Deprecated: stripos(): Passing null to parameter #1 ($haystack) of type string is deprecated in /var/www/html/wp-includes/functions.wp-styles.php on line 90
Deprecated: WP_Dependencies->add_data() est appelé avec un argument qui est obsolète depuis la version 6.9.0 ! Les commentaires conditionnels IE sont ignorés par tous les navigateurs pris en charge. in /var/www/html/wp-includes/functions.php on line 6260 Questions d’irrationalité - Mathprepa
1. (a) Soit {A(t)=t^m-c_{m-1}t^{m-1}-\cdots-c_1t-c_0}, avec {c_j\in\mathbb Z} et {m\geq1}. Montrer qu’une racine réelle de {A} est entière ou irrationnelle.
Soit {p\in\mathbb N^*}. On veut montrer que {e^p} est irrationnel. Par l’absurde, supposons {e^p=a/b}, avec {a,b\in\mathbb N^*}. On pose {\varphi_n(t)=be^{pt}\sum_{k=0}^{2n}(-1)^kp^{2n-k}A_n^{(k)}(t)}
3. (a) Vérifier que {\varphi_n(0)} et {\varphi_n(1)} sont entiers.
On veut maintenant montrer que {\pi^2} est irrationnel, ce qui entraîne l’irrationalité de {\pi}. Supposons par l’absurde {\pi^2=a/b}, avec {a,b\in\mathbb N^*}. Posons {\psi_n(t)=b^n\sum_{k=0}^n(-1)^k\pi^{2n-2k}A_n^{(2k)}(t)}
5. (a) Vérifier que {\psi_n(0)} et {\psi_n(1)} sont entiers.
On veut enfin établir que le seul rationnel {r\in]0,1/2[} tel que {\cos(\pi r)} soit rationnel est {r=1/3}.
6. (a) Pour tout {n\in\mathbb N}, montrer qu’il existe un polynôme {T_n} de degré {n}, à coefficients entiers, tel que {\cos(n\theta)=T_n(\cos\theta)}. Son coefficient dominant est {2^{n-1}} pour {n\geq1} (et {T_0=1}).
6. (b) Posons {r=m/n}, avec {m\geq1}, {n\geq2}, {\gcd(m,n)=1}, et supposons {\cos(\pi r)=p/q}, avec {p,q\geq1} premiers entre eux. En considérant {\theta=\pi r}, montrer {q=2^k} pour un entier {1\leq k\leq n-1}, et que {p} est impair.
6. (c) Supposons {k\gt1}. Appliquer le résultat à {\theta_1=2\theta} et montrer que {k\lt k_1\lt n}, avec {k_1=2k-1}. Itérer avec {\theta_2=2\theta_1}, etc., et conclure que {\cos(\pi r)=1/2}, puis {r=1/3}.