1. Énoncé du problème : Calculer la dérivée de la fonction $f(x) = e^{-kx}$ puis calculer la somme $\sum_{k=0}^n e^{-kx}$.
2. Dérivée de $f(x) = e^{-kx}$ :
La dérivée d'une fonction exponentielle $e^{u(x)}$ est donnée par la règle de dérivation :
$$\frac{d}{dx} e^{u(x)} = u'(x) e^{u(x)}$$
Ici, $u(x) = -kx$, donc $u'(x) = -k$.
Donc,
$$f'(x) = -k e^{-kx}$$
3. Calcul de la somme $S_n = \sum_{k=0}^n e^{-kx}$ :
C'est une somme géométrique de raison $r = e^{-x}$ et de premier terme $a = e^{0} = 1$.
La formule de la somme d'une suite géométrique est :
$$S_n = a \frac{1 - r^{n+1}}{1 - r}$$
Donc,
$$S_n = \frac{1 - (e^{-x})^{n+1}}{1 - e^{-x}} = \frac{1 - e^{-(n+1)x}}{1 - e^{-x}}$$
4. Résumé :
- La dérivée de $f(x) = e^{-kx}$ est
$$f'(x) = -k e^{-kx}$$
- La somme partielle de la série est
$$\sum_{k=0}^n e^{-kx} = \frac{1 - e^{-(n+1)x}}{1 - e^{-x}}$$
Ceci conclut la résolution de la première question.
Derivee Somme F7A4B0
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