Somme

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Posted by: bitonio

Bonjour à tous,
je bloque sur une somme pourtant pas bien compliqué à mon avis ... si vous avez des idées, je suis prenneur

Montrer que 4$ \sum_{k=0}^n (^n_k) cos(k \theta) = 2^n cos ( \frac {n \theta } { 2 }) cos ( \frac { \theta } { 2 } )^n


merci d'avance!

Ciao



Posted by: abcd22

Bonsoir,
Il suffit de remarquer que la somme est la partie réelle de (1 + e^{i \theta})^n.



Posted by: bitonio

En effet .... euh peux tu me donner une piste je vois pas comment continuer ... merci d'avance!



Posted by: xon

Salut,

je pense que tu peux calculer  (1+e^{i\theta})^n en mettant en facteur e^{i\theta/2} histoire de faire apparaitre un cosinus et tu prends la partie réelle et tu dois plus être loin du compte



Posted by: Zebulon

Bonsoir, pour le membre de gauche :
(1+e^{i\theta})^n=\sum_{k=0}^n{n\choose{k}}e^{ki{\  theta}}<br />
\\=\sum_{k=0}^n{n\choose{k}}[{cos(k\theta)+isin(k\theta)}]
dont la partie réelle est \sum_{k=0}^n{n\choose{k}}cos(k\theta).



Posted by: bitonio

Au risque de paraitre legerement bete, je ne vois toujours pas comment m'en sortir ...
J'aimerai juste une piste, pas la solution... merci d'avance



Posted by: bitonio

ah non en fait je crois c'est bon ! j'avais pas vu la formule de trigo

merci bcp !!



Posted by: Nicolas_75

Bonjour,

Une récurrence est également possible, à condition de considérer de front :
\mathscr{P}(n)\; :\;\left\{\begin{array}{rcl}<br />
\displaystyle\sum_{k=0}^n{n\choose k}\cos k\theta&amp;=&amp;\displaystyle 2^n\cos\frac{n\theta}{2}\cos^n\frac{\theta}{2}\\<br />
\displaystyle\sum_{k=0}^n{n\choose k}\sin k\theta&amp;=&amp;\displaystyle 2^n\sin\frac{n\theta}{2}\cos^n\frac{\theta}{2}\\<br />
\end{array}\right.

Montrons la première partie de l'hérédité, celle relative à la première formule.

\begin{array}{cl}<br />
&amp; \displaystyle\sum_{k=0}^{n+1}{n+1\choose k}\cos k\theta\\<br />
=&amp;\displaystyle 1+\sum_{k=\fbox{1}}^{\fbox{n}}\left[{n\choose k-1}+{n\choose k}\right]\cos k\theta+\cos(n+1)\theta\\<br />
=&amp;\displaystyle 1+\sum_{k=1}^n{n\choose k-1}\cos k\theta+\sum_{k=1}^n{n\choose k}\cos k\theta+\cos(n+1)\theta\\<br />
=&amp;\displaystyle \sum_{k=1}^{\fbox{n+1}}{n\choose k-1}\cos k\theta+\sum_{k=\fbox{0}}^n{n\choose k}\cos k\theta\\<br />
=&amp;\displaystyle \sum_{k=0}^{n}{n\choose k}\cos (k+1)\theta+\sum_{k=0}^n{n\choose k}\cos k\theta\\<br />
=&amp;\displaystyle \sum_{k=0}^{n}{n\choose k}\left[\cos(k+1)\theta+\cos k\theta\right]\\<br />
=&amp;\displaystyle \sum_{k=0}^{n}{n\choose k}2\cos\left(k+\frac{1}{2}\right)\theta\cos\frac{\  theta}{2}\\<br />
=&amp;\displaystyle \sum_{k=0}^{n}{n\choose k}2\left(\cos k\theta\cos\frac{\theta}{2}-\sin k\theta\sin\frac{\theta}{2}\right)\cos\frac{\theta  }{2}\\<br />
=&amp;\displaystyle 2\cos\frac{\theta}{2}\cos\frac{\theta}{2}\sum_{k=0  }^n{n\choose k}\cos k\theta-2\cos\frac{\theta}{2}\sin\frac{\theta}{2}\sum_{k=0  }^n{n\choose k}\sin k\theta\\<br />
=&amp;\displaystyle 2\cos\frac{\theta}{2}\cos\frac{\theta}{2}2^n\cos\f  rac{n\theta}{2}\cos^n\frac{\theta}{2}-2\cos\frac{\theta}{2}\sin\frac{\theta}{2}2^n\sin\f  rac{n\theta}{2}\cos^n\frac{\theta}{2}\\<br />
=&amp;\displaystyle 2^{n+1}\left(\cos\frac{\theta}{2}\cos\frac{n\theta  }{2}-\sin\frac{\theta}{2}\sin\frac{n\theta}{2}\right)\c  os^{n+1}\frac{\theta}{2}\\<br />
=&amp;\displaystyle 2^{n+1}\cos\frac{(n+1)\theta}{2}\cos^{n+1}\frac{\t  heta}{2}\\<br />
\end{array}

La seconde partie de l'hérédité (avec les sinus) se montre de manière similaire.

Sauf erreur.

Nicolas











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