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Polynôme du second degrés et du troisième

Posté par
Mikasa01
27-10-21 à 22:56

Bonjour, j'ai un DM à faire et je n'y arrive pas. Le début de cette exercices est déjà sur le forum cependant il y'a certaine chose que je ne comprend pas, donc merci de me les expliquer et de m'aider à faire la suite de l'exercice s'il vous plaît.
Soit n dans N *. On souhaite calculer la somme des n premiers entiers naturels est la somme de leur carré.  On note S1= 1 + 2 + 3 +…+(n-1)+n
Et S2=1 au carré + 2 au carré +3  au carré+(n-1)  au carré+n   au carré.
1)  Soit P un trinôme tel que, pour tout réel x,
P(x) = ax au carrée + bx+c, où a, b et c sont des réels et a + 0.
A) Pour tout réel x, exprimer P(x+1) - P(x) en
fonction de x, a, b et c.
B) Déterminer  a, b et c pour que, pour tout x apartien R, P(x+1)-P(x)=x.

c. Démontrer que S,1= P(n+1) - P(1) et en déduire que S1= n(n+1)/2

2. Soit Q un polynôme de degré 3 tel que, pour tout réel x,
Q(x) = ax au cube + bx au carré + cx+ d, où a, b, c et d sont des réels et a ‡ 0.
a. Déterminer a, b, c et d pour que, pour tout x Apartient  R ,
Q(x+1)-Q(x)=x au carrée
b. Démontrer que S,2= Q(n+1)-Q(1) et en déduire
que S2=n(n+1)(2n+1)/6

3. En s'inspirant des questions précédentes,
trouver une formule pour la somme
S3=1au cube +2 au cube    + 3 au cube  + .…. + (n-1) au cube  + n au cube

Posté par
jsvdb
re : Polynôme du second degrés et du troisième 27-10-21 à 23:24

Bonjour Mikasa01.
Ce qui serait sympa, c'est que tu nous dises où tu en es et ce que tu ne comprends pas; sinon, ça va être difficile de t'aider

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 09:16

Bonjour,
Je vois que tu es nouveau, bienvenue sur l'
Tu as des boutons sous la zone de saisie. Tu pourras les explorer.

Polynôme du second degrés et du troisième

Pour les exposants, c'est le bouton \; X2 \;.
Écrire l'exposant entre les balises "sup" et "/sup" qui apparaissent.
Ou sélectionner l'exposant puis cliquer sur le bouton \; X2 .
Ne pas oublier d'utiliser le bouton "Aperçu" avant de poster.

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 12:06

Oui d'accord , j'ai fais la question 1)à) et j'en suis à la b). J'ai trouver les réponses à la b sauf que je ne comprend pas pourquoi et comment on fais pour les avoirs sachant que j'ai vue qu'il y a plusieurs réponses possible.voilà ce qu'il y'avait:
2ax+a+b=x.  2a=1, et a =1/4 et b=-1/4. Il y avait aussi là réponse à+b=0 donc à= 1/2 et b= -1/2
Voilà

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 12:39

jsvdb @ 27-10-2021 à 23:24

Bonjour Mikasa01.
Ce qui serait sympa, c'est que tu nous dises où tu en es et ce que tu ne comprends pas; sinon, ça va être difficile de t'aider
jsvdb
Bonjour, Oui d'accord , j'ai fais la question 1)à) et j'en suis à la b). J'ai trouver les réponses à la b sauf que je ne comprend pas pourquoi et comment on fais pour les avoirs sachant que j'ai vue qu'il y a plusieurs réponses possible.voilà ce qu'il y'avait:
2ax+a+b=x.  2a=1, et a =1/4 et b=-1/4. Il y avait aussi là réponse à+b=0 donc à= 1/2 et b= -1/2
Voilà

Posté par
jsvdb
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 14:42

On a donc un polynôme P(x) = ax^2+bx+c dont on souhaiterait trouver a,b,c tels que P(x+1) - P(x) = x.

On va écrire simplement les choses.

