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Exercice corrigé : Une somme alternée de puissances de cosinus

Calculer des sommes de puissances de racines de l'unitéUtiliser la formule du binômeFactoriser par l'angle moitié

Soit $n\geqslant2$ et $\omega=e^{2i\pi/n}$.

  1. Pour $p\in\mathbb{Z}$, calculer $\displaystyle\sum_{k=0}^{n-1}\omega^{kp}$ (on distinguera selon que $n$ divise $p$ ou non).
  2. En déduire $\displaystyle\sum_{k=0}^{n-1}\left(1+\omega^k\right)^n$.
  3. Montrer que $$\sum_{k=0}^{n-1}(-1)^k\cos^n\left(\frac{k\pi}{n}\right)=\frac{n}{2^{n-1}}.$$ Vérifier pour $n=3$.

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Nombres complexes

Notions à revoir

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