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Niveau Maths sup
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Développer (1+i)^n

Posté par
Pierro714
09-09-13 à 23:04

Bonsoir,

Je dois développer (1+i)^n et en déterminer la partie réelle et imaginaire.

Grâce au binôme de N. on obtient facilement :

   (k parmi n) i^k

mais pas grand chose à faire avec cela, du moins je ne vois pas :/

J'ai donc pensé à changer le ( k parmi n) en [ (k+1 parmi n+1) - (k+1 parmi n) ] grâce à la formule de Pascal, de façon à essayer de trouver un téléscopage, mais cela ne me donne rien...

si quelqu'un à une idée ou à déjà développer, je suis preneur de conseils et/ou du résultat à trouver qui pourrait m'aider à trouver une méthode !

Merci !!

Posté par
Wataru
re : Développer (1+i)^n 09-09-13 à 23:08

Essayes de découper ta somme entre réel et imaginaires pour voir =D

Posté par
LeHibou
re : Développer (1+i)^n 09-09-13 à 23:09

Bonjour,

Je ne sais pas si c'est vraiment ce qu'on te demande, mais sous forme polaire, 1+i = 2.ei/4, le calcul de (1+i)nest alors immédiat.

Posté par
lafol Moderateur
re : Développer (1+i)^n 09-09-13 à 23:22

sinon, i^k, c'est tour à tour i, -1, -i, et 1....
donc dans ta somme tu peux séparer les termes pairs des impairs

tu peux aussi amorcer une récurrence en remarquant que (1+i)² = 2i

(1+i)^3 = 2i(1+i) = -2 + 2i
(1+i)^4 = (2i)^2 = -4
(1+i)^5 = -4(1+i) = -4 -4i...

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 09-09-13 à 23:43

J'ai essayer avec la forme polaire, mais cela ne marche pas :/

Je trouve (2.e^i/4)^n   =   (2)^n * cos(n*/4)  + (2)^n * i*sin(n*/4)

Et cela ne correspond pas avec (1+i)^n..

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 10-09-13 à 07:27

Pourquoi dis-tu que "cela ne correspond pas avec (1+i)^n" ?

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 10-09-13 à 17:33

Lorsqu'on test avec une valeur de n à la calculatrice cela ne marche pas !
Mais je vais encore essayé, peut-être que j'ai fait une simple erreur

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 10-09-13 à 18:13

Oui, réessaie.

Développer (1+i)^n

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 11-09-13 à 22:11

C'est bon, j'ai trouvé, une simple erreur dans ma calculatrice!
Cependant je me suis rendu compte que cela n'allait pas forcement coller avec le reste de l'exercice...

J'avais aussi oublié de dire que c'est seulement pour des n non nul et pair.

1) Je dois développer (1+i)^n et trouver ses deux parties réelle et imaginaire ce que j'ai bien réussi à faire.

2) Dans cette deuxième question je dois calculer :

(Rn²+In²)

avec Rn = (pour k allant de 0 à n/2) des (-1)^k * (2k parmi n)

Et In = (pour k allant de 0 à (n/2)-1) des (-1)^k * (2k+1 parmi n)

J'imagine que Rn à un rapport avec la partie réelle trouvé dans la q.1) et de même pour In.

Cependant là.. c'est le gros vide... O_o


Quelqu'un aurait-il une idée ??

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 11-09-13 à 22:26

Que donne la formule du binôme pour développer (1+i)^n ?

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 11-09-13 à 22:28

J'obtiens comme je l'ai mis dans mon premier message :

(k parmi n) i^k

Et là je n'arrive pas non plus

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 11-09-13 à 22:38

Quel en est la partie réelle ? La partie imaginaire ?
Il faut se demander ce qu'est  i^k.

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 11-09-13 à 22:44

i^k est en alternance une fois sur deux, d'un imaginaire et d'un réel : 1;i;-1;-i;...
Il faudrait découper pour avoir les k pairs et impairs, mais comment ? il faudrait changer les indices et les bornes de calculs de la somme, et j'avoue que je suis un peu perdu à ce niveau..

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 11-09-13 à 23:25

Et tu ne vois aucun rapport avec R_n et I_n ? Alors, va te coucher, et ça ira mieux demain.

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 12-09-13 à 16:31

Je pense bien que Rn est la partie réelle, et In la partie imaginaire !

Donc on pourrait écrire : (1+i)^n = Rn + i*In

Mais ce que je ne vois pas c'est comment passer de (1+i)^n à Rn + i*In
Je pense qu'il faut utiliser le binôme et calculer avec les sommes ensuite, mais comment arriver à séparer Les réels des imaginaires avec la somme ?
Du moins déjà, est-ce la bonne méthode ?

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 12-09-13 à 19:50

Bonsoir,

Je trouve bien que (1+i)^ = Rn + i*In

Je suis donc parti de ce dernier membre pour retrouver (1+i)^n , seulement je dois avoir fait une erreur quelque part mais je ne vois pas ou, et je suis en plus bloqué..


Rn + i*In

= (k=0 à n/2) (-1)^k (2k  parmi  n)   +  i(k=0 à (n/2)-1)   (-1)^k (2k+1  parmi  n)  

= (k=0 à n/2) (-1)^k (2k  parmi  n)   +  i(k=0 à n/2)   (-1)^k (2k+1  parmi  n)

= (1+i)  *  ((k=0 à n/2)  (-1)^k * [(2k  parmi  n)+(2k+1  parmi  n)]

= (1+i)  *  ((k=0 à n/2)  (-1)^k * (2k+1  parmi  n+1)

= (1+i)  *  ((k=0 à n)  (-1)^k * (2k+1  parmi  n+1)          J'ai fais passer la somme jusqu'à n pour essayer d'avoir une forme du binome, et car tout les termes supérieur à n/2 seront égaux à 0 !

Mais là je suis bloquer, et quand je vérifie avec la calculatrice je trouve une différence..
Si quelqu'un peut me trouver mon erreur car je ne vois vraiment pas...

Merci !

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 12-09-13 à 21:54

Le passage de la deuxième à la troisième ligne (mettre 1+i en facteur) ne va pas du tout ! Regarde un peu ce que tu as fait.

Je crois que tu n'as pas bien intégré ce qu'est i^k.
Peux-tu mettre sous forme simple i^{2k} ? (en rapport avec ce qui figure dans R_n)
En déduire une forme simple de i^{2k+1} ?

Une question : ton écriture des bornes de sommation pour R_n et I_n est fluctuante. Qu'y a-t-il exactement dans ton énoncé ? Est-ce qu'on suppose n pair dans cette question ?

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 12-09-13 à 22:18

Oui n est pair !
J'ai mis tout l'énoncé dans mon message du 11/09 à 22:11

Posté par
GaBuZoMeu
re : Développer (1+i)^n 12-09-13 à 22:34

C'est faux, tu n'avais pas mis que n est pair. Et la borne que tu écris pour I_n est tantôt n/2, tantôt n/2-1

Bon, je fatigue un peu. Donc, avec n pair :


 \\ (1+i)^n=\sum_{\ell=0}^n {n\choose\ell}\, i^\ell =\sum_{k=0}^{n/2} {n\choose 2k}\,i^{2k} + \sum_{k=0}^{n/2-1} {n\choose 2k+1}\,i^{2k+1} =\dots

Bonne continuation. Je ne reviendrai plus sur ce fil.

Posté par
Pierro714
re : Développer (1+i)^n 12-09-13 à 22:39

Si j'ai bien précisé : "J'avais aussi oublié de dire que c'est seulement pour des n non nul et pair."
Enfin bref^^

Je viens de trouver la même chose avec tout tes précédent conseils !

Désolé d'avoir mis autant de temps à tout comprendre, mais ce n'était pas évident pour moi.. :/

En tout cas merci beaucoup, cela m'a apprit pleins de chose sur les calculs de sommes et complexes!

Bonne soirée



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