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Niveau Maths sup
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Somme double (i+j)

Posté par
etudeSUP
09-02-14 à 10:18

Alors voila, j'ai un très gros problème de mathématiques..
Je ne sais pas résoudre

(i+j)     avec 1i,jn


j'ai cherché longtemps mais je ne trouve pas :/
(j'aime pas les sommes doubles ^^)

J'ai vraiment besoin d'aide
Merci d'avance.

Posté par
polytoga
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 10:20

Cela veut dire quoi résoudre, ici ?

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 10:29

Euh ici, cela veux plutôt dire "calculer"
J'ai décomposé la somme en deux somme

i (1i,jn)   +   j  (1i,jn)    

voila :/
et à partir de là je suis coincé, je sais pas comment faire

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 10:44

salut

n'importe quoi

\sum_{i,j} i + j = \sum_i (\sum_j i + j) = \sum_i (i + \sum_j j) = ...

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 11:08

=(i +n(n+1)/2) ???

:/

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 11:11

super !!!


il faudrait peut-être finir ....

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 11:22

je ne vois pas comment finir...

n(n+1)/2 ne depend pas de i  donc ca ferais

( n(n+1)/2 ) i

= (n(n+1)/2)(n(n+1)/2)

mais ca ne marche pas :/

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 11:28

n(n + 1)/2 est dans la somme des i !!!!!

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 11:29

c'est un terme de la somme des i pas un facteur !!!

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 11:36

je suis désolé je suis vraiment bloqué

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:08

commence à écrire les premiers termes de la somme de 11h08 pour i = 1, 2 , 3, ....

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:15

si n = 4 (par exemple)

i variant de 1 à 4 (1 à n)

Somme = (1 + 4(4+1)/2)  + (2 + 4(4+1)/2) + (3+4(4+1)/2) + (4 +4(4+1)/2)

= 4 (4(4+1)/2) + (1+2+3+4)

autrement dit :

somme = n2(n+1)/2 + i       avec 1in

Somme = n2(n+1)/2 + n(n+1)/2

???

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:17

et bien voila .... reste plus qu'à réduire ....

Posté par
verdurin
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:23

Bonjour,
pour voir ce qui se passe :

\begin{array}{c|cccc}
 \\ i\ j&1&2&3&4\\
 \\ \hline
 \\ 1&2&3&3&5\\
 \\ 2&3&4&5&6\\
 \\ 3&4&5&6&7\\
 \\ 4&5&6&7&8\end{array}

On peut voir que

\sum_{i=1}^n\sum_{j=1}^n(i+j)=\sum_{i=1}^n\left(\sum_{j=1}^n(i+j)\right)=\sum_{i=1}^n\left(ni+\sum_{j=1}^n j\right)

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:28

ce que j'arrive toujours pas à comprendre, c'est que, si on fait un tableau

i/j1234
12345
23456
34567
45678


si on somme toutes les valeurs du tableau (on suppose n=4) cela fait 80.
or avec la formule trouvé précédemment je trouve 50 ...:/

Posté par
verdurin
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:31

Nos messages se sont croisés.

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:31

oui j'ai fait la même erreur que toi en sortant le i de la somme des j .... ce que verdurin (toujours vigilant et alerte a bin remarqué )

....

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:34

donc sa ferais
n2(n+1)/2 + n2(n+1)/2

= n2(n+1)

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:39

il vaut mieux reprendre correctement tout .... ou du moins à partir de la dernière ligne du dernier post de verdurin ....

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:42

je trouve bien 80 avec ce calcul .

et si je reprend mon exemple

si n = 4 (par exemple)

i variant de 1 à 4 (1 à n)

Somme = (4*1 + 4(4+1)/2)  + (4*2 + 4(4+1)/2) + (4*3+4(4+1)/2) + (4*4 +4(4+1)/2)

= 4  (4(4+1)/2) + 4*(1+2+3+4)

autrement dit :

somme = n2(n+1)/2 + ni       avec 1in

Somme = n2(n+1)/2 + n2(n+1)/2

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:43

oups , copier coller raté :

autrement dit :

somme = n2(n+1)/2 + ni       avec 1in

Somme = n2(n+1)/2 + n2(n+1)/2

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:45

CORRECTION :


autrement dit :

somme = n2(n+1)/2 + ni       avec 1in

Somme = n2(n+1)/2 + n2(n+1)/2

Posté par
arnaudmagnol
Petit coup de pouce 09-02-14 à 12:47

Je vais essayer de te donner une petite explication des astuces récurrentes pour expliciter ces vicieuses doubles suites :

Tu as la somme, pour i et j variant de 1 à n des i + j ;

Pour mieux comprendre, essaye de fixer à chaque fois l'une de tes deux valeurs :

Tout d'abord, fixe i = 1 ;
Alors, tu gardes i = , et tu fais varier uniquement ton j entre  et n :

ça te fait 1+1 + 1+2 + 1+3 + 1+4 + ... + 1+n
Ton i reste toujours égal à 1, et tu augmentes, jusqu'à atteindre n, ta valeur de j de 1.

puis tu fixes i = 2, et tu fais balayer j de 1 à n :
2+1 + 2+2 + 2+3 + 2+4 ..., en gardant le même principe.

et tu fixes i à chaque "tour de boucle" en l'incrémentant de 1, jusqu'à atteindre n

Finalement :

Somme (i+j), pour i,j allant de 1 à n est égal à la somme, pour i allant de 1 à n (les i que tu fixes successivement), de la somme des j qui varient de 1 à n

ce qui te donne Somme[i=1 à n] ( Somme[j=1 à n] de i+j )

Or, dans ta somme de droite, tu vas avoir 1 n fois (ton i ne bouge pas dans la boucle interne ! ), + la somme de tes j allant de 1 à n

Donc ta somme "interne" vaut n (les n fois 1 de ton i fixé ), + 1/2 * n * (n+1) [somme de tes j variant entre 1 et n]

Donc, tu calcules finalement, pour i variant de 1 à n,

n*(n+1)/2 + n

Sauf que tu ne fais qu'ajouter n fois cette valeur, puisque i n'influe sur rien dans ta somme !
[Par ex, 3 pour i allant de 1 à 5 vaut 3 + 3 + 3 + 3 + 3 (ton i ne modifie rien, ce n'est qu'un "compteur de boucles" !]

Donc tu sommes n fois ceci : [ n*(n+1)/2 + n ]

D'où le résultat final : n*( n*(n+1)/2 + n )

J'espère t'avoir aidé.

Posté par
etudeSUP
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 12:51

Merci beaucoup à vous deux, je sais pas comment j'aurais fait sans vous 3. merci mille fois

vos explications m'ont aidé à voir plus clair dans ces sommes ! merci

Posté par
arnaudmagnol
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 13:05

Pas de problème, il suffit d'en faire quelques-unes et à la fin ça vient tout seul
PS : mon résultat final est faux, à un moment ma somme ne faisait pas n, mais n*i, au final le résultat est simplement n*n*(n+1)
TOUJOURS regarder ce qui dépend de ton indice dans la somme, ce qui ne bouge pas quand tu fais incrémenter ton "i" dans ta somme, etc..
Et également, factoriser les termes qui ne dépendent pas de ton indice devant ta somme, ça t'aide à y voir plus clair..
Bonne chance !

Posté par
carpediem
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 13:19

au plaisir

Posté par
Jygz
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 14:20

On peut aussi calculer cette somme par denombrement :

\sum{i+j=k, k=2}^2n k

Pour k < n+2

On a k-1 maniere d'obtenir i+j=k en faisant varier i de 1 à k-1

Pour k >= n+2

On a 2n+1-k maniere d'obtenir i+j=k en faisant varier i de de n+1-(2n+1-k) = k - n à n

On obtient ainsi la somme : \sum_{k=2}^{n+1} (k-1)k + \sum_{k=n+2}^{2n} (2n+1-k)k = n^2(n+1)

Posté par
Jygz
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 14:23

J'ai mal ecrit ma premiere formule : \sum_{i+j=k} k

Posté par
flight
re : Somme double (i+j) 09-02-14 à 22:31

salut

on peut voir simplement les choses ainsi , en faisant dabord varier j entre 1 et n :

(i+j) = [(1+i)+(2+i)+(3+i)+...(n+i)   pour i compris entre 1 et n

ce qui fait (n + n(n+1)/2)+(2n + n(n+1)/2)+ (3n + n(n+1)/2) + ....+(n²+ n(n+1)/2) = n(1+2+..+n) + n.n(n+1)/2 =

n.n(n+1)/2 + n.n.(n+1)/2 = n².(n+1)



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