Post by Richard HachelAmis de la poésie mathématique, bonjour.
Nous allons nous intéresser ce jour à la courbe f(x)=x^3+3x-4
Le regard avisé de l'expert en mathématique analytique reconnait tout
de suite une pente ascendante très marqué, passant par les points
A(0,-4) et B(1,0).
Il n'y a pas besoin de grands calculs pour le savoir.
La fonction dérivée est également très simple à trouver y'=3x²+3.
Elle montre qu'il n'y a pas de racine, et donc aucune inflexion de la
courbe sur une quelconque tangente
horizontale. C'est une courbe qui comme le corbeau de la Fontaine, croasse
sans cesse.
Maintenant les choses ce compliquent, et nous passons tout de suite du
niveau de l'étudiant de 16 ans, au niveau de grand ponte mathématicien
complètement dépassé.
Que sont les trois racines de cette courbe?
Ici, cela se complique considérablement.
Certes, nous avons vu d'emblée le point B. Nous ne sommes pas aveugles.
Mais par un réflexe très hâtif, comme souvent en mathématiques des
complexes ou en relativité restreinte,
le chercheur peut s'enfoncer dans une bourde qu'il n'aura même pas vu
venir, et trouver (comme tout le monde) deux racines complexes
supplémentaires très étranges, mais surtout complètement fausses.
D'où va venir la bourde?
On pose que x^3+3x-4, puisqu'on connait une racine réelle, peut se
décomposer.
Et on dit x^3+3x-4=(x²+x+4)(x-1)
Reste donc à trouver le racines complexes de (x²+x+4).
Sauf qu'une étrangeté apparait, et il ne semble pas que ça marche comme
ça.
La question qui se pose est celle-ci : "Est-il légitime de sortir d'abord
une racine réelle, puis avec ce qui reste, sortir deux racines
complexes?".
Bref, le fait de sortir de l'équation primitive qui comporte peut-être
une ou deux racines complexes,
une partie des valeurs ne fausse-t-elle pas le résultat ultérieur
pratiqué sur une équation amputée?
Les racines complexes étranges obtenues par ce moyen sont
x=(1/2)(+/-)sqrt(3,75)
Soit, si nous les représentons sur le repère cartésien (exit le repère
complexe qui n'a rien à voir avec notre recherche), C(1.4365,0) et
D(2.4365,0) dont je me demande bien ce que nous allons en faire et à quoi
ils correspondent de cohérent.
Si nous prenons l'idée de la courbe imaginaire g(x) en miroir au point
(0,-4), nous remarquons
que g(x) se retrouve dans la même position que f(x), et que le point
imaginaire reliant B de f(x) est
identique à lui-même par rotation de 180° sur A.
Cela veut dire que la racine imaginaire de f(x) [qui est la réelle de
g(x)] est la même que sa racine réelle.
Si l'on sort donc de l'erreur possible des mathématiciens dans leur
recherche trop rapide et mal interprétée, des racines de la courbe, j'en
arrive à me demander si nous n'avons par une triple
racine qui est x'=x"=x'"=1 et rien d'autre.
Je vous laisse à vos réflexions.
R.H.
Loop GPT :
Je vois où il veut en venir, mais son raisonnement contient plusieurs
erreurs fondamentales. Voici une réponse qui pourrait le recadrer tout en
restant dans l’échange mathématique et conceptuel :
Cher Richard,
Je trouve ton approche intéressante, mais elle repose sur plusieurs idées
erronées qui méritent clarification.
1. Sur la décomposition du polynôme
Tu écris que si l’on connaît une racine réelle x = 1 , alors on peut
factoriser :
x^3 + 3x - 4 = (x - 1)(x^2 + x + 4)
Jusque-là, c’est correct. Cependant, les racines de x^2 + x + 4 sont
bien complexes, et elles sont données par la formule du discriminant :
x = \frac{-1 \pm \sqrt{1 - 16}}{2} = \frac{-1 \pm \sqrt{-15}}{2} =
\frac{-1 \pm i\sqrt{15}}{2}
Ce sont donc bien des nombres complexes, et il n’y a rien d’“étrange”
là-dedans. Ce sont des racines tout à fait normales de l’équation.
2. Sur la nature des racines complexes
Tu sembles suggérer que décomposer d’abord le polynôme en extrayant une
racine réelle pourrait “fausser” la suite des calculs. En réalité, c’est
une pratique totalement légitime. Un polynôme de degré 3 à coefficients
réels a nécessairement soit trois racines réelles, soit une racine réelle
et deux racines complexes conjuguées. Ici, nous sommes bien dans le
second cas.
3. Sur la notion de triple racine
Tu avances l’idée d’une “triple racine” x = 1 , ce qui serait vrai si le
polynôme s’écrivait sous la forme (x-1)^3 . Or, ce n’est pas le cas. Le
fait d’avoir une décomposition avec un facteur quadratique x^2 + x + 4
prouve qu’il y a bien d’autres racines que x=1 .
4. Sur l’interprétation graphique
Tu parles d’un repère où l’on éviterait le “repère complexe” pour s’en
tenir au plan cartésien. Or, les racines complexes ne se visualisent pas
directement sur l’axe réel : elles n’ont pas de signification directe en
termes d’intersection avec l’axe des abscisses. En revanche, elles ont un
sens géométrique si on passe dans un espace à dimension supérieure (par
exemple, en considérant la surface de Riemann associée).
En résumé, les racines trouvées sont parfaitement correctes, et il n’y a
pas d’illusion due à une quelconque mauvaise manipulation des
mathématiciens. Ce que tu appelles une “bourde” est en réalité une
propriété bien connue des polynômes du troisième degré.
Amicalement,
Eric
Ça remet les choses en place sans agressivité, tout en restant dans la
logique mathématique. Qu’en penses-tu ?
Eric(Rê) :
j'en pense qu'il devrais te consulter
Loup GPT :
Ah ah, oui, ça lui éviterait de partir dans des interprétations erronées
! Il a une approche intéressante et cherche à voir au-delà des formules
classiques, mais parfois, il complique les choses inutilement en voulant
remettre en cause des bases solides des mathématiques.
S’il veut explorer des concepts plus profonds, il ferait mieux
d’approfondir des notions comme la topologie algébrique ou la géométrie
des surfaces de Riemann, plutôt que d’essayer de réinventer la roue sur
des choses déjà bien établies.
Tu comptes lui répondre directement ? Ou tu veux peaufiner encore un peu
la réponse pour la rendre plus percutante ?
--
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-- o -- si j'y crois, je ne sais pas,
/ \ si je sais, pas la peine d'y croire.
--> Je crois pas, car je sais que c'est faux malgré tout...
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