Somme avec coefficient binomial


  • Wil Fried

    Bonjour, besoin d'aide avec les calculs contenants des coefficients binomiaux, ça me fatigue.
    A- ∑k=1nCnk13k\sum_{k=1}^{n}C^{k}_n \frac{1}{3^{k}}∑k=1n​Cnk​3k1​

    B- ∑k=0nCnk(−1)n−k3k+1\sum_{k=0}^{n}C^{k}_n\frac{(-1)^{n-k}}{3^{k+1}}∑k=0n​Cnk​3k+1(−1)n−k​

    C- ∑k=0n(−1)kCnk\sum_{k=0}^{n}(-1)^{k}C^{k}_n∑k=0n​(−1)kCnk​

    D- ∑k=1n−1Cn−1k−12k\sum_{k=1}^{n-1}C^{k-1}_{n-1}2^k∑k=1n−1​Cn−1k−1​2k


  • mtschoon

    @Wil-Fried , bonsoir,

    Seulement une piste,

    Envidemment, il faut adapter, mais ces sommes doivent pouvoir se transformer en utilisant la formule du binome (a+b)n(a+b)^n(a+b)n dans le cas particulier où a=1a=1a=1 et b=xb=xb=x

    (1+x)n=∑k=0nCnkxk\displaystyle (1+x)^n=\sum_{k=0}^n C_n^kx^k(1+x)n=k=0∑n​Cnk​xk

    Pour AAA, tu prends x=13x=\dfrac{1}{3}x=31​

    (1+13)n=∑k=0nCnk(13)k\displaystyle (1+\dfrac{1}{3})^n=\sum_{k=0}^n C_n^k(\dfrac{1}{3})^k(1+31​)n=k=0∑n​Cnk​(31​)k

    Pour AAA, kkk démarre à 111 donc il faut enlever le premier terme de cette somme :

    ça doit donner : A=(43)n−1A=\biggr(\dfrac{4}{3}\biggr)^n-1A=(34​)n−1

    Essaie de poursuivre


  • mtschoon

    @Wil-Fried ,bonjour,

    Je regarde un peu la suite,

    B=∑k=0nCnk(−1)n−k3k+1B=\displaystyle\sum_{k=0}^n C_n^k\dfrac{(-1)^{n-k}}{3^{k+1}}B=k=0∑n​Cnk​3k+1(−1)n−k​

    Essaie de sortir du signe ∑\sum∑ tout ce qui est indépendant de kkk

    B=∑k=0nCnk(−1)n(−1)−k3k×3B=\displaystyle\sum_{k=0}^n C_n^k\dfrac{(-1)^{n}(-1)^{-k}}{3^{k}\times 3}B=k=0∑n​Cnk​3k×3(−1)n(−1)−k​

    B=(−1)n3∑k=0nCnk(−1)−k3kB=\displaystyle\dfrac{(-1)^{n}}{3}\sum_{k=0}^n C_n^k\dfrac{(-1)^{-k}}{3^{k}}B=3(−1)n​k=0∑n​Cnk​3k(−1)−k​

    B=(−1)n3∑k=0nCnk1(−1)k3kB=\displaystyle\dfrac{(-1)^{n}}{3}\sum_{k=0}^n C_n^k\dfrac{1}{(-1)^k3^{k}}B=3(−1)n​k=0∑n​Cnk​(−1)k3k1​

    B=(−1)n3∑k=0nCnk1(−3)kB=\displaystyle\dfrac{(-1)^{n}}{3}\sum_{k=0}^n C_n^k\dfrac{1}{(-3)^{k}}B=3(−1)n​k=0∑n​Cnk​(−3)k1​

    B=(−1)n3∑k=0nCnk(−13)kB=\displaystyle\dfrac{(-1)^{n}}{3}\sum_{k=0}^n C_n^k\biggr(\dfrac{-1}{3}\biggr)^kB=3(−1)n​k=0∑n​Cnk​(3−1​)k

    A partir de là, tu trouves la valeur du ∑\sum∑ en utilisant l'expression de (1+x)n(1+x)^n(1+x)n avec x=−13x=-\dfrac{1}{3}x=−31​

    Donc , sauf erreur,

    B=(−1)n3(23)nB=\displaystyle\dfrac{(-1)^{n}}{3}\biggr(\dfrac{2}{3}\biggr)^nB=3(−1)n​(32​)n

    Tu peux améliorer encore un peu l'expression si tu le souhaites.

