Somme de cosinus, récurrence (DM)


  • Z

    Bonjour ,
    j'ai un exercice qui me donne du mal , et je sais pas si ce que j'ai fait est juste ou pas , si je suis dans la bonne voie ou pas ...
    Donc :

    x ∈ mathbbRmathbb{R}mathbbR et n ∈ $$mathbb{N}$^*$
    On pose CnC_nCn = cos x + cos 3x + ... + cox(2n-1)x

    1. En utilisant les formules trigonometriques prouvez que :
      sin(a)cos(b) = 1/2 * (sin(a+b) + sin (a-b)) [1]
      et sin 2a = 2*sin(a)cos(a) [2]

    Donc ça je l'ai démontré pas de problème ( c'est pour que vous sachiez que j'avais ça en question préliminaire , ça peut vous aider pour la suite).

    1. Transformez en des sommes les expressions suivantes:

    sin(x) *cos((2n+1)x) et sin (nx) * cos (nx)

    Donc pour la première j'ai fait :
    sin(x) *cos((2n+1)x) = sin(x)*cos(2nx+x)
    = 1/2 * ( sin (x + 2nx+x) + sin ( x - (2nx +x)) ==> ici je me sert de [1]
    = 1/2 * ( sin (2x(n+1)) + sin (-2nx) )
    = sin(n+1)*cos(n+1) + sin ( -nx) * cos ( -nx) ==> ici je me sert de [2]

    Donc voilà et pour la deuxieme j'ai fait :
    sin ( nx) * cos (nx) = 1/2 sin ( 2nx) là j'utilise [2] ; je sais c'est pas vraiment une somme mais bon... je sais pas ce qu'il faut faire sinon

    1. Démontrez que pour tout entier n ≥ 1 et pour tout x ≠kpipipi ( avec k ∈mathbbZmathbb{Z}mathbbZ )
      CnC_nCn = ( cos (nx) * sin (nx) ) / ( sin (x) )

    Bon là j'ai commencé à démontrer par récurrence j'ai dis que
    Cn+1C_{n+1}Cn+1 - cos x + cos(2n + 1)x = ( cos (nx) * sin (nx) ) / ( sin (x) )

    De là j'ai développé en me servant des egalité démontrés au part avant mais ma demonstration ne marche pas...

    Donc voilà si quelqu'un à le courage de m'aider dans ce long et perieux exercice je lui en serai très reconnaissant , merci d'avance !


  • Zauctore

    Citation
    Donc voilà et pour la deuxieme j'ai fait :
    sin ( nx) * cos (nx) = 1/2 sin ( 2nx) là j'utilise [2] ; je sais c'est pas vraiment une somme mais bon... je sais pas ce qu'il faut faire sinon
    Sisi, c'est bien une somme de sinus.

    Pour le reste :

    cn+1=cos⁡x+cos⁡(3x)+...+cos⁡[(2n−1)x]+cos⁡[(2(n+1)−1)x]=cn+cos⁡[(2n+1)x]c_{n+1} = \cos x + \cos (3x) + ... + \cos [(2n-1)x] + \cos [(2(n+1)-1)x] = c_n + \cos [(2n+1)x]cn+1=cosx+cos(3x)+...+cos[(2n1)x]+cos[(2(n+1)1)x]=cn+cos[(2n+1)x]

    Applique l'HR et vois ce que ça donne avec ta formule (1) - que je n'ai pas vérifiée (pas le temps) !

    Note : "au part avant", ou "au paravent" ? non : auparavant !


  • Z

    ça me donne donc
    Cn+1C_{n+1}Cn+1 = cos(nx)sin(nx) + sin(x)cos(2n+1)x le tout sur sin(x)

    je me sert de ce que j'ai démontré en 2) pour dire

    = cos(nx)sin(nx) + sin(n+1)cos(n+1) + sin(-nx)cos(-nx) le tout sur sin(x)

    Est-ce que j'ai le droit de simplifier et de dire :

    = sin(n+1)cos(n+1)/sin(x) ??? Ce terminerai la démonstration.


  • Zauctore

    on va ré-écrire ça en LaTeX pour y voir plus clair

    cn+1=cos⁡(nx)sin⁡(nx)+sin⁡(x)cos⁡[(2n+1)x]sin⁡(x)c_{n+1} = \frac{\cos(nx)\sin(nx) + \sin(x)\cos[(2n+1)x]}{\sin(x)}cn+1=sin(x)cos(nx)sin(nx)+sin(x)cos[(2n+1)x]

    dont voici le code, pour information
    C_{n+1} = \frac{\cos(nx)\sin(nx) + \sin(x)\cos[(2n+1)x]}{\sin(x)}

    et cn+1=cos⁡(nx)sin⁡(nx)+sin⁡(n+1)cos⁡(n+1)+sin⁡(−nx)cos⁡(−nx)sin⁡(x)c_{n+1} = \frac{\cos(nx)\sin(nx) + \sin(n+1)\cos(n+1) + \sin(-nx)\cos(-nx)}{\sin(x)}cn+1=sin(x)cos(nx)sin(nx)+sin(n+1)cos(n+1)+sin(nx)cos(nx)

    La simplifiaction tient aux propriétés :

    • d'une part d'imparité du sinus, qui dit que sin(-nx) = - sin(nx)

    • et d'autre part de parité du cosinus, qui dit que cos(-nx) = cos(nx).


  • Z

    Donc tout ceci ce simplifie

    cn+1=cos⁡(nx)sin⁡(nx)+sin⁡(x)cos⁡[(2n+1)x]sin⁡(x)c_{n+1} = \frac{\cos(nx)\sin(nx) + \sin(x)\cos[(2n+1)x]}{\sin(x)}cn+1=sin(x)cos(nx)sin(nx)+sin(x)cos[(2n+1)x]
    cn+1=cos⁡(nx)sin⁡(nx)−sin⁡(nx)cos⁡(nx)+cos⁡(n+1)xsin⁡(n+1)xsin⁡(x)c_{n+1} = \frac{\cos(nx)\sin(nx) - \sin(nx)\cos(nx) + \cos(n+1)x\sin(n+1)x}{\sin(x)}cn+1=sin(x)cos(nx)sin(nx)sin(nx)cos(nx)+cos(n+1)xsin(n+1)x
    cn+1=cos⁡(n+1)sin⁡(n+1)sin⁡(x)c_{n+1} = \frac{\cos(n+1)\sin(n+1)}{\sin(x)}cn+1=sin(x)cos(n+1)sin(n+1)

    et j'ai donc démontré l'hérédité ?


Se connecter pour répondre