Question Number 39038 by maxmathsup by imad last updated on 01/Jul/18
$${let}\:{f}\left({z}\right)\:=\:\frac{{z}}{{z}^{\mathrm{2}} \:−{z}+\mathrm{2}} \\ $$$${developp}\:{f}\:{at}\:{integr}\:{serie}. \\ $$
Commented by prof Abdo imad last updated on 02/Jul/18
$${let}\:{decompose}\:{f}\left({x}\right)\:{ondide}\:{C}\left({x}\right) \\ $$$$\Delta=\mathrm{1}−\mathrm{4}\left(\mathrm{2}\right)=−\mathrm{7}=\left({i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{\mathrm{2}} \:\Rightarrow \\ $$$${z}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{1}+{i}\sqrt{\mathrm{7}}}{\mathrm{2}}\:{and}\:{z}_{\mathrm{2}} =\frac{\mathrm{1}−{i}\sqrt{\mathrm{7}}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow \\ $$$${f}\left({z}\right)\:=\:\frac{{z}}{\left({z}−{z}_{\mathrm{1}} \right)\left({z}−{z}_{\mathrm{2}} \right)}\:=\:\frac{{a}}{{z}−{z}_{\mathrm{1}} }\:+\frac{{b}}{{z}−{z}_{\mathrm{2}} } \\ $$$${a}=\:\frac{{z}_{\mathrm{1}} }{{z}_{\mathrm{1}} −{z}_{\mathrm{2}} }\:=\:\frac{{z}_{\mathrm{1}} }{{i}\sqrt{\mathrm{7}}}\:=\frac{−{iz}_{\mathrm{1}} }{\:\sqrt{\mathrm{7}}} \\ $$$${b}\:=\:\frac{{z}_{\mathrm{2}} }{{z}_{\mathrm{2}} −{z}_{\mathrm{1}} }\:=\:\frac{{z}_{\mathrm{2}} }{−{i}\sqrt{\mathrm{7}}}\:=\:\frac{{iz}_{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\:\Rightarrow \\ $$$${f}\left({x}\right)=\:\frac{−{iz}_{\mathrm{1}} }{\:\sqrt{\mathrm{7}}\left({z}−{z}_{\mathrm{1}} \right)}\:+\frac{{iz}_{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{\mathrm{7}}\left({z}−{z}_{\mathrm{2}} \right)}\:\Rightarrow \\ $$$${f}^{\left({n}\right)} \left({x}\right)\:=\frac{−{iz}_{\mathrm{1}} }{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\left\{\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\left({z}−{z}_{\mathrm{1}} \right)^{{n}+\mathrm{1}} }\right\}\:+\frac{{iz}_{\mathrm{2}} }{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\left\{\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\left({z}−{z}_{\mathrm{2}} \right)^{{n}+\mathrm{1}} }\right\} \\ $$$$=\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\left\{\:\:\frac{{z}_{\mathrm{2}} }{\left({z}−{z}_{\mathrm{2}} \right)^{{n}+\mathrm{1}} }\:−\frac{{z}_{\mathrm{1}} }{\left({z}−{z}_{\mathrm{1}} \right)^{{n}+\mathrm{1}} }\right\}\:\Rightarrow \\ $$$${f}^{\left({n}\right)} \left(\mathrm{0}\right)=\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\left\{\:\frac{{z}_{\mathrm{2}} }{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{1}} \:{z}_{\mathrm{2}} ^{{n}+\mathrm{1}} }−\frac{{z}_{\mathrm{1}} }{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{1}} \:{z}_{\mathrm{1}} ^{{n}+\mathrm{1}} }\right\} \\ $$$$=\:\frac{{n}!}{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\left\{\:\frac{−{z}_{\mathrm{2}} }{{z}_{\mathrm{2}} ^{{n}+\mathrm{1}} }\:+\frac{{z}_{\mathrm{1}} }{{z}_{\mathrm{1}} ^{{n}+\mathrm{1}} }\right\}\:\:{finally}\: \\ $$$${f}\left({z}\right)\:=\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\:\frac{{f}^{\left({n}\right)} \left(\mathrm{0}\right)}{{n}!}\:{z}^{{n}} \:=\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{7}}}\left(\:\frac{\mathrm{1}}{{z}_{\mathrm{1}} ^{{n}} }\:−\frac{\mathrm{1}}{{z}_{\mathrm{2}} ^{{n}} }\right){z}^{{n}} \\ $$
Commented by prof Abdo imad last updated on 02/Jul/18
$${let}\:{simplify}\:\:\frac{\mathrm{1}}{{z}_{\mathrm{1}} ^{{n}} }\:−\frac{\mathrm{1}}{{z}_{\mathrm{2}} ^{{n}} } \\ $$$$=\:\frac{{z}_{\mathrm{2}} ^{{n}} \:−{z}_{\mathrm{1}} ^{{n}} }{\left({z}_{\mathrm{1}} {z}_{\mathrm{2}} \right)^{{n}} }\:\:=\:\frac{\left(\frac{\mathrm{1}−{i}\sqrt{\mathrm{7}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} \:−\left(\:\frac{\mathrm{1}+{i}\sqrt{\mathrm{7}}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}} }{\mathrm{2}} \\ $$$$=\:−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }\:\left\{\:\left(\mathrm{1}+{i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{{n}} \:−\left(\mathrm{1}−{i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{{n}} \right\} \\ $$$$=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }\:\left\{\:\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}} \:{C}_{{n}} ^{{k}} \:\left({i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{{k}} \:−\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}} \:{C}_{{n}} ^{{k}} \left(−{i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{{k}} \right\} \\ $$$$=\frac{−\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }\:\sum_{{k}=\mathrm{0}} ^{{n}} \:\:{C}_{{n}} ^{{k}} \:\left\{\:\left({i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{{k}} \:−\left(−{i}\sqrt{\mathrm{7}}\right)^{{k}} \right\} \\ $$$$=\frac{−\mathrm{1}}{\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} }\:\sum_{{p}=\mathrm{0}} ^{\left[\frac{{n}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right]} \:\:\:{C}_{{n}} ^{\mathrm{2}{p}+\mathrm{1}} \:\left\{\:\mathrm{2}{i}\left(−\mathrm{1}\right)^{{p}} \:\mathrm{7}^{{p}} \sqrt{\mathrm{7}}\:\:\right\} \\ $$$$=\frac{−{i}}{\mathrm{2}^{{n}} }\:\sqrt{\mathrm{7}}\sum_{{p}=\mathrm{0}} ^{\left[\frac{{n}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right]} \:\:{C}_{{n}} ^{\mathrm{2}{p}+\mathrm{1}} \:\left(−\mathrm{7}\right)^{{p}} \:\Rightarrow \\ $$$${f}\left({z}\right)=\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\frac{−{i}}{\mathrm{2}^{{n}} }\left\{\:\sum_{{p}=\mathrm{0}} ^{\left[\frac{{n}−\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right]} \:\:\left(−\mathrm{7}\right)^{\boldsymbol{{p}}\:} \:\boldsymbol{{C}}_{{n}} ^{\mathrm{2}{p}+\mathrm{1}} \right\}{z}^{{n}} \\ $$