Sommes doubles

[http://mp.cpgedupuydelome.fr] édité le 29 décembre 2015
Enoncés
1
Sommes doubles
Exercice 1 [ 02073 ] [Correction]P
Pn
Pn
n
À partir des valeurs connues de k=1 k, k=1 k 2 et k=1 k 3 , calculer :
P
a)
(i + j)2
P1≤i,j≤n
b)
1≤i<j≤n ij
c)
P
1≤i,j≤n
min(i, j)
Exercice 2 [ 02074 ] [Correction]
P
Soit n ∈ N∗ . Calculer Cn = 1≤p<q≤n (p + q) en remarquant
X
1≤p,q≤n
p + q = 2Cn + 2
n
X
p
p=1
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Corrections
2
Corrections
Exercice 1 : [énoncé]
a)
P
1≤i,j≤n
(i + j)2 =
X
Pn
(i + j)2 = n
P
1≤i<j≤n
ij =
j=1
n
X
i2 + 2
i=1
ij =
1≤i<j≤n
P
1≤i,j≤n min(i, j) =
X
1≤i,j≤n
j=i+1
n−1
X
i=1
i
i2 + 2ij + j 2 puis
n X
n
X
ij + n
i=1 j=1
Pn−1 Pn
X
c)
Pn
i=1
1≤i,j≤n
b)
i=1
ij =
n
X
j2 =
j=1
n2 (n + 1)(7n + 5)
6
Pn−1 Pn
i=1 i
j=i+1 j puis
n(n − 1)(n + 1)(3n + 2)
n+i+1
(n − i) =
2
24
Pn
i=1
min(i, j) =
P
i
j=1
j+
n
X
i(i + 1)
2
i=1
i
puis
j=i+1
Pn
+ i(n − i) =
n(n + 1)(2n + 1)
6
Exercice 2 : [énoncé]
Après réorganisation des termes
X
p + q = 2Cn + 2
2
p
p=1
1≤p,q≤n
Or
n
X
n
X
p = n(n + 1)
p=1
et
n X
n
X
p + q = n2 (n + 1)
p=1 q=1
d’où
Cn =
(n − 1)n(n + 1)
2
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