Série avec nombres de combinaisons
Bonjour pour résoudre un exercice de probabilité je dois calculer la somme de la série suivante:
\[\sum_{n=k}^{\infty}\C_{n}^kz^n\] où et $k$ est un entier naturel fixé et $z=p.b$
$p$ et $b$ sont des probabilités d' événements.
Merci d' avance de toute aide.
\[\sum_{n=k}^{\infty}\C_{n}^kz^n\] où et $k$ est un entier naturel fixé et $z=p.b$
$p$ et $b$ sont des probabilités d' événements.
Merci d' avance de toute aide.
Réponses
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Tu peux réécrire ta série sous la forme $$\frac{1}{k!} \sum_{n=k}^{+\infty} n(n-1) \dots (n-k+1) z^n,$$ est-ce que tu vois comment obtenir ce genre de série entière ?
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oui merci Poirot il s' agit de la série obtenue par derivation termes à termes k fois de suite de la série
\[\sum_{n=0}^{\infty}z^n\] ( éventuellement après avoir mis $z^k$ en facteur dans la série
$\sum_{n=k}^{\infty}\C_{n}^kz^n$ ) et la somme donne: $\frac{z^k}{(1-z)^{k+1}}$ -
Encore merci et bonne soirée
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Voici une une autre démonstration.
Pour $k\in \mathbb{N}$, soit $ \displaystyle g_{k}(z)=\underset{n=k}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k}^{n})z^{n}$, série convergente pour $|z|<1$.
Pour $k\in \mathbb{N}^{\ast }$ et $|z|<1$, on a :
$\displaystyle g_{k}(z)=\underset{n=k}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k}^{n})z^{n}=(_{k}^{k})z^{k}+\underset{n=k+1}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k}^{n})z^{n}=z^{k}+\underset{m=k}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{~~~k}^{m+1})z^{m+1}=z^{k}+\underset{m=k}{\overset{+\infty }{\sum }}((_{k}^{m})+(_{k-1}^{~~m}))z^{m+1}$
$ \displaystyle =\underset{m=k}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k}^{m})z^{m+1}+(_{k-1}^{k-1})z^{k}+\underset{m=k}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k-1}^{~~m})z^{m+1}=z\underset{m=k}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k}^{m})z^{m}+\underset{m=k-1}{\overset{+\infty }{\sum }}(_{k-1}^{~~m})z^{m+1}=zg_{k}(z)+zg_{k-1}(z)$.
D'où : $g_{k}(z)=\frac{z}{1-z}g_{k-1}(z)$, et comme $g_{0}(z)=\frac{1}{1-z}$, on obtient bien : $g_{k}(z)=\frac{z^k}{(1-z)^{k+1}}$.
Cette démonstration n'utilise pas la dérivation terme à terme et convient donc pour les classes préparatoires où les séries entières ne figurent pas au programme.
Elle s'applique à $z$ complexe, ce qui n'est pas le cas pour la démonstration par dérivation, sauf dans le cadre de la théorie de la variable complexe, au-delà de bac+2.
Bonne journée.
Fr. Ch.
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