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Calcul formel dans la base des polynômes unitaires de Chebyshev / Symbolic computing with the basis of Chebyshev's monic polynomials

Tran, Cuong 09 October 2015 (has links)
Nous proposons des méthodes simples et efficaces pour manipuler des expressions trigonométriques de la forme $F=\sum_{k} f_k\cos\tfrac{k\pi}{n}, f_k\in Z$ où $d<n$ fixé. Nous utilisons les polynômes unitaires de Chebyshev qui forment une base de $Z[x]$ avec laquelle toutes les opérations arithmétiques peuvent être exécutées aussi rapidement qu'avec la base de monômes, mais également déterminer le signe et une approximation de $F$, calculer le polynôme minimal de $F$. Dans ce cadre nous calculons efficacement le polynôme minimal de $2\cos\frac{\pi}{n}$ et aussi le polynôme cyclotomique $\Phi_n$. Nous appliquons ces méthodes au calcul des diagrammes de nœuds de Chebyshev $C(a,b,c,\varphi) : x=T_a(t), y=T_b(t), z=T_c(t+\varphi)$, ce qui permet de tester si une courbe donnée est un nœud, et aussi lister tous les nœuds de Chebyshev possibles quand un triple $(a,b,c)$ fixé en bonne complexité. / We propose a set of simple and fast algorithms for evaluating and using trigonometric expressions in the form $F=\sum_{k}f_k\cos\frac{k\pi}{n}$, $f_k\in Z$ where $d<n$ fixed. We make use of the monic Chebyshev polynomials as a basis of $Z[x]$. We can perform arithmetic operations (multiplication, division, gcd) on polynomials expressed in a Chebyshev basis (with the same bit-complexity as in the monomial basis), compute the sign of $F$, evaluate it numerically and compute its minimal polynomial in $Q[x]$. We propose simple and efficient algorithms for computing the minimal polynomial of $2\cos\frac{\pi}{n}$ and also the cyclotomic polynomial $\Phi_n$. As an application, we give a method to determine the Chebyshev knot's diagrams $C(a,b,c,\varphi) : x=T_a(t),y=T_b(t), z=T_c(t+\varphi)$ which allows to test if a given curve is a Chebyshev knot, and point out all the possible Chebyshev knots coressponding a fixed triple $(a,b,c)$, all of these computings can be done with a good bit complexity.

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