Adloun

Télescoper, puis échanger deux sommes

Exercice · niveau 2 · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 1 — Raisonnement et vocabulaire ensembliste · Sommes et produits

Énoncé

Calculer en écrivant le terme général comme une différence. Calculer ensuite de deux façons, en échangeant l'ordre des deux sommations.

Corrigé

Le télescopage. Cherchons et tels que : au même dénominateur, pour tout , donc et : En posant , la somme vaut : chaque est annulé par le du terme suivant, et il ne reste que le premier et le dernier :

L'échange des sommations. La double somme porte sur l'ensemble d'indices , et elle en compte les éléments, puisque le terme sommé vaut .

En sommant d'abord sur : à fixé, décrit , soit valeurs. La somme vaut , et le changement d'indice donne .

En sommant d'abord sur : à fixé, la condition dit que décrit , soit valeurs. La somme vaut donc .

Les deux lectures donnent le même nombre : on a compté deux fois le même ensemble.

Le point à retenir. Le point délicat de l'échange n'est pas la formule, c'est le domaine d'indices. On ne permute pas les bornes, on relit la condition à partir de l'autre variable. Écrire ce domaine en clair avant d'échanger évite l'erreur la plus fréquente du calcul de sommes.

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