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Démonstration par récurrence

Posté par
barka54
31-10-20 à 21:17

Bonsoir,
J'aimerais que vous m'aidiez à démontrer par reccurence que pour tout entier naturel non nul n,
\sum{^{n}_{k=1}k(n-k)=\frac{(n-1)(n+1)}{6}}.

Soit Pn la proposition à démontrer.
je vérifie si pour n=1, Pn est vraie.
*Somme de 1(1-1)=0.
*(1-1)(1+1)/6=0
Donc P1 est vraie.

C'est cette étape d'hérédité qui m'échappe:
je suppose que Pn est vraie;
Je montre que P(n+1) est aussi vraie; ie:
\sum{^{n+1}_{k=1}k(n-k)+k=\frac{n(n+2)}{6}}

=> \sum{^{n+1}_{k=1}k(n-k)+k=(n+1)+1+2(n-2)+2+3(n-3)+3+...+n(n-1)+n+(n+1)(n)+n+1
=(n+1)+2(n+2)+3(n+3)+...+(n+1)(n)+1+2+3+...+n+(n+1)

Mais en effectuant ces sommes ; ça ne prouve pas l'égalité ci-dessus.

Posté par
azerti75
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:36

Bonsoir,

Il n'y aurait pas une erreur dans l'énoncé ?

Posté par
azerti75
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:40

Exemple pour n= 3,
j'obtiens 1 (3 - 1) + 2 (3-2) + 3(3-3) = 2 =2 = 4
Mais de l'autre côté de l'égalité 2x 4)/ 6 = 4/3

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:41

je pense l'avoir bien copié... c'est certainement une erreur d'énoncé''

Posté par
azerti75
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:41

Exemple pour n= 3,
j'obtiens 1 (3 - 1) + 2 (3-2) + 3(3-3) = 2 +2 = 4
Mais de l'autre côté de l'égalité  (2x 4)/ 6 = 4/3

Posté par
Maru0
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:45

Je propose l'énoncé rectifié :

Montrer pour n \in \mathbb{N} l'égalité

\sum\limits_{k = 1}^n k(n-k) = \frac{n(n-1)(n+1)}{6}

(ça marche encore avec n=0 d'ailleurs)

Posté par
azerti75
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:47

C'est donc normal de ne pas réussir à démontrer quelque chose de faux !

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:48

Ah oui je vois

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:49

Je reprends...

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 21:56

Donc je montre que:

\sum{^{n+1}_{k=1}k(n-k)+k=\frac{n(n+1)(n+2)}{6}}  

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 22:32


\sum{^{n+1}_{k=1}k(n-k)+k=1(n-1)+1+2(n-2)+2+...+n(n-n)+n+(n+1)(n-n+1)+(n+1)  
=n(n-1)(n+1)/6 + 2(n+1) + (n+1)(n+2)/2

jusque là je bloque...

Posté par
Maru0
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 22:50

L'idée derrière beaucoup de récurrences est de faire apparaître une expression qu'on connaît déjà (l'hypothèse de récurrence).
Ici, tu supposes connue \sum\limits_{k = 1}^n k(n-k)
A partir de là, pas besoin de développer le terme \sum\limits_{k=1}^{n+1} k(n-k) + k.
Tu as déjà fait apparaître le terme k(n-k), alors enlève les termes qui te gênent :
\sum\limits_{k=1}^{n+1} k et le n+1 - ième terme.

Posté par
azerti75
re : Démonstration par récurrence 31-10-20 à 22:51


Pour n+1, le membre de gauche de l'égalité devient:
1 (n+1 -1)+2 (n+1-2) + ..... + (n) ( n+1-n) + (n+1) [ (n+1) - (n+1)]
= 1 n + 2 (n-1)+ ..... +1 n  + (n+1)x 0
Compare avec le membre de gauche pour n

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 01-11-20 à 14:22

Le membre de gauche pour n peut encore s'écrire:
=1n+2(n-1)-2+3(n-2)-3+...+n(n-n)-n
=n+2(n-1)+3(n-2)+...+n(n-n) +(-1-2-3-...-n)
=somme(pour n+1) - (n+1)(n+1-n-1)+ n(-n-1)/2

De la' , somme(pour n+1)=n(n-1)(n+1)/6 -n(-n-1)/2
ce qui me donne =(n+1)(n^2+2n)/2

Posté par
carita
re : Démonstration par récurrence 01-11-20 à 15:00

bonjour

en l'absence de Maru0 et de azerti75 qui reprendront la main dès qu'ils le peuvent.

ce qui me donne =(n+1)(n^2+2n)/2  ---- tu veux dire /6, sans doute
oui, tu arrives donc à la fin de la démo.

je n'ai pas vérifié ta rédaction avec la forme développée du sigma;
j'ai quand même une préférence avec la méthode indiquée par  Maru0, plus élégante, je trouve.

Posté par
azerti75
re : Démonstration par récurrence 01-11-20 à 16:06

C'est bon, j'ai corrigé quelques fautes de frappe:

barka54 @ 01-11-2020 à 14:22

Le membre de gauche pour n peut encore s'écrire:
=1n-1+2(n-1)-2+3(n-2)-3+...+n[n-(n -1)]-n
=n+2(n-1)+3(n-2)+...+n +(-1-2-3-...-n)
=somme(pour n+1) + n(-n-1)/2

De la' , somme(pour n+1)=n(n-1)(n+1)/6 -n(-n-1)/2
ce qui me donne =(n+1)(n^2+2n)/6

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 01-11-20 à 18:26

carita @ 01-11-2020 à 15:00

tu veux dire /6, sans doute
oui, tu arrives donc à la fin de la démo.

je n'ai pas vérifié ta rédaction avec la forme développée du sigma;
j'ai quand même une préférence avec la méthode indiquée par  Maru0, plus élégante, je trouve.


Ok d'accord je m'efforcerai de l'appliquer aussi.

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 01-11-20 à 18:27

azerti75 @ 01-11-2020 à 16:06

C'est bon, j'ai corrigé quelques fautes de frappe

Super

Posté par
barka54
re : Démonstration par récurrence 01-11-20 à 18:28

Je vous remercie tous de m'avoir grandement aidé.



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