Équations bicarrées
Une équation bicarrée est par exemple 3x4 + 7x2 + 5 = 0. De manière générale, une équation est dite bicarrée si elle peut être ramenée, à l’aide de transformations équivalentes, à la forme
où a, b, c sont des nombres réels et le coefficient a est non nul. L’équation ressemble à une équation du second degré : seuls les exposants sont deux fois plus grands. Comment la résout-on ? En la transformant, à l’aide d’un petit tour de passe-passe, en une équation du second degré. Ce procédé s’appelle une substitution. On pose t = x2 et l’on remplace partout dans l’équation x2 par t. Prenons l’équation bicarrée suivante :
Tous les x2 sont remplacés par t, en n’oubliant pas que x4 est en réalité x2 · x2, donc que x4 = t2 :
On voit maintenant pourquoi nous avons fait cette substitution : nous avons obtenu une équation du second degré ordinaire. On peut la résoudre par exemple en calculant le discriminant, ou par la méthode de complétion du carré. Le discriminant vaut
Les racines de l’équation sont donc
On obtient deux racines :
Nous connaissons maintenant les solutions de l’équation du second degré t2 − 2t − 15 = 0. Il reste à déterminer les solutions de l’équation bicarrée d’origine. Si t vaut 5 ou −3, l’équation est vérifiée. Mais ce qui nous intéresse, ce n’est pas t, c’est x. Comme nous avons posé t = x2, il suffit de résoudre les équations
pour obtenir les solutions de l’équation d’origine en x. La première est simple : si x2 = 5, alors
La seconde est plus délicate, car x2 = −3 n’a pas de solution dans l’ensemble des nombres réels ; il faudrait chercher les solutions dans l’ensemble des nombres complexes. Si l’on ne cherche que les solutions réelles, on peut donc affirmer que l’équation bicarrée d’origine a deux racines réelles,