Calculer chacune des sommes suivantes.
S=\sum_{k=0}^{10}2^k
On sait que :
\forall q\in \mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\} et \forall n \in \mathbb{N}^*, \sum_{k=0}^{n}q^k=\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q}
Ici, on a :
S=\sum_{k=0}^{10}2^k
Donc :
S=\dfrac{1-2^{11}}{1-2}=\dfrac{1-\text{2 048}}{-1}=\dfrac{-\text{2 047}}{-1} = \text{2 047}
Ainsi, S=\text{2 047}.
S=\sum_{k=0}^{22}3^k
On sait que :
\forall q\in \mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\} et \forall n \in \mathbb{N}^* , \sum_{k=0}^{n}q^k=\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q}
Ici, on a :
S=\sum_{k=0}^{22}3^k
Donc :
S=\dfrac{1-3^{23}}{1-3}=\dfrac{-\text{94 143 178 826}}{-2}=\text{47 071 589 413}
Ainsi, S=\text{47 071 589 413}
S=\sum_{k=0}^{8}5^k
On sait que :
\forall q\in \mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\} et \forall n \in \mathbb{N}^*, \sum_{k=0}^{n}q^k=\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q}
Ici, on a :
S=\sum_{k=0}^{8}5^k
Donc :
S=\dfrac{1-5^{9}}{1-5}=\dfrac{-\text{1 953 124}}{-4}=\text{488 281}
Ainsi, S=\text{488 281}.
S=\sum_{k=0}^{12}(\dfrac{1}{2})^k
On sait que :
\forall q\in \mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\} et \forall n \in \mathbb{N}^* , \sum_{k=0}^{n}q^k=\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q}
Ici, on a :
S=\sum_{k=0}^{12}\left(\dfrac{1}{2}\right)^k
Donc :
S=\dfrac{1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{13}}{1-\dfrac{1}{2}}=\dfrac{1-\dfrac{1}{\text{8 192}}}{\dfrac{1}{2}}=2-\dfrac{2}{\text{8 192}} = \dfrac{\text{16 382}}{\text{8 192}} = \dfrac{\text{8 191}}{\text{4 096}}
S=\dfrac{\text{8 191}}{\text{4 096}}
S=\sum_{k=0}^{4}(\dfrac{1}{3})^k
On sait que :
\forall q\in \mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\} et \forall n \in \mathbb{N}^* , \sum_{k=0}^{n}q^k=\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q}
Ici, on a :
S=\sum_{k=0}^{4}\left(\dfrac{1}{3}\right)^k
Donc :
S=\dfrac{1-\left(\dfrac{1}{3}\right)^{5}}{1-\dfrac{1}{3}}=\dfrac{1-\dfrac{1}{243}}{\dfrac{2}{3}}= \dfrac{242}{243} \times \dfrac{3}{2} = \dfrac{121\times 3}{243}=\dfrac{121\times 3}{81\times 3} = \dfrac{121}{81}
Ainsi, S=\dfrac{121}{81}.