P(x+1)-P(x) = a(x+1)^2+b(x+1)+c - (ax^2+bx+c) = x

On développe, on simplifie et on regroupe, ce qui nous donne :

ax^2+2ax + a +bx +b+c-ax^2-bx-c=x

C'est-à-dire :

2ax + a +b=x

Et maintenant, en identifiant, on trouve 2a = 1 et a+b=0 et aucune condition sur c

Donc tous les polynômes que l'on cherche sont nécessairement de la forme \large  \blue \boxed {P(x) = \frac{1}{2}x^2-\frac{1}{2}x+c}

Vérifions :

P(x+1)-P(x) = \frac{1}{2}(x+1)^2-\frac{1}{2}(x+1)+c-(\frac{1}{2}x^2-\frac{1}{2}x+c)

On développe, on simplifie et on regroupe, et on trouve bien P(x+1)-P(x) = x

Posté par
jsvdb
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 14:45

Est-ce-que tu as compris ma démarche ? Peut-être coinces-tu au niveau de ce que j'appelle "identification" ? Dis-moi

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 16:35

jsvdb @ 28-10-2021 à 14:45

Est-ce-que tu as compris ma démarche ? Peut-être coinces-tu au niveau de ce que j'appelle "identification" ? Dis-moi
jsvdb @ 28-10-2021 à 14:45

Est-ce-que tu as compris ma démarche ? Peut-être coinces-tu au niveau de ce que j'appelle "identification" ? Dis-moi
jsvdb
Oui oui merci j'ai compris cette question. Est ce que l'on peut faire les suivantes ensemble car je n'y arrive pas aussi s'il vous plaît ?

Posté par
jsvdb
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 18:05

Démontrons que S^1(n) = 1+2+...+(n-1)+n = P(n+1)-P(1).

On sait que :

P(n+1) - P(n) = n

P(n) - P(n-1) = n-1

Tu continues comment ?

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 18:47

Alors sachant que P(x)= 1/2x2-1/2x+c
On fait S1= (n+1)2/2-n+1/n+c-(1/2-1/2+c)
Je crois, je suis pas sûr

Posté par
jsvdb
re : Polynôme du second degrés et du troisième 28-10-21 à 21:30

Non, tu n'es pas !

Faisons un exemple concret : calculons S^1(5) = 1+2+3+4+5 (bon ok ça fait 15, mais on fait comme si on savait pas)

D'après ce que l'on a vu juste avant, on a :

P(2) - P(1) = 1\\P(3) - P(2) = 2\\P(4) - P(3) = 3\\P(5) - P(4) = 4\\P(6) - P(5) = 5

Donc 1+2+3+4+5 = [P(2) - P(1)] + ... + ... + ... + ... = ...   

Une fois que tu as compris cet exemple, tu le fais non pas avec S^1(5) mais avec S^1(n)

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 14:08

D'accord donc si je comprend bien :
P(2)- P(1)=1
P(3)- P(2)=2
P(4)- P(3)=3
Donc s1(n)= 1+2+3+…+(n-1)+n=[P( 2)- P(1)]+[P(3)- P(2)]+[…]+[P(n-1)-P(n)]
C'est sa ?

Posté par
jsvdb
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 14:36

C'est ça, mais il faut simplifier la somme; c'est le but :

s1(n)= 1+2+3+…+(n-1)+n = [P(2)-P(1)]+[P(3)-P(2)]+[P(4)-P(3)] + […]+[P(n-2)-P(n-1)]+[P(n-1)-P(n)] = ??? (il reste deux termes)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 14:54

Bonjour,

erreur d'écriture à la fin

n = Pn+1 - Pn (définition)
pas Pn-1 - Pn comme tu l'as écrit à la fin de ta longue somme.

le terme précédent est lui aussi faux (pour la même raison)

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 14:57

1P?

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 15:04

J'ai pas compris je suis perdu, sa veut dire que le résultat est faux ? Mais du coup  il n'y a que sa qui change :    
s1(n)= 1+2+3+…+(n-1)+n = [P(2)-P(1)]+[P(3)-P(2)]+[P(4)-P(3)] + […]+[P(n-2)-P(n-1)]+[P(n+1)-P(n)] [P(n+1)-P(n)]=3p
??

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 15:20

??

s1(n)= 1+2+3+…+(n-1)+n = [P(2)-P(1)]+[P(3)-P(2)]+[P(4)-P(3)] + […]+[P(n)-P(n-1)] +[P(n+1)-P(n)] = ???
le terme bleu c'est n-1 et le terme rouge c'est n de s1 = 1 + 2 + 3 + ... + (n-1) + n

et "3p" ne veut rien dire
et si tu avais fait l'exemple numérique correctement jusqu'au bout :
P(2) - P(1) = 1\\P(3) - P(2) = 2\\P(4) - P(3) = 3\\P(5) - P(4) = 4\\P(6) - P(5) = 5

Donc 1+2+3+4+5 = [P(2) - P(1)] + [P(3)-P(2)] + [P(4)-P(3)] + [P(5)-P(4)] +[P(3)-P(2)] = ...
P(2) - P(2) se simplifie
P(3) - P(3) se simplifie
etc et il reste
P(??) - P(??) point barre.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 15:23

erreur de copier coller :

1+2+3+4+5 = [P(2) - P(1)] + [P(3)-P(2)] + [P(4)-P(3)] + [P(5)-P(4)] +{\red[P(6)-P(5)]} = ...

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 15:58

Du coup sa fais pour l'exemple  P(4)-P(1)?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:09

pour l'exemple, (avec ma correction de mauvais copier coller) ça fait P(6) - P(1)

1+2+3+4+5 = [\cancel{P(2)} - P(1)] + [\cancel{P(3)}-\cancel{P(2)}] + [\cancel{P(4)}-\cancel{P(3)}] + [\cancel{P(5)}-\cancel{P(4)}] +[P(6)-\cancel{P(5)}]= ...
P(2) - P(2)
P(3) - P(3)
P(4) - P(4)
P(5) - P(5) s'annulent

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:11

Et en ce qui concerne l'exercice : s1(n)= 1+2+3+…+(n-1)+n = [P(2)-P(1)]+[P(3)-P(2)]+[P(4)-P(3)] + […]+[P(n)-P(n-1)] +[P(n+1)-P(n)] = je ne sais pas trop car :
Les P(2)se simplifie ainsi que les P(3) et les P(n).
Il reste donc -P(1) et -P(n-1) et P (n+1).
Du coup là si je remet tout en ordre sa fais :
=  -P(1) -P(n-1)+ P (n+1) et après je sais plus quoi faire

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:13

P(n-1) s'élimine avec le terme d'avant planqué dans les [...]
il reste uniquement s1(n) = P(n+1) -P(1)

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:23

Ok et du coup sa répond à la question. Merci
Ensuite en déduire s1= n(n+1)/2 Est que vous pouvez m'éclaircir s'il vous plaît ?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:28

remplacer P par ce que tu as trouvé avant
P(x) = 1/2 x² - 1/2 x + c
donc P(n+1) = ??
et P(1) = ??

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:43

Si j'ai bien calculer :
P(n+1) = n2+n/2 +c
Et P(1)= c

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 16:48

n^2 + \dfrac{n}{2}+c est faux (parenthèses !!)

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:02

Alors sa fais 3n+2+n2/2   +c ?

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:06

Est ce qu'il faut que je simplifie  par exemple :
n2/2+ 3n/2+ 2/2(=1) +c

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:11

???

\dfrac{n^2 + n}{2} + c
est juste et s'écrit (n2+n)/2 + c
parenthèses obligatoires.

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:16

Ah ok d'accord oui les parenthèses change tout.

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:20

Ok donc maintenant on fait
P(n+1) -P(1)=(n2+n)/2+c-c
                           =(n2+n)/2
Vu que les c se simplifie

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:24

oui, et on factorise pour avoir la formule de l'énoncé.

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:47

Ok merci beaucoup.
Ensuite pour la 2)à) j'ai déjà commencer mais je coince au niveau de l'identification :  
Pour avoir ça  : Q(x+1)-Q(x)=x2
j'ai fait :
Q(x)= ax3+bx2+cx+d
Q(x+1)-Q(x)= 3ax2+x(3a+2b)+a+b+c
Et du coup là je suis coincée à sa :
3ax2+x(3a+2b)+a+b+c=x2

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 17:52

3a x² + (3a+2b)x + a+b+c = 1 x² + 0 x + 0

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:08

Ah d'accord , seulement la on a : a, b et c il manque le d non? Ou le « d » c'est 0 aussi ?

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:12

Ou sinon est ce qu'il faut developer x(3a+2b)
Sa nous ferai : 3ax2+ 3ax+2bx+a+b+c

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:15

comme dans le cas précédent le terme constant (c précédemment pour P(x), d maintenant pour Q(x)) est indifférent et restera écrit "d"
et comme précédemment il s'éliminera quand on calculera tout à la fin Q(n+1) - Q(n)

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:24

pour que le polynome
3a x² + (3a+2b)x + a+b+c
soit identique au polynome 1 x² + 0 x + 0
(qu'ils aient la même valeur quel que soit x)
il faut que les coefficients soient les mêmes

si je les ai mis en couleur ces coefficients ce n'est pas pour les ré détruire en développant quoi que ce soit
le coefficient de x² est 3a
il doit être égal à 1

le coefficient de x est (3a+2b)
et il doit être égal à 0

le terme constant est a+b+c
il doit être égal à 0

donc un système de 3 équations à 3 inconnues a,b,c
à résoudre.

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:33

Quand à la 2)b) c'est pareil que pour la 1)c) mais on met au carrée ?:

On sait que Q(n+1)2-Q(n)2 =n
Q(n)2-Q(n-1)2= (n-1)2.
Et par conséquent P(2)2-P(1)2= P(1)2
P(3)2-P(2)2=P(2)2

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:45

tu dévies complètement à côté de la plaque

il n'y a que Q(x) et pas de P(x) et pas de Q² dans la question 2
On sait que Q(n+1)-Q(n) =n2 tout court (c'est la définition de Q(x) dans cette question)


on va avec la même méthode faire la somme directement sans aucune "complication" de tout ça :

Q(2) - Q(1) = 1²
Q(3 - Q(2) = 2²
Q(4)-Q(3) = 3²
...
Q(n+1)-S(n) = n²
--------------------- somme de tout ça
... = 1² + 2² + 3² + ... + n²

et la somme au premier membre va là encore se simplifier.

c'est tout.

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 18:48

quelques faute de frappes

Citation :
Q(2) - Q(1) = 1²
Q(3) - Q(2) = 2²
Q(4) - Q(3) = 3²
...
Q(n+1)-Q(n) = n²
--------------------- somme de tout ça
... = 1² + 2² + 3² + ... + n²

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 19:43

Monsieur, une fois que j'ai fais
Q(n+1)=n2+2n +1+d
Et Q(1)= 1+d
Je fais Q(n+1)-Q(1)= n2+2n+1+d-(1+d)
                                            = n2+2n
Et je n'arrive pas à trouver comment passer de ce résultat a S2=n(n+1)(2n+1 )/6
Pouvez vous m'aidez s'il vous plaît

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 20:25

mais quel est donc ton polynome Q(n) ???
tu n'as pas donné le résultat que tu as eu pour les coefficients

Q(n) est de degré 3 !!
Q(n+1) ne peut pas être n2+2n +1+d

(et tu devrais avoir Q(1) = d)

reprenons à partir de

Citation :
3a x² + (3a+2b)x + a+b+c = 1 x² + 0 x + 0

et donc du système

\left\{\begin{array}l {\blue ??? =1}
 \\ {\green ??? = 0}
 \\ {\red ??? = 0}\end{array}\right.

et de sa résolution.

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 20:27

D'accord du coup c'est :à=1, b= 0 et c=0

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 20:35

faux

Citation :
3a x² + (3a+2b)x + a+b+c = 1 x² + 0 x + 0
donne le système (y'a qu'à recopier !!!)

\left\{\begin{array}l {\blue 3a =1}
 \\ {\color[RGB]{0,128,0} 3a+2b = 0}
 \\ {\red a+b+c = 0}\end{array}\right.

en particulier 3a = 1 donne a = 1/3 ! etc

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 20:50

Donc il faut que je fasse :
Q(n+1)= 1/3 * (n+1)3+(-1/2)* (n+1)2+1/6* (n+1)+d
?

Posté par
mathafou Moderateur
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 20:55

OK pour Q(x) = (1/3) x3 - (1/2) x2 + (1/6) x +d

et donc oui pour Q(n+1)
développer/réduire/factoriser etc

et Q(1 ) = 1/3 -1/2 + 1/6 + d = ... (simplifier)

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 21:14

J'ai trouver s2= 2n3+3n2+n/6 et j'ai factorisé sa a donner s2= n(n+1)(2n+1)/6

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 21:22

EnSuite monsieur pour la question 3) est ce qu'il faut que je fasse R(x+1)-R(x)=x3?

Posté par
Mikasa01
re : Polynôme du second degrés et du troisième 29-10-21 à 21:24

Mais je ne sais pas si c'est un polynôme du second degré ou du troisième

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