilité des polynômes cyclotomiques sur Q[X]
4 Spectre de la comatrice
3 Irréductibilité des polyômes cyclotomiques sur Q
3 Critère de Hermite
3 D'Alembert Gauss (avec des extension de corps)
3 Théorème de Frobenius
3 Critère de nilpotence par la trace
3 Caractérisation des triangles équilatéraux
3 Déterminant circulant et suite de polygones
3 Cyclotomie+Dirichlet faible+application aux GAF+Bonus sur Galois inverse
3 Théorème de d'Alembert Gauss
3 Deux matrices semblables dans C le sont dans R. Plus généralement : semblable dans L extension de K corps infini implique semblable dans K
3 Etude des polynômes cyclotomiques
3 Étude des polynômes cyclotomiques (+ corollaire sur les corps finis).
3 Partition d'un entier en parts fixées
3 Calcul d'intégral par la méthode de la quadrature de Gauss
3 Polynômes irréductibles sur Fq
2 Critère de nilpotence par la trace [doublon]
2 Nullstellensatz via le Lemme de Zariski pour les corps indénombrables
2 Théorème de l'élément primitif en caractéristique 0
1 Cas particulier du théorème de Dirichlet
1 Racines de l'unité dans Z/nZ
1 Lemme de Hensel
1 Méthode de Newton pour les polyômes
1 Algorithme de Faddeev
1 Nullstellensatz via le résultant (théorème des zéros de Hilbert)
1 Théorème de Lüroth

Plans

Rajouter une version
Utilisateur : Julos
La plupart des mes plans sont inspirés de Ewna, Agentb0, Jouaucon, Abarrier et Marvin. Merci à eux. Attention aux coquilles ! Mes plans sont, en général, scannés juste après que j'ai finis de rédiger, bien sur quand je les ai relu j'ai trouvé des erreurs. Les références sont à la fin des plans. C'est vraiment dur de trouver des devs pour cette leçon... J'ai finalement enlevé Gauss Lucas et j'ai mis Gauss Wantzel (c'est bof) je le justifie en disant qu'une racine d'un polynôme reste une racine après automorphisme (idée de Galois). Puis il y'a quelques propriétés qui viennent des polynômes cyclotomiques et leurs racines.
Références :
Retrouvez toutes les leçons et tous les développements, ainsi que des cours (avec les fichiers sources) sur mon site www.coquillagesetpoincare.fr
Références :
Utilisateur : Tintin
Cette leçon est relativement difficile car malgré le nombre de choses à dire il y a énormément de choses à maîtriser. Toute la difficulté réside dans les polynômes à plusieurs variables : il faut savoir exploiter les relations coefficients-racines et utiliser le théorème de structure sur les polynômes symétriques et comme c'est la seule leçon qui parle de ça, ça demande pas mal de travail juste pour une leçon... N'hésitez pas à me contacter si vous constatez ce qui semble être une erreur (typographie, mathématique, etc).
Références :
Tout-en-un MPSI
Cours d'algèbre
Algèbre : le grand combat: Cours et exercices
Oraux X-ENS Algèbre 1
Algèbre et probabilités
Carnet de voyage en Algébrie
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Utilisateur : TC&WM
Retrouvez tous nos plans de leçons ainsi que les fichiers latex associés à nos leçons sur notre site : https://sites.google.com/view/tribalchiefandwiseman/home?authuser=0 Bonne preparation à vous !
Références :
Utilisateur : Mathis Lemay
Cette leçon est relativement difficile même si on trouve facilement plein de choses à y mettre. La difficulté réside dans les polynômes à plusieurs variables : il faut savoir exploiter les relations coefficients-racines et utiliser le théorème de structure sur les polynômes symétriques et comme c'est la seule leçon qui parle de ça (du moins parmi mes plans) cela demande du travail juste pour cette leçon là... Dans le DEV 1, je rajoute une application pour durer 15 minutes, il s'agit du résultat suivant : Soit $G$ un sous-groupe fini de $\text{GL}_n(\mathbb{Z})$. L'application qui va de $G$ dans $\text{GL}_n(\mathbb{Z}/3\mathbb{Z})$, qui à une matrice associe la même matrice dont les coefficients sont réduits modulo 3 est un morphisme de groupes injectif (voir Carnet de Voyage en Algébrie).
Références :
Algèbre et probabilités
Cours d'algèbre
Théorie de Galois : Niveau L3-M1
Carnet de voyage en Algébrie
Oraux X-ENS Algèbre 1
Voici un plan possible pour la leçon 144. Mes plans sont très souvent inspirés de Ewna et Abarrier (merci à eux deux !)
Références :
Cours d'algèbre
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Algèbre
Oraux X-ENS Algèbre 1
Oraux X-ENS Algèbre 2
Petit guide de calcul différentiel
Utilisateur : Hugo
Attention, leçon piège par excellence. Les références sont indiquées à la fin du plan. N'hésitez pas à me contacter pour me signaler toute erreur ou imprécision.
