Ivan Shishkin, Rye (1878)

Discussions

Mieux vaut tard que jamais pour mesurer les intervalles.

0 messages

Solution

Solution by visitor · FR

Montrons que
E=⨆k=180 ]k, xk[,et∑k=180(xk−k)=2025avec xk que l’on preˊcisera.E=\bigsqcup_{k=1}^{80}\ \bigl]k,\ x_k\bigr[,\quad \text{et} \quad \sum_{k=1}^{80}\bigl(x_k-k\bigr)=2025 \quad \text{avec } x_{k} \text { que l'on précisera} .La fonction ff est définie sur R∖{1,…,80}\mathbb{R}\setminus\{1,\dots,80\}, et
f′(x)=−∑k=180k(x−k)2<0:f'(x)=-\sum_{k=1}^{80}\frac{k}{(x-k)^{2}}<0 :elle est strictement décroissante sur chacun des 8181 intervalles délimités par les pôles.

Sur  ]−∞,1[ \,]-\infty,1[\, : tous les termes sont négatifs, donc f<0<85f<0<\frac85. Aucun point de EE.

Sur  ]k,k+1[ \,]k,k+1[\, pour 1⩽k⩽791\leqslant k\leqslant 79 : le terme kx−k\frac{k}{x-k} tend vers +∞+\infty en k+k^{+} et le terme k+1x−k−1\frac{k+1}{x-k-1} vers −∞-\infty en (k+1)−(k+1)^{-}, les autres restant bornés. Donc ff décroît continûment de +∞+\infty à −∞-\infty et prend la valeur 85\frac85 en un unique point xkx_k.

Sur  ]80,+∞[ \,]80,+\infty[\, : ff décroît de +∞+\infty à 0+0^{+}, et prend la valeur 85\frac85 en un unique point x80>80x_{80}>80.

Par décroissance stricte, f>85f>\frac85 exactement sur  ]k,xk[ \,]k,x_k[\, dans chaque cas. Ces 8080 intervalles sont deux à deux disjoints, chacun étant contenu dans  ]k,k+1[ \,]k,k+1[\, ou dans  ]80,+∞[ \,]80,+\infty[\,.

Les xkx_k sont les 8080 solutions de f(x)=85f(x)=\frac85. En multipliant cette équation par ∏j=180(x−j)\prod_{j=1}^{80}(x-j), les xkx_{k} sont exactement les racines du polynôme
P(X)=85∏j=180(X−j) − ∑k=180k∏j≠k(X−j),P(X)=\frac85\prod_{j=1}^{80}(X-j)\ -\ \sum_{k=1}^{80}k\prod_{j\neq k}(X-j),et il y en a 8080, toutes simples et distinctes d’après l’étude ci-dessus, ce sont donc toutes les racines de PP.

Posons S=∑j=180j=3240S=\sum_{j=1}^{80}j=3240. Le premier produit vaut X80−SX79+⋯X^{80}-SX^{79}+\cdots, et chaque ∏j≠k(X−j)\prod_{j\neq k}(X-j) est unitaire de degré 7979, d’où
P(X)=85X80−(85S+S)X79+⋯=85X80−135S X79+⋯P(X)=\frac85X^{80}-\left(\frac85S+S\right)X^{79}+\cdots=\frac85X^{80}-\frac{13}{5}S\,X^{79}+\cdotsLes relations coefficients–racines donnent
∑k=180xk=135S85=13S8=13⋅32408=5265,\sum_{k=1}^{80}x_k=\frac{\frac{13}{5}S}{\frac85}=\frac{13S}{8}=\frac{13\cdot 3240}{8}=5265,et par conséquent
∑k=180(xk−k)=5265−3240=2025.■\sum_{k=1}^{80}\bigl(x_k-k\bigr)=5265-3240=2025. \qquad\blacksquare

No messages yet.