Identification des coefficients d'une série entière

On rappelle que, pour tout réel xx tel que ∣x∣<1|x|<1, 11−x=∑n=0+∞xn.\frac{1}{1-x} = \sum_{n=0}^{+\infty} x^n.

1

En dérivant cette égalité, montrer que 1(1−x)2=∑n=0+∞(n+1)xn.\frac{1}{(1-x)^2} = \sum_{n=0}^{+\infty} (n+1)x^n.

2

En déduire le développement en série entière de x(1−x)2\dfrac{x}{(1-x)^2}. On donnera explicitement le coefficient de xnx^n pour tout n∈Nn\in\mathbb{N}.

3

En utilisant l’égalité 11−x2=11−(x2)\dfrac{1}{1-x^2} = \dfrac{1}{1-(x^2)}, déterminer le développement en série entière de 11−x2\dfrac{1}{1-x^2}. On précisera le coefficient de xnx^n selon la parité de nn.

4

Déterminer de même le développement en série entière de x1−x2\dfrac{x}{1-x^2}. On précisera le coefficient de xnx^n selon la parité de nn.

5

En déduire le développement en série entière de 1+x1−x2\dfrac{1+x}{1-x^2}. Que remarque-t-on ?

6

Pour chacune des fonctions précédentes, préciser le rayon de convergence du développement obtenu.

Exercice h8cy

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