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Polynomial

Un polynôme est une combinaison linéaire de puissances d'une variable (p. ex. ax²+bx+c), admettant addition, soustraction, multiplication, division, dérivation et intégration ; il est le fondement de l'algèbre et du calcul numérique.

Objectif

Représenter et manipuler des expressions algébriques, la base de l'interpolation, de l'approximation et de la résolution d'équations.

Mécanisme

P(x)=a_n×x^n+...+a_1×x+a_0. Le degré est la plus grande puissance. Addition et soustraction agissent coefficient par coefficient ; la multiplication convole les coefficients. L'évaluation utilise la méthode de Horner en O(n). Recherche de racines : formules fermées aux bas degrés, itération de Newton aux hauts. La FFT accélère la multiplication polynomiale en O(n log n).

Cas d’usage

  • Ajustement de courbes et interpolation
  • Codes correcteurs (Reed-Solomon)
  • Polynômes générateurs de CRC
  • Approximation numérique

Exemples

  • entrée
    2x²+3x+1 at x=2
    Output
    2×4+3×2+1=15

    Horner evaluation

Erreurs courantes

High-degree polynomials are numerically unstable
Use orthogonal polynomials or center the variable

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References