[PDF] Les symboles somme et produit - Lycée dAdultes





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Séries

k?0 qk est la suite des sommes partielles : S0 = 1. S1 = 1 + q Le fait de calculer la somme d'une série à partir de k = 0 est purement conventionnel.



Calcul Algébrique

1 Cours. 1.1 Sommes et produits. Nous commençons par les sommes. L'écriture. 5. ? k=0. 2k se lit « somme pour k allant de zéro à cinq de deux puissance k » 



Modifications of statistics under dimer diffusion Supplementary

(-2)i i! [ ln(A - x) ]i] - 2(3?2). A - x. = K3 + [K3?1. (-2)1. 1! print("Sum of probabilities : "somme) ... k=k+1; jp[s]=jp[s]*math.exp(-xa);.





Feuille dexercices n?8 : corrigé

13-Dec-2011 1. 3n . La série est donc convergente de somme ... k=1 ln. ( (n + 1)2 n(n + 2). ) = ln 2. Exercice 2 (**).



Sur certaines sommes dexponentielles sur les nombres premiers

Mots-clés : Sommes d'exponentielles nombres premiers form f(X) = Xk + uX (k integer différent from 0 and 1). ... H^U 0 F



Exercices de mathématiques - Exo7

k=1 arctan 2 k2 . Correction ?. [005143]. Exercice 8 I. Calculer les sommes suivantes : 1 



Sommes et séries

k?1. 1 k? converge si ? > 1 et diverge si ? ? 1. 2.3 Opérations. Méfiance Chercher l'erreur : ?+? k=0.



Chapitre IV : Calculs algébriques I La somme ? et le produit ?

— (2k + 1)k?N est la suite des entiers naturels impairs. — (. ? x)x?R+ est une autre écriture pour désigner la fonction x ??. ?.



On the modular Jones polynomial

03-Aug-2020 some n then it is negative for nk with any k ? 1. ... tivement



[PDF] [PDF] Séries - Exo7 - Cours de mathématiques

k?0 qk est la suite des sommes partielles : S0 = 1 S1 = 1 + q Le fait de calculer la somme d'une série à partir de k = 0 est purement conventionnel



[PDF] CALCULS ALGÉBRIQUES Sommes et produits finis

k=1 k2 et S3 = n ? k=1 k3 Exercice 4 : Soit n ? N? Factorisez la somme 1 n+2 (n?1)+···+(n?1) 2+n 1 Exercice 5 : Somme de termes en progression 



[PDF] sommespdf - Pascal Ortiz

k=i xk — les indices de la somme parcourraient l'ensemble {k ; j ? k ? i} qui est l'ensemble vide et donc S = 0 Indice muet La somme S = 10 ? k=1



[PDF] Calcul Algébrique

1 Cours 1 1 Sommes et produits Nous commençons par les sommes L'écriture 5 ? k=0 2k se lit « somme pour k allant de zéro à cinq de deux puissance k » 



[PDF] Chapitre 1 - Calculs de sommes

Pour représenter de façon plus condensée la somme des premiers entiers on écrit : 1+2+ ··· + n = n ? k=1 k (prononcer « somme des k pour k allant de 1 à 



[PDF] Sommes et séries - Maths ECE

Produit en somme ? n k=0 (k + 1) (k + 2) Binôme O`u doit on retrouver l'indice de sommation ? O`u retrouve-t-on la puissance ? Calculer ? n k=0 (n?1



[PDF] Chapitre IV : Calculs algébriques I La somme ? et le produit ?

La somme totale (ou le produit) ne doit JAMAIS dépendre de l'indice de sommation (ou de multiplication) Des monstruosités du genre ?10k k=1 ak ou ?100





[PDF] Sommes et produits

Après un changement d'indice le nombre de termes dans la somme doit rester inchangé ! Exemples : E 1 p X k=2



  • Quelle est la somme de K ?

    k = 2 × n (n + 1) 2 = n (n + 1). La première propriété peut être vue comme un réarrangement des termes de la somme initiale.

  • Comment calculer la somme de K ?

    k = n(n + 1) 2 . k =1= 1(1 + 1) 2 . + (n + 1) . + (n + 1) = n(n + 1) 2 + (n + 1) .

  • Comment faire un changement d'indice dans une somme ?

    un changement par décalage d'indice : on pose l = k + j ?? k = l ? j où k est un entier fixé. un changement où on inverse l'ordre d'énumération : on pose l = n ? k ?? k = n ? l. Après un changement d'indice, le nombre de termes dans la somme doit rester inchangé

  • On peut donc simplifier l'écriture d'une somme algébrique en l'écrivant sans parenthèses. peut aussi s'écrire A = –12 + 8 – 10 – 4 + 6. Complète par les nombres entre parenthèses, puis supprime les parenthèses avant de terminer le calcul.

    1a – (–b) = a + b.2a + (–b) = a – b.3(–a) + b = –a + b.
Les symboles somme et produit - Lycée dAdultes DERNIÈRE IMPRESSION LE27 février 2017 à 15:46

Les symboles somme et produit

Table des matières

1 Le symbole sommeΣ2

1.1 Définition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2 Linéarité et changement d"indice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Sommes télescopiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.4 Sommes à connaître. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.5 Sommes doubles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2 Le symbole produitΠ9

2.1 Définition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Relation produit - somme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.3 Produits télescopiques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

PAUL MILAN1VERS LE SUPÉRIEUR

1. LE SYMBOLE SOMMEΣ

1 Le symbole sommeΣ

1.1 Définition

Définition 1 :Soit(ai)une suite de nombres réels ou complexes. Soit deux entiers naturelsnetptels quep?n, on définit la somme suivante par : n∑ k=pa k=ap+ap+1+···+an Soit I un sous-ensemble fini deN, la somme de tous les termesai,idécrivant I sera notée∑ i?Ia i

Remarque :

•La variablekest une variable muette, c"est à dire qu"une fois la somme calculée, le résultat ne dépend plus dek. On peut donc lui donner le nom qu"on veut :i, j,k, etc. à exception des bornes de la somme, icipetn:n∑ k=pa k=n∑ i=pa i=n∑ j=pa j

•On retrouve cette variable muette, lorsque l"on veut calculer une somme àl"aide d"un algorithme. (boucle Pour)

•Lorsque les termes de la somme ne dépendent pas de la variable, on somme des termes constants donc : n∑ k=03=3+3···+3? n+1 termes=3(n+1)

•Si I={2;4;6}alors∑

i?Ia i=a2+a4+a6.

Exemples :

•1+2+···+n=n∑

k=1k.

•1+2+22+···+2n=n∑

k=02k. •1 n+1+1n+2+···+12n=n∑ k=11n+k.

•1+3+5+···+(2n-1) =n∑

k=1(2k-1). ?Ne pas confondre : n∑ k=1(k+1) =n∑ k=1k+navecn∑ k=1k+1 les parenthèses font toute la différence. n∑ k=022k(n+1 termes) et2n∑ k=02k(2n+1 termes) Propriété 1 :Relation de Chasles et linéarité :

Relation de Chasles :

n∑ k=pa k= m∑ k=pa k+n∑ k= m+1 ak

L"opérateur somme est linéaire :

n∑ k=p(αak+βbk) =αn∑ k=pa k+βn∑ k=pb k.

PAUL MILAN2VERS LE SUPÉRIEUR

1. LE SYMBOLE SOMMEΣ

Exemple :n∑

k=0a k=

2∑

k=0a k+n∑ k= 3 aketn∑ k=0(3k+4k) =n∑ k=03k+4n∑ k=0k

1.2 Linéarité et changement d"indice

Propriété 2 :Changement d"indice.

L"expression à l"aide du symbole

∑n"est pas unique. On peut écrire une somme avec des indices différents. Les changements d"indicesk→k+p(translation)k→p-k(symétrie) sont les plus fréquents :n∑ k=1a k=n+p k=p+1a k-p=p-1 k=p-na p-k

Exemples :Calculer la somme :Sn=n∑

k=1?

1k-1k+1?

•On utilise la linéarité :Sn=n∑

k=11k-n∑ k=11k+1 •On effectue un changement d"indice sur la deuxième somme :k→k+1 : S n=n∑ k=11 k-n+1∑ k=21k. k=21k-n∑ k=21k-k=n+1? ???1 n+1=1-1n+1

Pourn?2, on considère la sommeSn=n+1∑

k=2k22k-1. Faire une translation d"indice pour que la nouvelle variable varieentre 0 et(n-1) et une symétrie d"indice pour que la nouvelle variable varie entre 2et(n+1). •Pour la translation, il suffit de faire :k→k-2, on a alors : S n=n-1∑ k=0(k+2)22(k+2)-1=n-1∑ k=0(k+2)22k+3 •Pour la symétrie, il faut déterminer le milieu :2+ (n+1)2=n+32. On effectue alors la symétriek→n+3-k, on a alors : S n=n+1∑ k=2(n+3-k)22(n+3-k)-1=n+1∑ k=2(n+3-k)22n+5-2k

PAUL MILAN3VERS LE SUPÉRIEUR

1. LE SYMBOLE SOMMEΣ

1.3 Sommes télescopiques

Théorème 1 :Sommes télescopiques

Soit une suite(an)une suite de nombres réels ou complexes, on a : ?n,p?N,p?n,n∑ k=p(ak+1-ak) =an+1-ap

Remarque :n∑

k=0(ak+1-ak) =an+1-a0etn∑ k=0(bk-bk+1) =b0-bn+1

Démonstration :On pose :Sn=n∑

k=p(ak+1-ak)

•On utilise la linéarité :Sn=n∑

k=pa k+1-n∑ k=pa k •On effectue un changement d"indice sur la première somme :k→k+1 S n=n+1∑ k=p+1a k-n∑ k=pa k •On sépare les termes différents :Sn=an+1+n∑ k=p+1a k-n∑ k=p+1a k-ap=an+1-ap Exemples :Lessommestélescopiquessontuneméthodetrèsefficacepourcalcu- ler la somme des termes d"une suite(un). Il s"agit de trouver une suite(vn)pour queun=vn+1-vn. Ce n"est bien sûr pas toujours possible malheureusement.

Calculer les sommes suivantes :

•Sn=n∑

k=11k(k+1): on décompose1k(k+1)en1k-1k+1 S n=n∑ k=11 k(k+1)=n∑ k=1?

1k-1k+1?

=1-1n+1.

•Rn=n∑

k=1k×k! : on décomposek×k! en(k+1)k!-k!= (k+1)!-k! R n=n∑ k=1k×k!=n∑ k=1[ (k+1)!-k!]= (n+1)!-1

•Tn=n∑

k=11k(k+1)(k+2) a k(k+1)-a(k+1)(k+2)=a(k+2)-akk(k+1)(k+2)=2ak(k+1)(k+2), on aa=12 T n=n∑ k=11 k(k+1)(k+2)=12n∑ k=1?

1k(k+1)-1(k+1)(k+2)?

1 2?

12-1(n+1)(n+2)?

n(n+3)

4(n+1)(n+2)

PAUL MILAN4VERS LE SUPÉRIEUR

1. LE SYMBOLE SOMMEΣ

1.4 Sommes à connaître

Théorème 2 :Somme des entiers, des carrés, des cubes Pour tout entier naturelnnon nul, on a les relations suivantes :

•S1(n) =n∑

k=1k=1+2+···+n=n(n+1)2

•S2(n) =n∑

k=1k2=1+4+···+n2=n(n+1)(2n+1)6

•S3(n) =n∑

k=1k3=1+8+···+n3=n2(n+1)24 Démonstration :La première formule a été démontré en première en ordon- nant la somme dans l"ordre croissant puis dans l"ordre décroissant. Les deux der- nières formules ont été démontré en terminale par récurrence. Mais les démons- trations directes sont possibles à l"aide de sommes télescopiques. On pourrait généraliser ces démonstration aux somme des puissancespième des entiers na- turels.

•S1(n), on utilise la sommen∑

k=1[(k+1)2-k2] = (n+1)2-1 n∑ k=1[(k+1)2-k2] =n∑ k=1(k2+2k+1-k2) =n∑ k=1(2k+1) =2n∑ k=1k+n∑ k=11=2S1(n) +n

On en déduit que :

2S1(n) +n= (n+1)2-1?S1(n) =(n+1)2-(n+1)

2=n(n+1)2

S2(n), on utilise la sommen∑

k=1[(k+1)3-k3] = (n+1)3-1 n∑ k=1[(k+1)3-k3] =n∑ k=1(k3+3k2+3k+1-k3) =n∑ k=1(3k2+3k+1) =3n∑ k=1k2+3n∑ k=1k+n∑ k=11=3S2(n) +3S1(n) +n

On en déduit que :

3S2(n)+3S1(n)+n= (n+1)3-1?3S2(n) =?(n+1)3-1-3S1(n)-n??

S 2=1 3? (n+1)3-3n(n+1)2-(n+1)? =2(n+1)3-3n(n+1)-2(n+1)6 (n+1)(2n2+4n+2-3n-2)

6=(n+1)(2n2+n)6=n(n+1)(2n+1)6

PAUL MILAN5VERS LE SUPÉRIEUR

1. LE SYMBOLE SOMMEΣ

•S3(n), on utilise la sommen∑

k=1[(k+1)4-k4] = (n+1)4-1 n∑ k=1[(k+1)4-k4] =n∑ k=1(k4+4k3+6k2+4k+1-k4) =n∑ k=1(4k3+6k2+4k+1) =4n∑ k=1k3+6n∑ k=1k2+4n∑ k=1k+n∑ k=11=4S3(n) +6S2(n) +4S1(n)+n

On en déduit que :

4S3(n) +6S2(n) +4S1(n) +n= (n+1)4-1?

4S2(n) = (n+1)4-1-6S2(n)-4S1(n)-n

= (n+1)4-n(n+1)(2n+1)-2n(n+1)-(n+1) = (n+1)? (n+1)3-n(2n+1)-2n-1? = (n+1)(n3+3n2+3n+1-2n2-n-2n-1) = (n+1)(n3+n2) =n2(n+1)2

Théorème 3 :Somme géométrique

Pour tous naturelspetntels quep?n

et pour tout réel ou complexextel quex?=1, on a : n∑ k=pxk=xp×1-xn+1-p

1-x=premier terme×1-xNbre de termes1-x

Démonstration :PosonsSn=n∑

k=pxk.

•On utilise une somme télescopique :

S n-xSn=n∑ k=pxk-n∑ k=pxk+1=n∑ k=p(xk-xk+1) =xp-xn+1 •On factorise :Sn(1-x) =xp(1-xn+1-p)x?=1?Sn=xp×1-xn+1-p1-x

Exemple :S=n∑

k=32k=23×1-2n-2

1-2=23(2n-2-1) =2n+1-8

Théorème 4 :Factorisation standard

Pour tout naturelnet pour tous réels ou complexesaetb, on a : a n-bn= (a-b) n-1∑ k=0an-k-1bk= (a-b)(an-1+an-2b+···+abn-2+bn-1)

PAUL MILAN6VERS LE SUPÉRIEUR

1. LE SYMBOLE SOMMEΣ

Démonstration :On pose :Sn=n-1∑

k=0an-k-1bk, on a alors :

•aSn=n-1∑

k=0an-kbk=an+n-1∑ k=1an-kbkk→k+1=an+n-2∑ k=0an-k-1bk+1

•bSn=n-1∑

k=0an-k-1bk+1=n-2∑ k=0an-k-1bk+1+bn k=0an-k-1bk+1-n-2∑ k=0an-k-1bk+1-bn=an-bn

1.5 Sommes doubles

Définition 2 :Lorsqu"on somme sur deux indices, on parle de somme double. Soit(aij)une suite double de nombres réels ou complexes et soit deux entiers naturelsnetp, on note :

1?i?n1?j?pa

ij=n∑ i=1p j=1a ij=p j=1n∑ i=1a ijsomme des termes d"un tableaun×p. 1?i ?j?na ij=n∑ j=1 j i=1a ij=n∑ i=1n∑ j=i aijsomme triangulaire d"un tableaun2. 1?i