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Soit S n la somme des n premiers termes d'une suite géométrique de premier terme a et de raison q avec q ≠ 1 et q ≠ 0. La somme S n s' écrit donc:
S n = a + aq + aq 2 + aq 3 +...... + aq n−1. Si on multiplie tous les termes par la raison q, nous obtenons
qS n = aq + aq 2 + aq 3 + aq 4 +...... + aq n. On obtient ensuite en faisant la différence entre qS n et S n:
qS n − S n = aq + aq 2 + aq 3 + aq 4 +...... + aq n − (a + aq + aq 2 + aq 3 +...... + aq n−1)
qS n − S n = aq + aq 2 + aq 3 + aq 4 +...... + aq n−1 − ( aq + aq 2 + aq 3 +...... + aq n−1) − a + aq n
qS n − S n = aq n − a
S n ( q − 1) = a ( q n − 1),
On obtient donc:
S n = a ( q n − 1) / ( q − 1) car q ≠ 1. Pour obtenir la somme des n premiers termes d'une suite géométrique, il faut multiplier le premier terme de cette suite par le quotient de la puissance n iéme de la raison diminuée de 1 par la raison diminuée de 1.
Tout comme précédemment, il s'agit encore d'une application directe de la formule de la somme avec $U_1=3$, q=2 et n=15 (rang du 15ème terme de la somme) $$U_1+U_2+…U_{15}=3\times \frac{1-2^{15}}{1-2}$$ $$U_1+U_2+…U_{15}=-3\times (1-2^{15})=98301$$
Cas particulier: lorsque la somme des termes commence par 1
On cherche ici à calculer la somme: $S=1+q+q^2+…q^n$ $$S=1+q+q^2+…q^n=\frac{1-q^{n+1}}{1-q}$$ Cette formule se démontre assez facilement: Soit: $S=1+q+q^2+…q^n$ Calculons alors: $q\times S=q+q^2+q^3…q^{n+1}$ Et soustrayons ces deux égalités. On obtient: $S – q\times S=1-q^{n+1}$ la quasi totalité des termes s'élimine deux à deux. On peut alors factoriser le premier membre par S: $$S(1-q)=1-q^{n+1}$$ Pour $q\neq 1$ on peut alors isoler S: $$S=\frac{1-q^{n+1}}{1-q}$$
Somme des termes d'une suite: formule générale
Si on y regarde d'un peu plus près, toutes les formules pour calculer la somme des termes d'une suite géométrique se ressemblent. Trois éléments reviennent systématiquement dans les 3 formules précédemment citées: le premier terme ($U_0$, $U_1$ ou 1) la raison q est aussi présente à chaque fois enfin, le nombre de termes de la somme à calculer On peut donc résumer le tout avec la formule suivante: $$S=(Premier \: terme)\times \frac{1-q^{Nombre\: de\: termes}}{1-q}$$
Calculer la somme des termes consécutifs: exemples
Exemple 1: Calculer la somme $S=1+4+16+…+16384$ Dans ce cas précis, on imagine aisément qu'il va falloir utiliser la troisième formule donnée dans ce cours.
table des matières
Quelle est la somme de la suite géométrique 1 3 9 à 12 termes? La somme du nombre dans la séquence géométrique 1, 3, 9 … avec 12 termes est 265 720. Quelle est la somme de la suite géométrique 1 3 9 à 14 termes? Réponse: La somme de la suite géométrique 1, 3, 9 à 14 termes est 1/2 × [314 – 1]
Quelle est la somme de la suite géométrique 1 3 9 à 13 termes? 1, 3, 9, Et, nombre total de termes, n = 13. La somme de la série géométrique donnée est donc 797161. Quelle est la somme de la suite géométrique – 3 18 – 108 s'il y a 7 termes? Par conséquent, la somme des 7 termes de la série GP est de -119973. J'espère que ça aide. Quelle est la somme de la suite géométrique – 4 24 – 144 s'il y a 7 termes? Réponse et explication: La somme de la suite géométrique donnée jusqu'à sept termes est donc -159964. Quelle est la formule récursive de cette suite géométrique? La formule récursive d'une suite géométrique est an = an − 1 × r, où r est le rapport commun. Quelle est la somme de la série géométrique infinie Brainly?
Notes et références [ modifier | modifier le code]
↑ Pour une légère variante de rédaction, voir Somme des termes d'une suite géométrique sur Wikiversité. ↑ Les quinze livres des éléments géométriques d'Euclide, traduction de D. Henrion, 1632, p. 344-345. ↑ (en) Walter Rudin, Principles of Mathematical Analysis, McGraw-Hill, 1976, 3 e éd. ( 1 re éd. 1953) ( lire en ligne), p. 61, theorem 3. 26. ↑ (en) Ian Stewart, Calculus: Early Transcendentals, Cengage Learning, 2011, 1344 p. ( ISBN 978-0-538-49790-9, lire en ligne), p. 706. ↑ (en) M. H. Protter et Charles B. Morrey, A First Course in Real Analysis, Springer, 1991, 2 e éd. 1977), 536 p. ( ISBN 978-0-387-97437-8, lire en ligne), p. 213. ↑ (en) Charles Chapman Pugh, Real Mathematical Analysis, Springer, 2002, 440 p. ( ISBN 978-0-387-95297-0, lire en ligne), p. 180. ↑ (en) John B. Conway (en), Functions of One Complex Variable I, Springer, coll. « GTM » ( n o 11), 1978, 2 e éd. 1973), 322 p. ( ISBN 978-0-387-90328-6, lire en ligne), p. 31.
Cet article a pour but de présenter les formules des sommes usuelles, c'est à dire les sommes les plus connues. Nous allons essayer d'être le plus exhaustif pour cette fiche-mémoire. Dans la suite, n désigne un entier. Somme des entiers Commençons par le cas le plus simple: la somme des entiers. Cette somme peut être indépendamment initialisée à 0 ou à 1. \sum_{k=0}^n k = \dfrac{n(n+1)}{2} Point supplémentaire: que la somme commence de 0 ou de 1, le résultat est le même Et voici la méthode utilisée par Descartes pour la démontrer. Soit S la somme recherchée. On a d'une part: D'autre part, Si on somme terme à terme, c'est à dire qu'on ajoute ensemble les termes de nos deux égalités, on obtient: S+S = (n+1)+(n+1)+\ldots+(n+1) Et donc 2S = n(n+1) \iff S = \dfrac{n(n+1)}{2} Bonus: Pour Ramanujan, on a \sum_{k=0}^{+\infty} k =- \dfrac{1}{12} Somme des carrés des entiers Voici la valeur de la somme des carrés des entiers: \sum_{k=1}^n k^2 = \dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6} On peut démontrer ce résultat par récurrence.