grandes-ecoles 2021 Q18b

grandes-ecoles · France · x-ens-maths2__mp Taylor series Formal power series manipulation (Cauchy product, algebraic identities)

Using the result that for all $x \in ]0,1[$: $$\frac{\pi}{\sin(\pi x)} = \sum_{n=0}^{+\infty} \frac{(-1)^n}{n+x} + \sum_{n=0}^{+\infty} \frac{(-1)^n}{n+1-x},$$ deduce that, for $x \in ]-\frac{1}{2}, \frac{1}{2}[$: $$\frac{\pi}{\cos(\pi x)} = \sum_{k=0}^{+\infty} \left(\sum_{n=0}^{+\infty} \frac{(-1)^n}{(2n+1)^{2k+1}}\right) 2^{2k+2} x^{2k}.$$

Using the result that for all $x \in ]0,1[$:
$$\frac{\pi}{\sin(\pi x)} = \sum_{n=0}^{+\infty} \frac{(-1)^n}{n+x} + \sum_{n=0}^{+\infty} \frac{(-1)^n}{n+1-x},$$
deduce that, for $x \in ]-\frac{1}{2}, \frac{1}{2}[$:
$$\frac{\pi}{\cos(\pi x)} = \sum_{k=0}^{+\infty} \left(\sum_{n=0}^{+\infty} \frac{(-1)^n}{(2n+1)^{2k+1}}\right) 2^{2k+2} x^{2k}.$$

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