Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Somme et produit des racines nn-èmes de l’unité

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Solution by T.W · FR

Pour la somme :

Pour n=1n=1, on a ∑ω∈μnω=1\displaystyle \sum_{\omega \in μ_n} \omega =1

∑ω∈μnω=∑k=1ne2πkin=(e2πin)n−1e2πin−1=1−1e2πin−1=0\displaystyle \sum_{\omega \in μ_n} \omega = \displaystyle \sum_{k=1}^{n} e^{\frac {2\pi ki}{n}} = \frac {({e^{\frac {2\pi i}{n}}})^{n}-1}{e^{\frac {2\pi i}{n}}-1}=\frac {1-1}{e^{\frac {2\pi i}{n}}-1} =0
NB : on utilise ici la formule de la somme d’une suite géométrique.

Pour le produit :
∏ω∈μnω=∏k=1ne2kπin=exp(2πin∑k=1nk)=exp(2πinn(n+1)2)=eiπ(n+1)=(−1)n−1\displaystyle \prod_{\omega \in μ_n} \omega = \displaystyle \prod_{k=1}^{n}e^{\frac {2k\pi i}{n}} = exp({\frac {2\pi i}{n}\displaystyle \sum\limits _{k=1}^{n} k})=exp({\frac {2\pi i}{n}}\frac {n(n+1)}{2}) = e^{i \pi (n+1)} =(-1)^{n-1}

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