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démonstration (toujours pour les futurs terminales en priorité)

Posté par
Rafalo
17-07-07 à 19:27

bonsoir,

un autre ne fera pas de mal por nos futurs terminales (oui les anciens peuvent partciper meme si c'est trop simple (pour eux...) restons modeste) .  

démontrer, pour tout entier naturel n\ge 2 que:

3$\bigsum_{k=1}^nk^2=\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}

voilà

comment on met les étoiles dans nos titres...infophile est tu là ?

Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:28

Salut

Pour les étoiles => :*:

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Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:30

d'accord merci

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Posté par
1 Schumi 1
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:35

Re salut,

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Ayoub.

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:37

1 Schumi 1 :

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Posté par
1 Schumi 1
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:38

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Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:38

Rafalo >

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Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:40

ok je suis partant (mais d'après mes petites bases en récurrence c'est pas mal efficace... )

Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:54

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Posté par
1 Schumi 1
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:55

Kévin >>

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Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:57

J'avais pas eu ma dose de 3$ \rm \LaTeX de la journée

Posté par
1 Schumi 1
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:58

Un vrai camé.

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:58

invraisemblablement beau...

je re-re-regarde pour mieu-mieu-mieucomprendre

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 19:58

Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 20:15

Bonjour à tous,

Une autre solution (je n' invente rien: très connu ):

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Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 20:48

je suis fasciné par la facon de trouver le raisonnement...

Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 20:53



Tu n' as pas fini d' être "fasciné" Rafalo

Posté par
plumemeteore
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 20:54

bonsoir Rafalo

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Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 20:58

encore une fois de plus je suis éblouis....

rebravo plumemeteore

Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 22:11

Re,

Une autre solution:

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Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 17-07-07 à 23:51

Ou bien:

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Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 18-07-07 à 19:16

c'est bon ca me fait tourner en rond....

mais sinon

a+

Posté par
_Estelle_
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 18-07-07 à 20:58

Bonsoir

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Estelle

Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 18-07-07 à 23:36

Estelle > Oui

Posté par
_Estelle_
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 10:53

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Estelle

Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 11:36

Bonjour _Estelle_,

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Posté par
_Estelle_
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 11:56

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Estelle

Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 12:18

>> _Estelle_

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Posté par
_Estelle_
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 12:35

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Estelle

Posté par
cailloux Correcteur
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 12:44

>> _Estelle_

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.

Posté par
_Estelle_
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 12:47

Cailloux >>

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Estelle

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 16:26

Salut,

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Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 16:35

otto:

intéressant donc on obtiens 3k^2+3k+1 mais après comment fait on pour sommer ?

merci

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 16:56

Tu sommes chacun des termes.
le premier terme est 3 fois ce que tu cherches.
le deuxieme est 3 fois la somme des k.
le dernier se calcule trivialement.

Et vu que tu sommes (k+1)^3-k^3, tu sommes une série telescopique

(k+1)^3-k^3 + k^3 - (k-1)^3 + (k-1)^3 - ... -1

au final tu as
(n+1)^3-1= somme de 3k^3+3k+1

si tu sais ce que vaut la somme des k premiers entiers c'est gagné, sinon tu appliques la même méthode, mais avec (k+1)^2-k^2 au lieu d'avoir une puissance 3.

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 16:58

oups:

au final tu as
(n+1)^3-1= somme de 3k^2+3k+1

est plus correct.
De toute facon je donne les grandes lignes, si tu fais les détails, ce sera plus propre.
a+

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 17:05

ca me parait trop compliqué ....

merci quand meme

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 17:07

Ce n'est pas compliqué du tout, certains profs enseignent cette méthode dès la terminale sous forme d'exercice.

Pour que ce soit plus simple, prend la méthode dans le cas de la somme des k premiers entiers plutôt que de leur carré:

\sum_0^n [(k+1)^2-k^2] = \sum 0^n 2k+1
Que vaut la somme de gauche, que vaut la somme de droite (par rapport à ce que l'on cherche) ?
Conclusion ?

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 17:48

merci de m'aider mais je nage complètement.

en fait que veut on obtenir en passant par quoi ?



merci

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 18:06

La somme de gauche vaut clairement (n+1)^2
la somme de droite vaut n+1 + 2 \sum_0^n k
Si j'appelle S=\sum_0^n k, alors
(n+1)^2-n-1=2S
et donc
S=(n+1)(n+1-1)/2=n(n+1)/2

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 18:13

c'est ca le poblème c'est que je ne sais pas comment tu as trouvé ca:

Citation :

La somme de gauche vaut clairement (n+1)^2


meci

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 18:15

et pourquoi  a t-l une égalté ente les 2 sommes ?

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 18:51

On a égalité entre les deux sommes parce que
(k+1)^2-k^2
=
k^2+2k+1-k^2

et les k^2 s'éliminent

Pour calculer la première somme c'est facile, les termes s'éliminent 2 à 2:

(n+1)^2-n^2
+
n^2-(n-1)^2
+
(n-1)^2-(n-2)^2
+
...
+
(n-n+1)^2-0^2

le terme de droite de chaque ligne élimine le terme de gauche de la ligne suivante.
Il ne reste donc que le premier terme qui n'est pas éliminé.

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 19:00

c'est bon j'ai tout compris jusqu'à S=n(n+1)/2

après comment fait on pour ramener à la conclusion ?

car c'est archifaux d'écrire S^2=\bigsum_{0}^nk^2

merci

Posté par
otto
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 19:37

Là j'ai fait la méthode dans le cas où l'on calculait la somme des premiers entiers.

Si tu veux calculer la somme des carrés des premiers entiers, tu reprends la même méthode en développant (k+1)^3-k^3.
Si tu veux la somme des cubes des premiers entiers -> (k+1)^4-k^4
etc.

Je pense que cette méthode s'appelle la méthode de Newton.
a+

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 19:47

merci de m'avoir expliqué otto.



a+

Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 19:58

Bonsoir

C'est ce que j'ai fait non ?

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 20:08

à mon avis ca se rejoint mais pas exactement quand j'ai refais ca me prend 6 lignes (je vais d'ailleurs réécrire la méthode d'otto comme ca tu pourras juger....)

je vais manger....

a+

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 20:41

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

donc:

3$\bigsum_{k=0}^n(k+1)^3-k^3=\bigsum_{k=0}^n3k^2+3k+1

or 3$\bigsum_{k=0}^n(k+1)^3-k^3=(n+1)^3

et 3$\bigsum_{k=0}^n3k^2+3k+1=3\bigsum_{k=0}^nk^2+3\bigsum_{k=0}^nk+n+1.

de plus: 3$\bigsum_{k=0}^nk=\frac{n(n+1)}{2}

on pose 3$S=\bigsum_{k=0}^nk^2;

on obtiens:

3$\bigsum_{k=0}^n(k+1)^3-k^3=\bigsum_{k=0}^n3k^2+3k+1

<=> 3$(n+1)^3=3S+\frac{3n(n+1)}{2}+n+1

<=> 3$\frac{2(n+1)^3-3n(n+1)-2(n+1)}{2}=3S

<=> 3$S=\frac{(n+1)(2n^2+n)}{6}=\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}

merci à otto

a+

Posté par
infophile
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 20:49

C'est exactement ce que j'ai fait sauf que je n'ai pas utilisé le symbole de la somme

Posté par
Rafalo
re : démonstration (toujours pour les futurs terminales en prior 19-07-07 à 20:52

bah j'ai encore des progrès à faire de ce point de vue là.... pardon

a+

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