Prouver somme des termes d'une suite arithmétiques par récurrence


  • lala Ball

    Bonjour,

    Je comprends plutôt bien la récurrence mais je bloque sur cette exercice:
    u(n) une suite arithmétique. Prouver par récurrence que u(0) + u(1) + ... + u(n) = (n+1)*((u(0) + u(n))/2)

    On doit impérativement prouver par la deuxième partie de l'égalité sans passer par la première ( donc partir de (k+1)((u(0) + u(k))/2) + u(k+1) pour arriver vers (k+2)((u(0) + u(k+1))/2) ) sauf que j'ai tout essayé mais je n'y suis pas arrivé. J'aurais donc besoin d'aide


  • mtschoon

    @lala-Ball , bonsoir,

    Je ne détaille pas tout ( heure trop tardive !)

    Une piste qui doit pouvoir débloquer ta démonstration, pour trouver une relation entre U(k) et U(k+1)
    Tu peux prouver que (k+1)U(k) =kU(k+1)+U(0)

    Demonstration de cette relation.
    Soit r la raison de la suite
    U(k)=U(0)+kr
    U(k+1)=U(0)+(k+1)r
    donc
    kU(k+1)=kU(0)+k(k+1)r
    kU(k+1)+U(0)=(k+1)U(0)+k(k+1)r
    kU(k+1)+U(0)=(k+1)[U(0)+kr]
    d'où
    kU(k+1)+U(0)=(k+1)U(k)
    CQFD

    Bon courage et bonne nuit.


  • lala Ball

    merci beaucoup !


  • lala Ball

    J'ai passé environ une heure à chercher les solutions grâce à la relation que vous m'avez fourni, mais je reste bloqué sur deux passages:

    Comment mettre en facteur u(k) et (k+1) dans (k+1)*((u(0)+u(k))/2) et ensuite si je réussi ce point comment se débarrasser du facteur k de U(k+1).

    Bonne nuit ou bonne journée à vous et merci d'avance


  • mtschoon

    @lala-Ball , je t'explicite un peu le calcul.
    J'utilise des indices au lieu des parenthèses car je trouve cela plus clair.

    Hier soir, je t'ai démontré que (k+1)Uk=kUk+1+U0\boxed{(k+1)U_k=kU_{k+1}+U_0}(k+1)Uk=kUk+1+U0

    Ainsi, tu dois pouvoir faire la démonstration.

    Pistes ,

    U0+...+Uk+1=[U0+...+Uk]+Uk+1U_0+...+U_{k+1}=[U_0+...+U_k]+U_{k+1}U0+...+Uk+1=[U0+...+Uk]+Uk+1

    U0+...+Uk+1=(k+1)[U0+Uk2]+Uk+1U_0+...+U_{k+1}=(k+1)\biggr[\dfrac{U_0+U_k}{2}\biggr]+U_{k+1}U0+...+Uk+1=(k+1)[2U0+Uk]+Uk+1

    U0+...+Uk+1=(k+1)U02+(k+1)Uk2+Uk+1U_0+...+U_{k+1}=(k+1)\dfrac{U_0}{2}+\dfrac{(k+1)U_k}{2}+U_{k+1}U0+...+Uk+1=(k+1)2U0+2(k+1)Uk+Uk+1

    Utilise la propriété que je t'ai démontrée (encadrée) :

    U0+...+Uk+1=(k+1)U02+kUk+1+U02+Uk+1U_0+...+U_{k+1}=(k+1)\dfrac{U_0}{2}+\dfrac{kU_{k+1}+U_0}{2}+U_{k+1}U0+...+Uk+1=(k+1)2U0+2kUk+1+U0+Uk+1

    Je te laisse terminer.
    En regroupant correctement les termes, tu dois trouver
    U0+...+Uk+1=(k+2)[U0+Uk+12]U_0+...+U_{k+1}=(k+2)\biggr[\dfrac{U_0+U_{k+1}}{2}\biggr]U0+...+Uk+1=(k+2)[2U0+Uk+1]

    Reposte si tu n'arrives pas à terminer.

    Bon travail.


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