Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Licence Maths 1e ann
Partager :

convergence uniforme

Posté par
babsou-58
30-11-16 à 23:04

Bonjour à tous,
Soit  z \in \mathbb{C}-\mathbb{Z}.  On pose f_n(z)=\frac{1}{(z-n)^2} Je dois montrer que la série de fonctions \sum\limits_{k \in \mathbb{Z}}f_n(z) converge uniformément sur tout compact de \mathbb{C}-\mathbb{Z}. On procède en découpant en deux séries indexées par les entiers positifs et on regarde la convergence uniforme de ces deux séries l'une après l'autre. Pour cela je pensais montrer la convergence normale. Soit donc K un tel compact,  le problème c'est que je ne m'en sort pas avec le calcul de sup_K(|f_n|). Je trouve    sup_K(|f_n|)=\frac{1}{inf_K(|z-n|^2)} et je ne vois pas trop quoi faire ensuite...

Merci de vos réponses.

Posté par
jsvdb
re : convergence uniforme 30-11-16 à 23:11

Bonsoir babsou-58.
Le truc consiste à prendre une suite de compacts emboîtés ayant une certaine forme : des disques fermés, par exemple, ou autre à ta convenance, et tels que la réunions de ces compacts soient \C tout entier. On montre la CVU sur ces compacts et on conclut qu'alors la convergence uniforme a lieu sur tout compact de \C.

Posté par
babsou-58
re : convergence uniforme 30-11-16 à 23:17

il faut tout de même faire attention, les compacts doivent être dans \mathbb{C}-\mathbb{N}. Donc ta stratégie serait  de montrer que pour une certaine suite de compacts (à fabriquer ici...) on a convergence uniforme obtenue en montrant la convergence normale qui pourrait se calculer grace au choix précis des compacts ?

Posté par
jsvdb
re : convergence uniforme 30-11-16 à 23:33

Bien entendu qu'il faut faire attention.
Qu'est-ce qui t'empêche de prendre des disques emboîtés auxquels tu auras ôté des petits disques ouverts de diamètre de plus en plus petits autour des singularités ?
Mais tu peux prendre des carrés, des losanges ou toute forme qui t'inspire, à condition de "dénoyauter" les singularités.

Posté par
jsvdb
re : convergence uniforme 30-11-16 à 23:36

A titre de comparaison, c'est ainsi que l'on montre que l'exponentielle complexe CVU sur tout compact, en considérant les disques fermés centrés en 0 et de rayon A > 0. Évidemment, l'exponentielle n'a pas de singularités, mais l'idée reste ...

Posté par
babsou-58
re : convergence uniforme 30-11-16 à 23:43

Oui en effet les disques privés des singularités fonctionnent biens. je vais poursuivre le calcul et je pense que ça devrait aller.
Merci jsvdb

Posté par
etniopal
re : convergence uniforme 30-11-16 à 23:54


Je doute que ce soit ça qu'on te demande de montrer .

Car si la série de terme général (z - n)²  (n > 0 ) converge  , la suite n   |z - n|   0  .    Or elle tend vers  + .

Posté par
carpediem
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:04

salut

soit K un compact de C ne rencontrant pas Z ... et soit z dans K

1/ K est borné donc il existe N > 0 tel que |z| < N et pour |n| >= N : |z - n| >= 2

donc |\sum_{|n| \ge N} f_n(z)| < \sum_{|n| \ge N} \dfrac 1 {2^{|n|}} < + \infty

2/ K est fermé donc |\sum_{n < N} f_n(z)| < + \infty (car Inf_{|n| < N} |z - n| \ge h > 0)

donc \sum_{n \in \Z} f_(z) converge uniformément ...

Posté par
babsou-58
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:04

je ne comprend pas où il y aurait un problème dans ce qu'on a proposé de faire... si tu connais une autre façon de montrer la convergence uniforme de cette série je prend.

Posté par
etniopal
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:11

Je retire ce que j'ai dit ! Excusez moi .

