Logique Et Sommes
1. Traduire les phrases avec quantificateurs et connecteurs logiques :
- Tous les entiers naturels sont pairs :
$$\forall n \in \mathbb{N}, \; n \text{ est pair}$$
- L'équation $x^2 - x - 2 = 0$ admet au moins une solution dans $\mathbb{R}$ :
$$\exists x \in \mathbb{R}, \; x^2 - x - 2 = 0$$
- Il n'existe aucun entier non divisible par 1 :
$$\neg \exists n \in \mathbb{Z}, \; n \text{ n'est pas divisible par } 1$$
ou équivalent :
$$\forall n \in \mathbb{Z}, \; 1 \mid n$$
- Tout nombre réel est compris entre deux entiers relatifs :
$$\forall x \in \mathbb{R}, \; \exists m,n \in \mathbb{Z}, \; m \leq x \leq n$$
2. Négation des propositions :
- Proposition : $\forall x \in \mathbb{R}, \; x^2 + 1 > 0$
Négation :
$$\exists x \in \mathbb{R}, \; x^2 + 1 \leq 0$$
- Proposition : $\exists M \in \mathbb{R}, \; \forall x \in \mathbb{R}, \; x^2 + 4x - 7 \leq M$
Négation :
$$\forall M \in \mathbb{R}, \; \exists x \in \mathbb{R}, \; x^2 + 4x - 7 > M$$
Exercice 2 :
A) Montrer par contraposée :
1. $$\forall (x,y) \in \mathbb{R}^+, \; x \neq y \Rightarrow \frac{x}{\sqrt{x+y+1}} \neq \frac{y}{\sqrt{y^2 + y + 1}}$$
Contraposée :
$$\forall (x,y) \in \mathbb{R}^+, \; \frac{x}{\sqrt{x+y+1}} = \frac{y}{\sqrt{y^2 + y + 1}} \Rightarrow x = y$$
2. $$\forall (x,y) \in [1,+\infty[, \; x \neq y \Rightarrow \frac{3 + \sqrt{x}}{1 + x} \neq \frac{3 + \sqrt{y}}{1 + y}$$
Contraposée :
$$\forall (x,y) \in [1,+\infty[, \; \frac{3 + \sqrt{x}}{1 + x} = \frac{3 + \sqrt{y}}{1 + y} \Rightarrow x = y$$
B) 1. Formule de la somme des carrés :
$$\sum_{k=1}^m k^2 = \frac{m(m+1)(2m+1)}{6}$$
2. Somme des carrés des nombres impairs de 1 à 10 (1² + 3² + 5² + 7² + 9²) :
On utilise la formule pour les premiers $m$ termes impairs, ou on calcule directement :
$$1^2 + 3^2 + 5^2 + 7^2 + 9^2 = 1 + 9 + 25 + 49 + 81 = 165$$
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Résumé final :
- Traductions logiques données.
- Négations explicitées.
- Contraposées expliquées.
- Somme des carrés rappelée et calculée.