Somme Des CarrÉS Des N Premiers Entiers — Maison À Vendre À Romagné 35133
Écrit par Luc Giraud le 20 juillet 2019. Publié dans Cours en TS Page 1 sur 2 Théorème: (principe du raisonnement par récurrence) Théorème En langage mathématique Si: $n_0 \in \mathbb{N}$:$\mathcal{P}(n_0)$ (initialisation) $\forall p\geq n_0$:$\mathcal{P}(p)\Rightarrow\mathcal{P}(p+1)$ (hérédité) Alors: $\forall n\geq n_0, ~ \mathcal{P}(n)$ En langue française Si: La propriété est vraie à patir d'un certain rang $n_0 $ (initialisation) Pour tout rang $ p$ plus grand que $ n_0$, la propriété au rang $p$ entraîne la propriété au rang $p+1$. (hérédité) Alors: La propriété est vraie pour tout rang $n$ plus grand que $n_0$. Exercices Exemple 1: somme des entiers impairs Exercice 1: On considère la suite $(u_n)$ définie pour $n\geq1$ par:$$u_n=\sum_{k=1}^n (2k-1)$$ Démontrer que $u_n=n^2$. Exemple 2: somme des carrés Exercice 2: Démontrer que:$$ \sum_{k=1}^n k^2=\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}. Raisonnement par récurrence. $$ Exemple 3: somme des cubes Exercice 3: Démontrer que:$$ \sum_{k=1}^n k^3=\left(\sum_{k=1}^n k\right)^2=\dfrac{n^2(n+1)^2}{4}.
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L'étude de quelques exemples ne prouve pas que $P_n$ est vraie pour tout entier $n$! La preuve? Nous venons de voir que $F_5$ n'est pas un nombre premier. Donc $P_5$ est fausse. Nous allons voir qu'un raisonnement par récurrence permet de faire cette démonstration. 2. Principe du raisonnement par récurrence Il s'agit d'un raisonnement « en escalier ». On démontre que la proriété $P_n$ est vraie pour le premier rang $n_0$ pour démarrer la machine. Puis on démontre que la propriété est héréditaire. Si la propriété est vraie à un rang $n$ donné, on démontre qu'elle est aussi vraie au rang suivant $n+1$. Définition. Soit $n_0$ un entier naturel donné. Pour tout entier naturel $n\geqslant n_0$. Raisonnement par récurrence somme des carrés par point. On dit que la proposition $P_{n}$ est héréditaire à partir du rang $n_0$ si, et seulement si: $$\color{brown}{\text{Pour tout} n\geqslant n_0:\; [P_{n}\Rightarrow P_{n+1}]}$$ Autrement dit: Pour tout entier $n\geqslant n_0$: [Si $P_{n}$ est vraie, alors $P_{n+1}$ est vraie]. Ce qui signifie que pour tout entier $n$ fixé: Si on suppose que la proposition est vraie au rang $n$, alors on doit démontrer qu'elle est vraie au rang $(n+1)$.
Déterminer la dérivée n ième de la fonction ƒ (n) pour tout entier n ≥ 1. Calculons les premières dérivées de la fonction ƒ. Rappel: (1/g)' = −g'/g 2 et (g n)' = ng n−1 g'. ∀ x ∈ D ƒ, ƒ ' (x) = −1 / (x + 1) 2 =. ∀ x ∈ D ƒ, ƒ '' (x) = (−1) × (−2) × / (x + 1) 3 = 2 / (x + 1) 3 = ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (3) (x) = 2 × (−3) / (x + 1) 4 = ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (4) (x) = (−2 × 3 × −4) / (x + 1) 5 = 2 × 3 × 4 / (x + 1) 5 = Pour n ∈ {1;2;3;4;} nous avons obtenu: ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (n) (x) = (−1) n n! / (x + 1) n+1 = soit P(n) l'énoncé de récurrence de variable n pour tout n ≥ 1 suivant: « ƒ (n) (x) = (−1) n n! / (x + 1) n+1 = », montrons que cet énoncé est vrai pour tout entier n ≥ 1. i) P(1) est vrai puisque nous avons ƒ ' (x) = −1 / (x + 1) 2 = (−1) 1 1! Raisonnement par récurrence - Mathweb.fr - Terminale Maths Spécialité. / (x + 1) 1+1 ii) Soit p un entier > 1 tel que P(p) soit vrai, nous avons donc ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p) (x) = (−1) p p! / (x + 1) p+1, montrons que P(p+1) est vrai, c'est-à-dire que l'on a ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p+1) (x) = (−1) p+1 (p+1)! / (x + 1) p+2. ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p+1) (x) = [ƒ (p) (x)] ' = [(−1) p p!
