¿Cuál es el valor de [matemáticas] \ frac {x ^ {n} -1} {x-1} [/ matemáticas]?

Conocemos las fórmulas básicas de las matemáticas, como:

[matemáticas] x-1 = (x – 1) (1) [/ matemáticas]

Entonces, [matemáticas] \ frac {x – 1} {x – 1} = 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] x ^ 2-1 = (x – 1) (x + 1) [/ matemáticas]

Entonces, [matemáticas] \ frac {x ^ 2 – 1} {x – 1} = x + 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] x ^ 3-1 = (x – 1) (x ^ 2 + x + 1) [/ matemáticas]

Entonces, [matemáticas] \ frac {x ^ 3 – 1} {x – 1} = x ^ 2 + x + 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] x ^ 4-1 = (x – 1) (x ^ 3 + x ^ 2 + x + 1) [/ matemáticas]

Entonces, [matemáticas] \ frac {x ^ 4 – 1} {x – 1} = x ^ 3 + x ^ 2 + x + 1 [/ matemáticas]

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[matemáticas] x ^ {n-1} -1 = (x – 1) (x ^ {n-2} + x ^ {n-3} + x ^ 3 + x ^ 2 + x + 1) [/ matemáticas ]

Entonces, [matemáticas] \ frac {x ^ {n-1} – 1} {x – 1} = x ^ {n-2} + x ^ {n-3} + x ^ 3 + x ^ 2 + x + 1 [/ matemáticas]

Por lo tanto, al observar el aumento básico del término de [matemáticas] x [/ matemáticas] que contiene la potencia de uno menos que la potencia máxima, obtenemos:

[matemáticas] x ^ n-1 = (x – 1) (x ^ {n-1} + x ^ {n-2} + x ^ {n-3} + x ^ 3 + x ^ 2 + x + 1 )[/matemáticas]

Entonces, [matemáticas] \ frac {x ^ n – 1} {x – 1} = x ^ {n-1} + x ^ {n-2} + x ^ {n-3} +… [/ matemáticas] [ matemáticas] + x ^ 3 + x ^ 2 + x + 1 [/ matemáticas]

En el numerador, rompa x como ((x-1) + 1) y aplique el teorema binomial.

1 se cancelará y x-1 se puede cancelar tanto en num como en den dando nc1 + nc2 (x-1) + nc3 (x-1) ^ 2 +…. + Ncn (x-1) ^ (n-1)

Otro enfoque puede ser usar GP

1 + x + x ^ 2 +… + x ^ n-1 = 1 * (x ^ n -1) / (x-1)

[matemáticas] x ^ n-1 = (x-1) (1 + x + x ^ 2 + \ cdots + x ^ {n-1}) [/ matemáticas]

Entonces, la forma alternativa es:

[matemáticas] 1 + x + x ^ 2 + \ cdots + x ^ {n-1} [/ matemáticas]