Références :
Utilisateur : ma_tilde
Je suis restée dans les notions classiques car je n'ai pas le niveau d'explorer des horizons trop compliqués, j'espère que ça vous aidera à avoir une idée de ce qui peut être fait. Mes plans ne sont pas vérifiées donc il faut garder un regard critique sur ces derniers. En les révisant j'ai trouvé beaucoup de coquilles et fautes de frappes, j'ai essayé d'en corriger un maximum mais il est évident qu'il en reste encore, désolée pour cela. Les remarques en rose ne font pas partie du plan, c'était des remarques pour quand je les réviserai. Bon courage pour votre préparation !  Tout-en-un licence 1
Références :
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Algèbre : le grand combat: Cours et exercices
Cours d'algèbre
Utilisateur : Brunel
Mes métaplans ne sont pas vérifiés par une personne compétente, attention donc à la pertinence de ceux-ci.
Références :
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Cours d'algèbre
Algèbre
Corps commutatifs et théorie de Galois
Références :
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Algèbre
Cours d'algèbre
Objectif Agrégation
Utilisateur : Demesmay
Possibilité d'avoir ma version complète manuscrite en me contactant par mail.
Références :
Utilisateur : Agent B0
A la fin de l'année j'aurais rajouté la méthode QR, appliquée à la matrice compagnon associée à un polynôme. Et je changerais la partie localisation de racines.
Références :
Algèbre
Cours d'algèbre
Théorie de Galois
Calcul Formel
Utilisateur : JULIEN L
Les références sont à la fin du plan
Références :
Algèbre
Nouvelles histoires hédonistes de groupes et géométries
Utilisateur : RMaurice
Voici mes plans de leçons que j'ai réalisé en format complet. Si cela peut aider des gens, avec plaisir ! Tout mes plans de leçons sont inspirés majoritairement de Jouaucon, Marvin et abarrier ( Merci à eux ! ). Les références sont à la fin. Attention aux éventuels coquilles.
Références :
Utilisateur : EWna
Références :
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Cours d'algèbre
Algèbre et probabilités
Oraux X-ENS Algèbre 1
Algèbre L3
Utilisateur : Pandou
Références :
Oraux X-ENS Algèbre 1
Oraux X-ENS Algèbre 2
Théorie de Galois
Cours d'algèbre
Algèbre pour la licence 3
Utilisateur : Jouaucon
Plan très fortement inspiré du plan de M. Cacitti-Holland: http://perso.eleves.ens-rennes.fr/~dcaci409/Agregation.html#lecons Références en fin de plan avec les notations: [Rom] Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie : Jean Etienne Rombaldi [Per] Cours d'algèbre : Perrin [Goz] Théorie de Galois : Gozard [FGN Al1] Oraux X-ENS Algèbre 1 : Francinou, Gianella, Nicolas [FGN An2] Oraux X-ENS Analyse 2 : Francinou, Gianella, Nicolas [FGN Al2] Oraux X-ENS Algèbre 2 : Francinou, Gianella, Nicolas
Références :
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Cours d'algèbre
Théorie de Galois
Oraux X-ENS Algèbre 1
Oraux X-ENS Analyse 2
Oraux X-ENS Algèbre 2
Utilisateur : Maurer
Références :
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Algèbre
Cours d'algèbre
Algèbre L3
Utilisateur : Manon DUBOIS
Références :
Utilisateur : Manon DUBOIS
Références :
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Théorie de Galois
Utilisateur : Marvin
La dernière partie ne me plaît pas vraiment ... Elle constitue une sorte de \"Applications\".
Références :
Elements de théorie des anneaux
Oraux X-ENS Algèbre 1
Théorie des corps
Algèbre
Mathématiques pour l'agrégation: Algèbre et géométrie
Cours d'algèbre
Utilisateur : F.A.
Toutes les références sont à la fin du plan. Mes excuses pour l'écriture, et attention aux coquilles...
Références :
Utilisateur : abarrier
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Utilisateur : Owen
Références :
Théorie de Galois
Algèbre
Elements de théorie des anneaux
Cours de mathématiques, tome 1 : Algèbre
Cours d'algèbre
Objectif Agrégation
Utilisateur : Alexandre
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Utilisateur : Inèss
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Utilisateur : nitro
Encore incomplet...
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Utilisateur : Agnielli
Ebauche numérique de plan.
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Utilisateur : Victor
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Retours

Utilisateur : CouZaert | Année : 2023
Leçon choisie : 1502
Autre leçon : Déterminant. Exemples et applications.2025
Développement choisi par le jury : Formes de Hankel
Autre développement proposé : Pas de réponse fournie.
Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :
J'ai présenté dans une première partie les définitions de multiplicité algébrique et analytique, en mentionnant leur équivalence, puis la définition des fonctions symétriques élémentaires et relation coefficient-racine, et enfin mon premier développement, les formes de Hankel. J'ai ensuite parlé d'extension algébrique de corps avec le Perrin, puis de nombres constructibles avec mon deuxième développement. Le jury a choisi les formes de Hankel, et ne m'a jamais parlé de nombres constructibles.. Les questions qui m'ont été posées : - Pourquoi la multiplicité analytique et égale à la multiplicité algébrique? (je me suis peut-être un peu embourbée dans ma démonstration, alors qu'il y avait plus simple), ils m'ont fait remarquer qu'il fallait un corps de caractéristique nulle pour que ma démo marche. - Quelle est la forme de Hankel du polynôme $X^3-aX^2 + bX -c$, en supposant connues les sommes de Newton? J'ai juste écrit la définition de la forme quadratique de l'énoncé sans aller plus loin, à mon avis, il voulait savoir si j'allais oublier les facteurs 2 ou non. - $X^n - X+1$ est-il scindé à racines simples? calculer $\sum_{\omega~racine} \frac 1\omega$ - Pouquoi un corps fini n'est jamais algébriquement clos? - Soit $P \in \mathbb Z[X]$ tel que $P(0) \eq 0$ et $(*) : P(\omega) = 0 \implies |\omega| \leq 1$ 1) trouver $A \in \mathcal M_n(\mathbb Z) | \chi_A = P$ 2) MQ il n'existe qu'un nombre fini de $P \in \mathbb Z[X]$ vérifiant $(*)$ 3) conclure que les $\omega$ sont des racines de l'unité (pas fini, mais on n'était plus très loin) - Soit $x = (x_1,...,x_n) , y= (y_1,...,y_n) \in \mathbb C^n$ tels que, pour tout polynôme symétrique $P, P(x) = P(y)$. Montrer que $x$ et $y$ sont dans la même orbite pour l'action naturelle du groupe symétrique sur les n-uplets.
Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?
Ils m'ont pas mal apporté d'aide au cours de l'entretien, sans pour autant que je sois passive. J'ai su réagir à chaque indice. J'ai d'ailleurs trivialisé la dernière question en un rien de temps, alors que la personne qui m'a posé la question avait peur qu'on n'ait pas le temps de finir, ce qui a eu l'air de beaucoup impressionner un autre membre du jury.
L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.
Je me suis sentie très à l'aise durant cet oral, ce qui m'a beaucoup surprise, parce que tout au long de l'année, j'ai toujours eu un peu de mal à être à confiante à l'oral.
Note obtenue : 15.25
Références:
Utilisateur : CouZaert | Année : 2023
Leçon choisie : 1502
Autre leçon : Déterminant. Exemples et applications.2025
Développement choisi par le jury : Formes de Hankel
Autre développement proposé : Pas de réponse fournie.
Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :
doublon accidentel, ignorez ce retour
Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?
L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.
Note obtenue : Pas de réponse fournie.
Références:
Utilisateur : Camille C. | Année : 2019
Leçon choisie : 1502
Autre leçon : Exemples d'actions de groupes sur les espaces de matrices.2022
Développement choisi par le jury : Théorème de d'Alembert-Gauss par la compacité
Autre développement proposé : Pas de réponse fournie.
Résumé de l'échange avec le jury (questions/réponses/remarques) :
Développement: On m'a demandé de justifier l'initialisation d'une récurrence et pourquoi fermé + borné => compact en dim finie Plan : Je n'avais pas top insisté dans mon plan sur la partie \"fonctions symétriques élémentaires\" donc ils ont fait un gros focus dessus durant l'entretien. Questions : - pourquoi parle-t-on de fonctions \"symétriques\"? - résolution d'un système avec 3 inconnus où il fallait utiliser les fonctions symétriques élémentaires (sans me le dire évidemment ;) ) - trouver les racines d'un polynôme de degré 3 sans racine évidente - f endomorphisme de E, un R-ev, tel que f²=Id. Montrer que E est de dim paire
Quelle a été l'attitude du jury (muet/aide/cassant) ?
Très souriants dès le début, très encourageant et bienveillants tout du long.
L'oral s'est-il passé comme vous l'imaginiez ou avez-vous été surpris par certains points ? Cette question concerne aussi la préparation.
Préparation : le président du jury est présent et très rassurant lors de notre premier tirage, la salle des tirages est séparée de la salle de préparation, personne ne vérifie si nos livres sont annotés, on se ballade comme on veut dans les couloirs à la recherche des livres qu'on veut (et il y en a beaucoup !!) Jury : on nous prend nos leçons et tous nos brouillons à la fin de l'épreuve pour les jeter
Note obtenue : Pas de réponse fournie.
Références: