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Un résultat de Leibniz

Posté par Neptune (invité) 30-04-06 à 19:15

Bonsoir !

J'ai un devoir à faire qui marie intégrale/suite/trigo et... j'ai un peu de mal.

Voici l'énoncé où je bloque:

On pose, pour n \ge 1, u_n = 1 - \frac{1}{3} + \frac{1}{5} +...+ \frac{(-1)^n}{2n+1}

A) 1)

Montrer que, pour tout réel t:
(1 - t^2 + t^4 +...+ (-1)^n \times t^2n) - \frac{1}{1 + t^2} = (-1)^n \times \frac{T^2n+2}{1 + t^2}
Donc je ne vois vraiment pas comment passer de l'un à l'autre :S

Merci !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:27

Bonjour Neptune

Remarque que dans le terme de gauche, le premier morceau fait penser à la somme des n+1 premiers termes d'une suite géométrique de raison \Large{-t^{2}}.

Kaiser

Posté par Neptune (invité)re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:46

Si je suis ton raisonnement, j'aurai donc:
u_0 = 1
u_1 = -t² * 1
u_2 = -t² * (-t²) = t^4
...

Ce qui parait bon.

Donc, j'aurai une suite géométrique de raison -t² et de premier terme u_0 = 1.

Donc, j'applique la formule de somme:

S = \frac{1 + t^2n+2}{1 + t^2}

Je réinjecte...

Et je trouve \frac{t^2n+2}{1 + t^2} !

Il me manque le (-1)^n devant... :S

Ou ai-je fait une erreur ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:50

Justement, tu l'as oublié dans la somme S.
En effet, on a \Large{\bigsum_{k=0}^{n}(-1)^{k}t^{2k}=\frac{1-(-1)^{n+1}t^{2n+2}}{1+t^{2}}}.

Posté par
garnouille
re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:52

attention à la raison, c'est (-t²)
(-t²)^(n+1)=((-1)t²)^(n+1)=(-1)^(n+1)t^(2n+2)
... ensuite -(-1)^(n+1)=(-1)^(n+2)=(-1)^n....

Posté par Neptune (invité)re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:54

Euh... quel rôle joue le -1 là alors ?

Parcequ'il ne fait pas partie de la raison non ?

Je ne vois pas quel est sa place :S

Posté par Neptune (invité)re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:55

Je n'ai rien dit... merci garnouille

Je vais voir la quite du DM donc...

Posté par
garnouille
re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 19:57

ok alors!..

Posté par Neptune (invité)re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 20:08

Arf non !

Puisque, à la fin j'ai:
\frac{(-1)^n+1 \times t^2n+2}{1+t^2} !

Y'a vraiment quelque chose que je comprends pas je crois... T_T

Posté par Neptune (invité)re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 20:13

Non c'est bon en fait... trouvé

Posté par Neptune (invité)re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 20:25

Bon, ça continue bien, j'ai encore un problème ! :s

Une fois que j'ai trouvé le résultat précédent, on me demande:
En déduire que u_n - \int_0^{1} (\frac{1}{1 + t^2}) dt  = (-1)^n \int_0^{1} \frac{t^2n+2}{1 + t^2} dt

Il me semble que j'ai deux choix:
- soit je calcul chacun des membres et je constate que c'est la même chose
- soit je pars d'un des membres pour arriver au second.

Je sais faire la première méthode, mais, j'aimerai bien utiliser la seconde pour le devoir.

Est-ce possible ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un résultat de Leibniz 30-04-06 à 23:47

Tu remarqueras que la question commence par "en déduire" !
En effet, il suffit de reprendre l'égalité démontrée précédemment et d'intégrer entre 0 et 1.



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