Première solution
On prend P=(X+1)2026−2. Ses coefficients sont (k2026) pour k≥1, et le terme constant vaut -1 , donc aucun n’est nul. Or P(X−1)= X2026−2 est irréductible par Eisenstein en 2.
De même, Φ2027(X+1)=∑k=02026(k+12027)Xk convient.
Seconde solution
Le polynôme
P=k=0∑2026pk+1Xk=2+3X+5X2+⋯+p2027X2026,
où pk est le k-ième nombre premier, est irréductible sur Q. Le résultat vaut d’ailleurs en tout degré.
Proposition. Si 0<a0<a1<⋯<an sont des entiers et si an est premier, alors P= ∑akXk est irréductible sur Q.
Étape 1 : les racines sont dans le disque unité ouvert (Eneström-Kakeya). On écrit
(1−X)P(X)=a0+k=1∑n(ak−ak−1)Xk−anXn+1.
Soit z une racine de P avec ∣z∣≥1. Alors
an∣z∣n+1≤a0+k=1∑n(ak−ak−1)∣z∣k≤∣z∣n(a0+k=1∑n(ak−ak−1))=an∣z∣n.
On en déduit ∣z∣=1, avec égalité dans l’inégalité triangulaire. Comme a0>0 et a1−a0>0, cela force z à être réel positif, donc z=1. Mais P(1)>0, contradiction. Ainsi toutes les racines vérifient ∣z∣<1.
Étape 2 : l’argument de factorisation. Par le lemme de Gauss, il suffit d’exclure une factorisation P=QR dans Z[X] avec degQ,degR≥1.
On l’applique avec ak=pk+1 et n=2026 : la suite est strictement croissante et a2026=p2027 est premier.