Raisonnement Par Récurrence Somme Des Carrés Par Point
\end{align}$$ Nous avons bien obtenu l'expression désirée. Ainsi, l'hérédité est vérifiée. Par conséquent, d'après le principe de récurrence, P( n) est vraie pour tout entier naturel n strictement positif. Propriété d'inégalité Les inégalités sont légèrement plus compliquées à démontrer par récurrence car, vous allez le voir, on n'obtient pas toujours immédiatement ce que l'on veut dans l'hérédité. Considérons l'inégalité suivante: Pour x > 0, pour tout entier naturel n > 1: \((1+x)^n > 1+nx. \) Inégalité de Bernoulli. Raisonnement par récurrence somme des carrés es de residus. Démontrons par récurrence sur n cette inégalité (cela signifie que le " x " sera considéré comme une constante et que seul " n " sera variable). Le premier possible est n = 2. On regarde donc les deux membres de l'inégalité séparément pour n = 2: le membre de gauche est: \((1+x)^2 = 1+2x+x^2\) le membre de droite est: \(1+2x\) x étant strictement positif, on a bien: 1+2 x + x ² > 1+2 x. L'initialisation est alors réalisée. Supposons que pour un entier k > 2, la propriété soit vraie, c'est-à-dire que:$$(1+x)^k > 1+kx.
/ (x + 1) p+1]' ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p+1) (x) = (−1) p p! [−(p+1)] / (x + 1) p+1+1 ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p+1) (x) = −(−1) p p! (p+1) / (x + 1) p+2 = = (−1) p+1 (p+1)! / (x + 1) p+2 = P(p) est vrai pour tout entier p ≥ 1. Conclusion: P(n) est vrai pour tout entier n ≥ 1, donc: pour tou entier n ≥ 1, et ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (n) (x) = (−1) n n! / (x + 1) n+1 =
Raisonnement Par Récurrence Somme Des Carrés 3
Théorème. Pour tout entier naturel $n\geqslant n_0$, on considère la proposition logique $P_n$ dépendant de l'entier $n. $ Pour démontrer que « Pour tout entier $n\geqslant n_0$, $P_{n_0}$ est vraie » il est équivalent de démontrer que: 1°) $P_{n_0}$ est vraie [ Initialisation]; 2°) Pour tout entier $n\geqslant n_0$: [$P_{n}\Rightarrow P_{n+1}$] [ Hérédité]. 3. Exercices résolus Revenons à notre exemple n°1. Exercice résolu n°2. (Facile) Démontrer que pour tout entier naturel n, on a: $2^n> n$. Exercice résolu n°3. Soit $a$ un nombre réel strictement positif. Démontrer que pour tout entier naturel n, on a: $(1+a)^n\geqslant 1+na$. Cette inégalité s'appelle Inégalité de Bernoulli. Exemple 4. Démontrez que pour tout entier non nul $n$, la somme des n premiers nombres entiers non nuls, est égale à $\dfrac{n(n+1)}{2}$. Raisonnement par récurrence somme des carrés 3. Exercice résolu 4. 4. Exercices supplémentaires pour progresser Exercice 5. Démontrez que pour tout entier naturel $n$: « $7^{2n}-1$ est un multiple de $5$ ». Exercice 6. Démontrez que pour tout entier naturel $n$: « $\dsum_{k=0}^{k=n} k^2 =\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ ».
La démonstration de cette propriété ( "tous les originaires de Montcuq sont des agrégés de maths") sera donc faite dans un prochain document. Juste après un cours sur la démonstration par récurrence et juste après t'avoir laissé, jeune pousse qui s'essaie aux principes de base des démonstrations, suffisamment de temps pour faire ton en faire trop. Dans le même temps je rendrai publique une démonstration par récurrence qui nous vient du collègue Marco, professeur de physique. Suite de la somme des n premiers nombres au carré. * voir ses travaux sur "Poisson snake" en Probabilités (taper ces mots sur Google). A ne pas confondre avec le poisson snakehead, l'un des plus dangereux qui existent sur terre.
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