Ecrire Un en fonction de n


  • L

    bonsoir a tous je suis tombé sur un exercice ou je dois calculer la somme
    j'ai entendu parler d'une méthode dite descendante que je ne comprend d'ailleurs pas j'aimerais un peu d'aide
    la suite en question st définie par récurrence telle que
    Un+1=Un+n2−nU_{n+1}=U_n+n^2-nUn+1=Un+n2n et U0=−2U_0=-2U0=2 sachant que pour tout nnn de NNN nnn>333 et UnU_nUn >000


  • N
    Modérateurs

    @loicstephan Bonjour,

    Tu écris chaque terme
    Si n=0n = 0n=0, U1=U0U_1=U_0U1=U0
    Si n=1n= 1n=1, U2=U1U_2=U_1U2=U1
    Si n=2n= 2n=2, U3=U2+22−2U_3=U_2+2^2-2U3=U2+222
    Si n=3n= 3n=3, ...
    .....
    Pour n , Un=Un−1+(n−1)2−(n−1)U_n=U_{n-1}+(n-1)^2-(n-1)Un=Un1+(n1)2(n1)
    Puis tu additionnes l'ensemble des égalités et tu simplifies l'expression
    U1+U2+...+Un=......U_1+U_2+...+U_n= ......U1+U2+...+Un=......


  • B

    Bonjour,

    C'est sans difficultés majeures ... mais cela ne me semble quand même pas immédiat en Secondaire.

    U1 = U0 + (0²-0)
    U2 = U1 + (1²-1) = U0 + (0²-0) + (1²-1)
    U3 = U2 + (2²-2) = U0 + (0²-0) + (1²-1) + (2²-2)
    ...

    Un=Uo+Σk=0n−1(k2−k)Un = Uo + \Sigma_{k=0}^{n-1} (k^2-k)Un=Uo+Σk=0n1(k2k)

    Un=Uo+Σk=0n−1(k2)−Σk=0n−1(k)Un = Uo + \Sigma_{k=0}^{n-1} (k^2) - \Sigma_{k=0}^{n-1} (k)Un=Uo+Σk=0n1(k2)Σk=0n1(k)

    On démontre (par exemple par récurrence) qu'on aboutit à :
    Un=Uo+n(n−1)(n−2)3U_n = Uo + \frac{n(n-1)(n-2)}{3}Un=Uo+3n(n1)(n2)

    Et donc avec Sn = Uo + T1 + ... + Un :

    Sn=(n+1).Uo+13Σk=0n [k(k−1)(k−2)]Sn = (n+1).Uo + \frac{1}{3} \Sigma_{k=0}^n\ [k(k-1)(k-2)] Sn=(n+1).Uo+31Σk=0n [k(k1)(k2)]

    Sn=(n+1).Uo+13Σk=0n [k3−3k2+2k]Sn = (n+1).Uo + \frac{1}{3} \Sigma_{k=0}^n\ [k^3-3k^2+2k] Sn=(n+1).Uo+31Σk=0n [k33k2+2k] (1)

    Soit on sait ou on démontre par récurrence que :

    Σk=0n [k]=n(n+1)2\Sigma_{k=0}^n\ [k] = \frac{n(n+1)}{2}Σk=0n [k]=2n(n+1)
    et
    Σk=0n [k2]=n(n+1)(2n+1)6\Sigma_{k=0}^n\ [k^2] = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}Σk=0n [k2]=6n(n+1)(2n+1)
    et
    Σk=0n [k3]=(Σk=0n[k])2\Sigma_{k=0}^n\ [k^3] = (\Sigma_{k=0}^n [k])^2Σk=0n [k3]=(Σk=0n[k])2

    Et en utilisant ces 3 relations dans (1), après simplification, on trouve :

    Sn=(n+1).Uo+n4−2n3−n2+2n12S_n = (n+1).Uo + \frac{n^4-2n^3-n^2+2n}{12}Sn=(n+1).Uo+12n42n3n2+2n

    Si c'est quelque chose comme cela qui est attendu, cela me semble un rien "hard" en Secondaire

    Peut être que la piste de Noemi permet d'attiver au but plus facilement ?


  • mtschoon

    Bonjour tout le monde,

    @loicstephan, tu n'a pas donné un énoncé très clair.

    J'ai cru comprendre que ce que tu souhaites, c'est ce qui est écrit dans le titre "Ecrire Un en fonction de n"

    Comme tu parles de "suite descendante" , je pense (?) qu'il s'agit de faite une disposition pratique "descendante", en mettant les termes de la suite les uns en dessous des autres et, ajoutant membre à membre et simplifiant, il reste UnU_nUn en fonction de nnn (personnellement, j'appelle ça une somme "télescopique")

    suite.jpg
    Ainsi, on obtient :

    Un=U0+[(n−1)2+(n−2)2+...+02]−[(n−1)+(n−2)+...+02]U_n=U_0+[(n-1)^2+(n-2)^2+...+0^2]-[(n-1)+(n-2)+...+0^2]Un=U0+[(n1)2+(n2)2+...+02][(n1)+(n2)+...+02]
    c'est à dire :
    Un=−2+∑k=0n−1k2−∑k=0n−1k\displaystyle U_n=-2+\sum_{k=0}^{n-1}k^2-\sum_{k=0}^{n-1}kUn=2+k=0n1k2k=0n1k

    Pour calculer les deux sommes ∑k=0n−1k2\displaystyle \sum_{k=0}^{n-1}k^2k=0n1k2 et ∑k=0n−1k\displaystyle \sum_{k=0}^{n-1}kk=0n1k, tu as les formules dans ton cours ou bien tu regardes ici, mais il faut remplacer nnn par n−1n-1n1 , car les formules usuelles donnent :
    ∑k=0nk2\displaystyle \sum_{k=0}^{n}k^2k=0nk2 et ∑k=0nk\displaystyle \sum_{k=0}^{n}kk=0nk

    http://villemin.gerard.free.fr/Wwwgvmm/Identite/SomDemo.htm

    Reposte si ce n'est pas ce que tu cherches ou si ce n'est pas clair.


  • L

    bonjour @Black-Jack @mtschoon @Noemi c'est l'objet de mon post


  • L

    @mtschoon @Noemi @Black-Jack
    merci a tous de m'éclairer! @mtschoon c'est exactement ce que je cherchais et l'utilisation des barres en pointillé m'a permis de saisir ce qui paraissait abstrait merci bien


  • mtschoon

    De rien @loicstephan,

    Nous faisons au mieux.
    C'est parfait si tu as bien compris les simplifications.


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