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À la découverte
des racines

Wow quelle belle image, mais qu’est-ce qu’il se cache derrière ? On va vous expliquer tout cela. Mais tout d’abord, il faut introduire quelques notions mathématiques à commencer par les racines, qu’on a déjà rencontrées dans le titre. Mais qu’est-ce que sont des racines ?


Les racines sont les solutions d’un polynôme. Par exemple, le polynôme représente la boîte ci-dessous et les racines sont les nombres qui rentrent dans cette boîte et qui ressortent 0.


Plus précisément (et en termes mathématiques) on veut trouver des nombres x tel que le polynôme p(x) s’annule, c’est-à-dire p(x)=0. Dans ce cas les nombres x sont nos racines.

Par exemple, on veut trouver x tel que


x+1=0


On voit directement que x doit être -1 pour que le polynôme p(x)=x+1 (qui est de degré 1) s’annule. Dans ce cas, on a une racine qui est donc x = - 1. Cette racine, on peut la dessiner comme un point (1,0) sur un plan réel

X & Y Plane

y

0

1

x

Ci-dessus, on a vu un exemple d’un polynôme de degré 1, mais il y a un autre polynôme de degré 1 :

x - 1 = 0


Dans ce cas, la racine est x = 1 et on peut la dessiner par le point (-1,0).


Les deux polynômes qu’on a traités sont des polynômes dites unitaire (car le coefficient avant le x est bien 1) de degré 1.

Maintenants si on veut calculer toutes les racines des polynômes de degré 2 de la forme


x +ax+b=0


où a et b peuvent avoir les valeurs -1 et 1, c’est-à-dire


x + x + 1 = 0

x + x - 1 = 0

x - x - 1 = 0

x - x + 1 = 0


2

2

2

2

2

Nous auront 8 racines ! Donc si nous continuons ainsi, jusqu’aux polynômes unitaires de degré 15 par exemple, on obtient au total 32 768 racines ! C’est une quantité innombrable de racines ! En dessinant toutes ces racines sur le plan, on obtient cette belle l’image tout en haut.


Dans cette animation ci-dessous, on observe l’évolution des racines des polynômes unitaire du degré 1 jusqu’à 12 :

Projet réalisé par Claudia Marichal et Catia Alves Pires dans le cadre de l’option Mathématiques expérimentales à l’université du Luxembourg dans la formation du bachelor en mathématiques

Supervisé par Guendalina Palmirotta et Gabor Wiese