Racines Simples
1. **Énoncé du problème**:
On a $X = \sqrt{6} - 2\sqrt{5}$ et $Y = \sqrt{6} + 2\sqrt{5}$.
Nous devons:
a. Écrire $X$ et $Y$ avec un seul radical.
b. Calculer $X+Y$ et $X-Y$.
2. **Réécriture de $X$ et $Y$ avec un seul radical**:
On cherche des formes de type $\sqrt{a} - \sqrt{b}$ ou $\sqrt{a} + \sqrt{b}$ qui soient égales à $X$ et $Y$.
Essayons d'écrire $X$ sous la forme $\sqrt{A} - \sqrt{B}$.
En élevant au carré:
$$X^2 = (\sqrt{A} - \sqrt{B})^2 = A + B - 2\sqrt{AB}.$$
On veut que cela soit égal à:
$$X^2 = (\sqrt{6} - 2\sqrt{5})^2 = 6 + 4 \times 5 - 2 \times 2 \sqrt{30} = 6 + 20 - 4\sqrt{30} = 26 - 4\sqrt{30}.$$
Cela implique:
$$A + B = 26$$
$$2\sqrt{AB} = 4\sqrt{30} \implies \sqrt{AB} = 2\sqrt{30} \implies AB = 4 \times 30 = 120.$$
Résolvons le système:
$$A + B = 26$$
$$AB = 120.$$
Les racines de $t^2 - 26t + 120 = 0$ sont:
$$t = \frac{26 \pm \sqrt{26^2 - 4 \times 120}}{2} = \frac{26 \pm \sqrt{676 - 480}}{2} = \frac{26 \pm \sqrt{196}}{2} = \frac{26 \pm 14}{2}.$$
Ainsi:
$$t_1 = \frac{26 + 14}{2} = 20, \quad t_2 = \frac{26 - 14}{2} = 6.$$
Donc $A=20$ et $B=6$ (ou l'inverse).
Donc:
$$X = \sqrt{20} - \sqrt{6}.$$
De même, pour $Y$, on a:
$$Y = \sqrt{6} + 2\sqrt{5},$$
on peut l'écrire comme:
$$Y = \sqrt{A} + \sqrt{B}.$$
En élevant au carré:
$$Y^2 = A + B + 2\sqrt{AB}.$$
Comme précédemment:
$$Y^2 = (\sqrt{6} + 2\sqrt{5})^2 = 6 + 20 + 4\sqrt{30} = 26 + 4\sqrt{30}.$$
On retrouve donc les mêmes $A$ et $B$ avec:
$$A + B = 26$$
$$2\sqrt{AB} = 4\sqrt{30} \implies AB = 120.$$
Donc:
$$Y = \sqrt{20} + \sqrt{6}.$$
3. **Calcul de $X+Y$**:
$$X + Y = (\sqrt{20} - \sqrt{6}) + (\sqrt{20} + \sqrt{6}) = 2 \sqrt{20} = 2 \times 2\sqrt{5} = 4\sqrt{5}.$$
4. **Calcul de $X-Y$**:
$$X - Y = (\sqrt{20} - \sqrt{6}) - (\sqrt{20} + \sqrt{6}) = -2 \sqrt{6}.$$
**Réponses finales:**
a. $X = \sqrt{20} - \sqrt{6}$ et $Y = \sqrt{20} + \sqrt{6}$.
b. $X + Y = 4 \sqrt{5}$ et $X - Y = -2 \sqrt{6}$.