Question Number 34142 by Rio Mike last updated on 01/May/18
$${what}\:{is}\:{the}\:{derivative}\:{of}\: \\ $$$$\:\:\:\:\:\left(\boldsymbol{{x}}+\mathrm{3}\right)\left(\boldsymbol{{x}}^{\mathrm{2}} +\:\mathrm{5}\right) \\ $$$${and}\:{find}\:{the}\:{n}\:{sequence}\:{of}\: \\ $$$$\:\:\:\underset{{r}={n}+\mathrm{1}\:} {\overset{\mathrm{2}{n}} {\sum}}\:\:\left(\mathrm{4}{r}^{\mathrm{3}} −\mathrm{3}\right) \\ $$
Commented by math khazana by abdo last updated on 01/May/18
$$\frac{{d}}{{dx}}\left(\:\left({x}+\mathrm{3}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}\right)\right)=\:{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}\:\:+\mathrm{2}{x}\left({x}+\mathrm{3}\right) \\ $$$$=\:\mathrm{3}{x}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{6}{x}\:+\mathrm{5} \\ $$$$\sum_{{r}={n}+\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}{n}} \:\left(\mathrm{4}{r}^{\mathrm{3}} −\mathrm{3}\right)\:=\:\mathrm{4}\sum_{{r}={n}+\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}{n}} \:{r}^{\mathrm{3}} \:−\mathrm{3}\:\sum_{{r}={n}+\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}{n}} \:\mathrm{1} \\ $$$$\sum_{{r}={n}+\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}{n}} \mathrm{1}=\mathrm{2}{n}−\left({n}+\mathrm{1}\right)\:+\mathrm{1}=\mathrm{2}{n}−{n}\:−\mathrm{1}+\mathrm{1}={n} \\ $$$${changement}\:{of}\:{indice}\:{r}={n}+{p}\:{give} \\ $$$${A}_{{n}} =\sum_{{r}={n}+\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}{n}} {r}^{\mathrm{3}} \:=\:\sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:\left({n}+{p}\right)^{\mathrm{3}} \\ $$$$=\sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{{n}} \:\left({n}^{\mathrm{3}} \:+\mathrm{3}{n}^{\mathrm{2}} {p}\:+\mathrm{3}{np}^{\mathrm{2}} \:+{p}^{\mathrm{3}} \right) \\ $$$$={n}^{\mathrm{3}} \sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{{n}} \mathrm{1}\:\:+\mathrm{3}{n}^{\mathrm{2}} \:\sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{{n}} {p}\:\:+\mathrm{3}{n}\:\sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{{n}} {p}^{\mathrm{2}} \:\:+\sum_{{p}=\mathrm{1}} ^{{n}} {p}^{\mathrm{3}} \\ $$$$={n}^{\mathrm{4}} \:\:+\mathrm{3}{n}^{\mathrm{2}} \:\frac{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}\:+\mathrm{3}{n}\:\frac{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{6}}\:+\:\frac{{n}^{\mathrm{2}} \left({n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}} \\ $$$${A}_{{n}} =\frac{\mathrm{3}{n}^{\mathrm{3}} \left({n}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}\:+\frac{{n}^{\mathrm{2}} \left({n}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)}{\mathrm{2}}\:+\frac{{n}^{\mathrm{2}} \left({n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}\:\Rightarrow \\ $$$$\sum_{{r}={n}+\mathrm{1}} ^{\mathrm{2}{n}} \left(\mathrm{4}{r}^{\mathrm{3}} −\mathrm{3}\right)=\:\mathrm{4}{A}_{{n}} \:−\mathrm{3}{n}\:. \\ $$$$=\mathrm{6}{n}^{\mathrm{3}} \left({n}+\mathrm{1}\right)\:+\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} \left({n}+\mathrm{1}\right)\left(\mathrm{2}{n}+\mathrm{1}\right)\:+{n}^{\mathrm{2}} \left({n}+\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{3}{n}\:. \\ $$