somme trigo

rebonjour,

j'ai de nouveau un micro souci: j'ai réussi à exprimer S= 1+ cos x+...+ cos nx (j'ai trouvé sin(n+1)x/2 * cos(nx)/2)

Mais j'ai du mal avec l'expression de S = 1+ cos 2x +...+ cos 2nx
(à vrai dire j'ai déjà la réponse, c'est [sin(2n+1)x - sinx]/ 2sinx])

mais j'aimerais que vous m'expliquiez étape par étape... (j'ai cherché mais justement je ne retombe pas sur cette formule).

Merci

Réponses

  • Personne ne peut m'aider? il parait pourtant que c'est un classique...
  • Bonsoir
    Tu peux essayer de passer par les complexes:
    Tu veux calculer:
    $\displaystyle\sum_{k=0}^{n}cos(2kx)$
    Pour cela, tu calcules:
    $\displaystyle\sum_{k=0}^{n}e^{i2kx}=e^{0}\times\frac{1-e^{i(n+1)2x}}{1-e^{2ix}}$
    Ensuite tu identifies partie réelle et imaginaire


    Mais je suis un poil fainéant alors...

    Bonsoir
    Schwartz-gauss
  • Mais justement je suis passé par là, j'ai ensuite factorisé, j'ai retrouvé les formules d'Euler... Mais je ne retrouve pas le résultat énoncé en cours...
  • et le changement de variable tu as essayé?
    car comme çà en regardant sans trop chercher on voit que si tu poses :
    S=1+cos(x)+cos(2x)+...+cos(nx) <=> S'=1+cox(2a)+cos(2*2a)+...+cos(2na)
    l'expression est la même.
    S=sin(n+1)x/2 * cos(nx)/2)
    S'=sin(2(n+1))a/2 * cos(2na)/2)
    S'=sin[(2n+1)+1]a/2*cos(2na)/2

    après c'est de la trigo de base non?
  • bonsoir,

    il faut voir que $ \cos(kx)=Re(e^{ikx}) $.
    tu as donc $ S = Re( 1 + e^{2ix} + e^{i4x} + ... + e^{i2nx} )$.
    Or $ 1 + e^{2ix} + e^{i4x} + ... + e^{i2nx} = 1 + e^{2ix} + (e^{2ix})^2 + ... + (e^{2ix})^n $.
    On reconnait la somme des n+1 premiers termes d'une suite géométrique de raison $ e^{2ix} $.
    Si $ x \in \pi\Z $, la somme fait n + 1, et S=n+1.
    Si $ x \not\in \pi\Z $, la somme fait $ \frac{e^{i2(n+1)x} - 1}{e^{2ix} - 1} $.

    En mettant en facteur $ e^{i(n+1)x} $ au numérateur, et $ e^{ix} $ au dénominateur, on obtient $ e^{inx} \frac{\sin{(n+1)x}{\sin(x)} $.

    il ne reste plus qu'a prendre la partie reelle, ce qui fait $ S = \cos(nx)\frac{\sin{(n+1)x}{\sin(x)} $.

    voila, sauf etourderie ca doit etre ca, il faut surement utiliser des formules trigo pour obtenir le resultat que tu proposes a partir de celui ci.
    bonne soiree
  • bonsoir,

    il faut voir que $ \cos(kx)=Re(e^{ikx}) $.
    tu as donc $ S = Re( 1 + e^{2ix} + e^{i4x} + ... + e^{i2nx} )$.
    Or $ 1 + e^{2ix} + e^{i4x} + ... + e^{i2nx} = 1 + e^{2ix} + (e^{2ix})^2 + ... + (e^{2ix})^n $.
    On reconnait la somme des n+1 premiers termes d'une suite géométrique de raison $ e^{2ix} $.
    Si $ x \in \pi\Z $, la somme fait n + 1, et S=n+1.
    Si $ x \not\in \pi\Z $, la somme fait $ \frac{e^{i2(n+1)x} - 1}{e^{2ix} - 1} $.

    En mettant en facteur $ e^{i(n+1)x} $ au numérateur, et $ e^{ix} $ au dénominateur, on obtient $ e^{inx} \frac{\sin{(n+1)x}{\sin(x)} $.

    il ne reste plus qu'a prendre la partie reelle, ce qui fait $ S = \cos(nx)\frac{\sin{(n+1)x}{\sin(x)} $.

    voila, sauf etourderie ca doit etre ca, il faut surement utiliser des formules trigo pour obtenir le resultat que tu proposes a partir de celui ci.
    bonne soiree
  • Bonsoir
    D'accord je ne sais pas où cela va mener, mais ça a l'air de fonctionner.


    $\displaystyle\frac{1-e^{2i(n+1)x}}{1-e{2ix}}=\frac{1-e^{2i(n+1)x}}{2sinxe^{i(\pi+\frac{\pi}{2}+x)}}}$

    Bonsoir
    Schwartz-gauss
  • ce que je tape ne s'affiche pas c'est bizarre
  • Bonsoir

    Il faut voir que $ \cos(kx)=Re(e^{ikx}) $.
    Tu as donc $ S = Re( 1 + e^{2ix} + e^{i4x} + \ldots + e^{i2nx} )$.
    Or $ 1 + e^{2ix} + e^{i4x} + \ldots + e^{i2nx} = 1 + e^{2ix} + (e^{2ix})^2 + \ldots + (e^{2ix})^n $.
    On reconnaît la somme des $n+1$ premiers termes d'une suite géométrique de raison $ e^{2ix} $.
    Si $ x \in \pi\Z $, la somme fait $n + 1$, et $S=n+1$.
    Si $ x \not\in \pi\Z $, la somme fait $ \frac{e^{i2(n+1)x} - 1}{e^{2ix} - 1} $.

    En mettant en facteur $ e^{i(n+1)x} $ au numérateur, et $ e^{ix} $ au dénominateur, on obtient $ e^{inx} \frac{\sin{(n+1)x}}{\sin(x)} $.

    Il ne reste plus qu'à prendre la partie réelle, ce qui fait $ S = \cos(nx)\frac{\sin{(n+1)x}}{\sin(x)} $.

    Voilà, sauf étourderie ça doit être ça, il faut sûrement utiliser des formules trigo pour obtenir le résultat que tu proposes à partir de celui ci.
    Bonne soirée
  • Je suis d'accord avec Evariste, les deux sommes m'ont l'air d'être les mêmes, sauf que dans la deuxième le x est remplacé par un 2x.
    Evidemment, l'expression finale à trouver est bien différente, et il doit falloir faire les calculs autrement.
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