Estoy tratando de calcular $\sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} \cos^{2k} (\frac {j \pi}{2n+2}).$ $a = e^{\frac {jπ}{2n+2}}$ (y por tanto la satisfacción de $a^{2n+2}=e^{j \pi}=-1$) obtenemos que el lado izquierdo es el mismo
$ \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} (\frac{a^j + a^{-j}}{2})^{2k} = \frac {1}{2^{2k}} \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} (a^j + a^{-j})^{2k} $
y así nos queda probar
$S = \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} (a^j + a^{-j})^{2k} = 2^{2k-1} .$
Ahora denotar $f_n (x) = \sum_{j=1}^{n} (-x)^j.$ Tenemos $f_n (-1) = n$ $f_n (x) = \frac {1- (-x)^n}{1+x},$ todos los $x≠-1.$ Por el Teorema del Binomio tenemos
$S = \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} (a^j + a^{-j})^{2k} = \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} \sum_{m=0}^{2k} \binom {2k}m a^{2j(m-k)},$
o
$S = \sum_{j=1}^{n} \sum_{m=0}^{2k} (-1)^{j-1} \binom {2k}m a^{2j(m-k)},$
o
$S = \sum_{m=0}^{2k} \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} \binom {2k}m a^{2j(m-k)},$
o,
$S = \sum_{m=0}^{2k} \binom {2k}m \sum_{j=1}^{n} (-1)^{j-1} a^{2j(m-k)}.$
o,
$S = \sum_{m=0}^{2k} \binom {2k}m f(a^{2j(m-k)}).$
Me quedé allí. Estoy en lo cierto hasta el momento? Gracias