Posté par
babsou-58
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:19

Bonjour Carpediem,
je ne comprend pas la majoration avec le \frac{1}{2^{|n|}}

Posté par
carpediem
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:22

bon j'ai merdé à un endroit ...

carpediem @ 01-12-2016 à 00:04

salut

soit K un compact de C ne rencontrant pas Z ... et soit z dans K

1/ K est borné donc il existe N > 0 tel que |z| < N et pour |n| >= N : |z - n| >= |n|

donc |\sum_{|n| \ge N} f_n(z)| < \sum_{|n| \ge N} \dfrac 1 {n^2}} < + \infty

2/ K est fermé donc |\sum_{n < N} f_n(z)| < + \infty (car Inf_{|n| < N} |z - n| \ge h > 0)

donc \sum_{n \in \Z} f_n(z) converge uniformément ...

Posté par
babsou-58
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:30

si on prend la boule fermée de centre 0 et de rayon 1/2 et z=1/2 alors pour tout entier n on aura |z-n| = n-1/2 qui n'est pas plus grand ou égale à n....

Posté par
jsvdb
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:31

Simplement,

\dfrac{1}{|z-n|^2} \leq \dfrac{1}{|n|(|n| - 2D(K))}D(K) est le diamètre de K.

Le 1/ du raisonnement de Carpe s'applique alors pour |n| > 2D(K) et \sum_{|n| \ge 2D(K)} |f_n(z)| < \sum_{|n| \ge 2D(K)} \dfrac{1}{|n|(|n| - 2D(K))} < + \infty

Posté par
jsvdb
re : convergence uniforme 01-12-16 à 00:35

Justification : |z-n|^2 \geq ||z|-|n||^2 = |z|^2 - 2|nz| +|n|^2 \geq |n|^2 - 2D(K)|n|

Posté par
etniopal
re : convergence uniforme 01-12-16 à 08:43

On pose U = \  et , pour r > 0 ,   Vr = {  z U│ |Re(z)|   r } .

Si n , r > 0 , |n| > r + 1  et z Vr on a  : |z - n | |n| - r > 1  donc  \sum_{|n|>r+1}^{}{|f_n(z) |}\leq\sum_{|n|>r+1}^{}{\frac{1}{(|n|-r)²}}<+\infty  .

La famille des fn ( n ) est donc uniformément sommable sur  Vr .
Cela entraine la sommabilité uniforme  des fn sur tout compact  de U ,
et donc la CUK sur U des  suites,  n   \sum_{0}^{n}{} f_k et n     \sum_{0}^{-n}{} f_k

Posté par
carpediem
re : convergence uniforme 01-12-16 à 11:45

oui j'hésitais ...

en fait sans aller aussi finement que les camarades l'ont fait :

il existe N > 0 tel que pour z dans K et n >= N : |z - n| > |n|/2

et c'est largement suffisant ... (ensuite on peut affiner le N et la minoration)

et évidemment la somme pour |n| < N est bornée (puisque K est compact et ne rencontre pas Z)

...

Posté par
jsvdb
re : convergence uniforme 01-12-16 à 15:08

On peut aussi goupiller l'idée d'Etniopal avec la mienne  et considérer D_{n,\varepsilon} = \{z \in \C / |z-n| < \varepsilon\}, \varepsilon > 0, n\in \Z.

\text {Soit } 0 < \varepsilon < 1/4
\text {On considère } {\blue V_\varepsilon = \C - \bigcup_{n\in \Z}{D_{n,\varepsilon}}} \text{, c'est-à-dire le plan complexe auquel on a ôté un disque ouvert de rayon } \varepsilon \text { autour de chaque singularité.}

Les majorations sont évidentes.

Posté par
carpediem
re : convergence uniforme 01-12-16 à 16:12

bof bof ... pourquoi se fatiguer inutilement ? (et chipoter sur des epsilon...)



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1734 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !