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Niveau Maths sup
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les sommes

Posté par
Mathonda
24-09-09 à 20:20

Bonjour

Voici un exercice sur les sommes qui ne m'arrange pas non plus :

1.Sommation par le bas

Soit n un entier positif .Rappeler la valeur de la somme
(somme)(0-->n)(k parmi n)

ceci vaut (1+1)^n =2^n

2.Sommation par le haut .

Soit m et n deux entiers naturels tels que n>ou=m.On cherche à calculer somme(k=m à n)(m parmi k)

a.Montrer que pour tout entier k tel que k>ou=m+1 on a :

(k parmi m) = (m+1 parmi K+1)-(m+1 parmi k)

(m parmi k) = k!/(m!(k-m)!)

(m+1 parmi k+1)-(m+1 parmi k) =
(k+1)!/[(m+1)!(n-m-1)!]-(k!/(m+1)!(n-m-1)!)
et la je ne vois pas le lien ...

b)En déduire la somme(k=m+1 à n)(m parmi k) = (m+1 parmi n+1)-1

...et si on changeait d'indice ?

c) Montrer finalement la formule :

somme(k=m à n)(m parmik)=(m+1 parmi n+1)

On fait un décalage : du coup le -1 s'en va d'après la formule du b)

3.Sommation parallèle .

Soit r et n deux entiers naturels .
a)Justifier que pour tout entier k ,on a (k parmi r+k)=(r parmi r+k)

euh ...puis-je avoir un point de départ ?

b) En déduire la formule :

somme(k=0 à n)(k parmi r+k)=(n parmi n+r+1)

???Admettons que j'ai trouvé la q.a

on a posé k = n+1 ...non ça ne marche pas

Indication de l'exercice : se ramener par un changement d'indice à une sommation par le haut .

4.Application : une somme de quotients .

Soient m et n deux entiers naturels vérifiants n>ouégalm

L'objectif de cette question est de calculer la somme
(somme)(0 à m)[(k parmi m)/(k parmi n)]

a.Montrer que pour tout entiers a,b,et c tq c<ou=b<ou=a on a l'égalité :

(b parmi a)(c parmi b) =(c parmi a)(b-c parmi a-c)

j'ai peur là ,parce que que à part en utilisant les factoriels je ne vois pas ,mais avec les facto je n'y arrive pas !

b) montrer que somme(k=0 à m) (m-k parmo n-k)=(m parmi n+1)

Incation /par un changement de variable on se ramène à une sommation parallèle .

ok mais lequel ?
c)Déduire des deux questions ^récédentes l'égalité :
(somme)(0 à m)[(k parmi m)/(k parmi n)]=n+1/(n+1-m)
Bon une fois les questions trouvées , je pense y parvenir ...

Merci à tous de votre disponibilité et gentillesse , je vous en prie répondez , j'ai passsé avec mes camarades 50 ans dessus et résultats : zéro... Enfin bref , bonne soirée .

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 20:49

bonsoir

Citation :
(m+1 parmi k+1)-(m+1 parmi k) = (k+1)!/[(m+1)!(n-m-1)!]-(k!/(m+1)!(n-m-1)!)
et la je ne vois pas le lien ...


non, je ne crois pas !

(m+1 parmi k+1)-(m+1 parmi k) = (k+1)!/[(m+1)!(k-m)!]-(k!/(m+1)!(k-m-1)!)

(que viendrait faire un "n" ici ?)

réduis au même dénominateur et regroupe

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:09

bonsoir

Merci de bien répondre .
Pardon je me suis trompé ,pas de n !

(k+1)!=(k+1)k!
(k-m-1)!=(k-m)!/(k-m)

donc finalement on a
Donc, on peut mettre k!/[(m+1)!(k-m)!] en facteur et il reste k+1-(k-m)=1+m ou m+1
Donc la différence vaut k!/[(m+1)!(k-m)!]*(m+1)
Or (m+1)/(m+1)!=1/m!, il reste donc k!/[m!(k-m)!] qui est bien (m parmi k) = k!/(m!(k-m)!)

non ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:12

voilà, cela répond au 2-a)

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:13

cool

Puis-je avoir une petite piste pour la b?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:14

pour le 2-b) c'est tout bête... tu utilises la question précédente et les termes se simplifient deux par deux... ne restent que le premier et le dernier

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:16

et 2-c) tu ajoute 1 à la formule précédente et tu remarques que 1=(m parmi m) = (k parmi m) pour k=m

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:16

3-a) : évident (écris la définition de chaque membre et tu verras !)

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:22

ok alors :

somme(k=m+1 à n)(m parmi k) =
somme(m+1 à n)[(m+1 parmi k+1)-(m+1 parmi k)]

on sépare les sommes ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:23

et pour la 2.c je fais pareil ? Pourquoi n'y a-t-il plus le -1 ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:24

oui, si tu veux
et dans la première tu fais un petit changement k'=k+1

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:24

on en est à 2b)

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:25

3.a(k parmi r+k) =(r+k)!/(r+k)!(r+k-k)!=(r parmi r+k)

ok ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:26

pardon allons pour la 2.b :

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:26

oui, termine déjà la 2b)

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:30

en posant k' = k+1

somme(k'=1 à n+1)(m+1 parmi k') = et ça fait quoi ?

Petit binome de Newton ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:32

??????

récris tout... avec les deux sommes

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:32

et avec les bornes correctes pour tes indices !

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:37

k'= k+1

si k = m+1 alors k'=m+2
   k=n alors k'=n+1

somme(m+2 à n+1)[(m+1 parmi k')-(m+1 parmi k-1)]

on développe et simplifie ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:38

mais non ! sépare les somme et ne fais le changement que dans la première....

reprends à ton post de 21:22

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:40

j'ai alors

[(k!/(m+1)!(k'-m-1)!-(k-1)!/(m+1)!(k-m)!]

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:40

ah

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:42

reprends ton écriture de 21:22
sépare en 2 sommes
fais le changement k'=k+1 dans la première somme

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:55

somme(m+2 à n+1)[(m+1 parmi k')-(m+1 parmi k)]

c'est bon jusque là ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:56

mal écrit : somme(m+2 à n+1)[(m+1 parmi k')-somme(m+1 à n)(m+1 parmi k)

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 21:57

et là je ne vois pas comment simplifier ça na rien à voir

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:57

4$\sum_{k=m+1}^{n}\(k\\m\)=\sum_{k=m+1}^{n}\(k+1\\m+1\) - \sum_{k=m+1}^{n}\(k\\m+1\)=\sum_{k'=m+2}^{n+1}\(k'\\m+1\) - \sum_{k=m+1}^{n}\(k\\m+1\)

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 21:59


après tu peux remettre k à la place de k' dans la première !

4$=\sum_{k=m+2}^{n+1}\(k\\m+1\) - \sum_{k=m+1}^{n}\(k\\k+1\)

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:00

Comment faites-vous pour écrire comme cela ?

bref ,ok ,le premier terme c'est m+1 parmi n+1 et l'autre c'est -1

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:02

(c'est un m+1 en bas dans la dernière somme... pas un k+1 !)

on somme les mêmes termes... il n'y a que les bornes qui cangent !

4$=\(n+1\\m+1\) + \sum_{k=m+2}^{n}\(k\\m+1\) - \sum_{k=m+2}^{n}\(k\\m+1\) - \(m+1\\m+1\)

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:03

4$=\(n+1\\m+1\) - \(m+1\\m+1\)

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:03

4$=\(n+1\\m+1\) - 1

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:03

ouf

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:05

on passe au 2-c) ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:05

pffff les sommes sont à revoir !!!

C'est en fait untruc que je ne comprends pas , comment faites vous pour obtenir ce (m+1 parmi n+1) et tout ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:07

dans la première somme de 21:59, j'isole le terme obtenu pour k=n+1
et dans la deuxième le terme où k=m+1
afin que les deux sommes aient les mêmes bornes

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:10

c'est bon pour le 2b) ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:12

bon d'accord.
Pour la 2.c vous avez dit d'ajouter 1 à la formule précédente ,ça fait somme(k=m+1 à n)(m parmi k)+1=(m+1 parmi n+1)

ça fait somme(k=m+1 à n) (m parmi m)+(m parmi k) mais de quoi à quoi ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:16

:?:?:?

4$=1 + \sum_{k=m+1}^{n}\(k\\m\)=\(m\\m\) + \sum_{k=m+1}^{n}\(k\\m\) = \sum_{k=m}^{n}\(k\\m\)

non ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:19

certainement .

Je vous le dit franchement j'ai un sérieux souci avec les sommes , une fois de plus pourquoi a-t-on k= m?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:20

si tu as un problème avec les sommes, une seule solution : écris les en "étendu" en écrivant les deux ou trois premiers termes... de petits points... et les deux ou trois derniers.

C'est long mais c'est la seule façon de comprendre.

je ne peux rien te dire de plus

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:28

no problem ,c'est déjà beaucoup !!

Qu'en pensez-vous pour la 3.a ?poste 21.25

3.b j'ai une idée ...SOMME(k=r à n) de k!/r!/(k-r)! = (n+1)!/(r+1)!/(n-r)! résultat du 2)b en remplaçant m par r
On fait le changement de variable k'=k-r dans la somme, donc k' varie de 0 à n-r

SOMME(k'=0 à n-r) de (k'+r)!/r!/k'! = (n+1)!/(r+1)!/(n-r)! le second membre ne change  pas.
Ensuite, on fait le changement de variable n'=n-r soit n=n'+r. Là, ça change le second membre.

SOMME(k'=0 à n') de (k'+r)!/r!/k'! = (n'+r+1)!/(r+1)!/(n')!
et il n'y a plus qu'à supprimer les ' pour trouver
SOMME(k=0 à n)(k parmi r+k)=(n parmi n+r+1)

...je peux le faire ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:29

3a) ce que tu as écrit à 21:25 est faux

recommence proprement s'il te plait

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:33

ok

(k parmi r+k)=(r+k)!/(k!(r+k-k)!)=(r+k)!/k!r!
(r parmi r+k) = (r+k)!/(r!(r+k-r)!)=(r+k)!/k!r!

c'est bon

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:35

maintenant oui !

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:39

bon et la 3.b ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:43

je ne comprends rien à ce que tu proposes à 22:38

utilises les combinaisons et les résultats déjà démontrés !

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:47

lol ok

la somme demandée vaut somme(k=0 à n des k parmi r+k)

je développe ?

Posté par
MatheuxMatou
re : les sommes 24-09-09 à 22:49

Naaaannnnn !

tu sais en maths les questions ont souvent un rapport !

tu as montré quoi à la question précédente ?

Posté par
Mathonda
re : les sommes 24-09-09 à 22:50

que k parmi r+k = r parmi r+k

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