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mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 2 · Exercice

Un polynôme qui somme les carrés

Polynômes · Identification et calcul effectif · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Déterminer le polynôme tel que pour tout réel et . En déduire la valeur de .

Corrigé

Le degré est imposé. Supposons de degré , de terme dominant avec . Par la formule du binôme, : le terme en disparaît. La différence est donc de degré exactement . Comme elle vaut , on a .

L'identification. Écrivons . La condition donne . Puis Deux polynômes qui prennent les mêmes valeurs en une infinité de points sont égaux, donc leurs coefficients le sont : D'où , puis , puis , et

La somme, par télescopage. Pour tout entier , . En sommant de à , la somme se télescope :

Contrôle. Pour : , et .

Le point à retenir. Chercher telle que , c'est chercher une primitive discrète de : toute somme de sur des entiers consécutifs devient alors une différence de deux valeurs de . Le procédé ne demande aucune récurrence, et il donne la formule au lieu de la vérifier.

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