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Niveau Maths sup
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Démonstration somme de k² (méthode particulière)

Posté par
natchao
11-09-12 à 20:02

Bonjour,
Récemment notre prof nous a demandé de prouver de plusieurs façon que k² pour i allant de 1 à n valait (n(n+1)(21+1))/6. Et là j'en suis à une méthode (possible je pense puisqu'elle est proposée par notre prof :3) qui utilisant le fait que (k+1)3 = k3 +3k²+3k+1
Donc je commence en faisant :
de i=1 à n de (k+1)3 vaut de i=1 à n de k3 +3k²+3k+1 donc par déduction ça vaut également k3 + 3k² + 3k + 1
Donc là je déplace les termes de sortes à avoir :
3k = de i=1 à n de (k+1)3 - k3 - 3k² - 1
Or pour les deux premiers termes du membres droit de l'égalité les termes d'indice compris entre 2 et n+1 s'annulent. D'où
3k = (n+2)3 - 1 + (3n(n+1))/2 + n
Et c'est là que je bloque. Bon je me doute que c'est un peu fastidieux de répondre à ce post a cause des symboles, c'est pourquoi je vous remercie d'avance

Posté par
numero10
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 20:10

Salut,

ça part bien.


Mais fais plutôt ça:

3\sum{i=1}^n k^2=\sum{i=1}^n ((k+1)^3-k^3)-3\sum_{i=1}^{n}k -n

Et tu n'es pas censé connaitre le résultat de cette somme alors tu ne touche pas à la somme des k². Et tu devrais arriver à montrer ce qu'elle vaut.

Posté par
numero10
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 20:12

Oups:

3\sum_{i=1}^{n}k^2=\sum_{i=1}^{n}((k+1)^3-k^3)-3\sum_{i=1}^{n}k-n

Posté par
natchao
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 20:15

Oui désolé je me suis trompée dans le membre de gauche je voulais mettre 3k² et non 3k !  Par contre pourrai tu me dire comment tu passes de la première égalité à la deuxième parce que là je ne vois pas.
Merci

Posté par
fred1992
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 20:17

Bonjour.

On a bien pour k, entier compris entre 0 et n :

(k + 1)^3 = k^3 + 3k^2 + 3k + 1


En sommant de i = 0 à n, on a aussi :

\sum_{k=0}^n (k + 1)^3 = \sum_{k=0}^n k^3 + 3\sum_{k=0}^n k^2 + 3\sum_{k=0}^n k + \sum_{k=0}^n 1.

Que tu peux aussi écrire :

\sum_{k=0}^n \left[ (k+1)^3 - k^3 \right] = 3\sum_{k=0}^n k^2 + 3\sum_{k=0}^n k + \sum_{k=0}^n 1.

En isolant \sum_{k=0}^n k^2, tu dois retrouver le résultat demandé.

Posté par
numero10
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 20:29

Ok, il y a peut être une erreur dans mon égalité, comme j'ai simplement copié la tienne.

Mais, dans ta somme télescopique tu as fait une erreur. Tu devrais avoir:

(n+1)^3-1, bon après il suffit de tout mettre au même dénominateur et faire des factorisation.

Posté par
natchao
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 21:18

Désolé ma réponse peut paraître peu aimable mais ce n'était pas le but !
Je crois que j'y suis arrivée !
Merci beaucoup

Posté par
numero10
re : Démonstration somme de k² (méthode particulière) 11-09-12 à 21:37

Je pense savoir ce qu'il fallait faire ^^, ce sont des maths qui m'apparaissent encore très simples. Mais on s'est peut être mal compris.

L'important c'est que tu t'en sortes.



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