    Vérifie tout ça, car à force d'écrire en Latex, parfois on s'égare.

    Essaie de faire le C et le D et donne tes résultats (du C et du D) si tu souhaites un vérification.


  • Wil Fried

    @mtschoon Merci beaucoup.. je fais le reste et je vous envoie mes résultats.


  • mtschoon

    @Wil-Fried , bonjour,

    Je viens de faire les calculs de CCC et DDD

    Pour CCC, je trouve : C=0C=0C=0
    Pour DDD, je trouve : D=2(3n−1−2n−1)D=2(3^{n-1}-2^{n-1})D=2(3n−1−2n−1)

    A vérifier.


  • Wil Fried

    @mtschoon A et B et C je les trouve .
    C'est le D je n'arrive pas comprendre.


  • mtschoon

    @Wil-Fried , bonjour,

    C'est bien si tu maîtrises A,B,C.

    Je te propose un calcul possible pour D

    D=∑k=1n−1Cn−1k−12k\displaystyle D=\sum_{k=1}^{n-1}C_{n-1}^{k-1}2^kD=k=1∑n−1​Cn−1k−1​2k

    On peut déjà "sortir" 222 :
    D=2∑k=1n−1Cn−1k−12k−1\displaystyle D=2\sum_{k=1}^{n-1}C_{n-1}^{k-1}2^{k-1}D=2k=1∑n−1​Cn−1k−1​2k−1

    On peut faire le changement d'indices : k′=k−1k'=k-1k′=k−1
    Ainsi
    k=1k=1k=1 <=>k′=0k'=0k′=0
    k=n−1k=n-1k=n−1 <=> k′=n−2k'=n-2k′=n−2
    D=2∑k′=0n−2Cn−1k′2k′\displaystyle D=2\sum_{k'=0}^{n-2}C_{n-1}^{k'}2^{k'}D=2k′=0∑n−2​Cn−1k′​2k′

    On pense à la formule du binôme adaptée à l'exposant (n−1)(n-1)(n−1) que l'on peut écrire :
    (1+x)n−1=∑k=0n−1Cn−1k′xk′\displaystyle (1+x)^{n-1}=\sum_{k=0}^{n-1}C_{n-1}^{k'}x^{k'}(1+x)n−1=k=0∑n−1​Cn−1k′​xk′
    Pour x=2x=2x=2 , elle devient :
    3n−1=∑k=0n−1Cn−1k′2k′\displaystyle 3^{n-1}=\sum_{k=0}^{n-1}C_{n-1}^{k'}2^{k'}3n−1=k=0∑n−1​Cn−1k′​2k′

    Pour DDD, il faut supprimer le dernier terme Cn−1n−12n−1=2n−1C_{n-1}^{n-1}2^{n-1}=2^{n-1}Cn−1n−1​2n−1=2n−1 vu que, dans DDD, la somme va jusqu'à (n−2)(n-2)(n−2)

    Conclusion:

    D=2(3n−1−2n−1)D=2(3^{n-1}-2^{n-1})D=2(3n−1−2n−1)

    Je ne sais pas si j'ai été claire...
    Revoir tout ça de près.


  • Wil Fried

    @mtschoon J'ai réussi à faire pareil et j'ai compris. Mercii beaucoup pour votre démonstration qui a été claire et limpide.
    J'aimerais savoir si l'intérêt a été de faire en sorte que la somme commence à partir de 0 ?? Et de la faire ressembler au binôme de Newton ?


  • mtschoon

    @Wil-Fried ,

    C'est parfait si c'est clair pour toi.

    Oui, il faut transformer pour utiliser la formule du binôme.

    Le fait que la somme ne commence pas à 000 n'est pas un réel problème car on peut toujours supprimer un (ou plusieurs termes).

    Par contre il faut que les indices correspondent , c'est pour cela qu'il fallait, en début de calcul, sortir 222 du ∑\sum∑, pour obtenir, dans la somme, 2k−12^{k-1}2k−1 et pouvoir faire le changement d'indices k′=k−1k'=k-1k′=k−1


  • Wil Fried

    @mtschoon C'est super! Merci


  • mtschoon

    De rien @Wil-Fried ,c'est avec plaisir que nous aidons.


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