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Niveau Maths sup
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Intervertir Somme et intégrale

Posté par dgvincent (invité) 02-02-05 à 08:52

Bonjour,

Une petite question pour les curieux: Peut-on intervertir somme et intégrale pour obtenir l'égalité suivante... Bonne réflexion !

\sum_{k=1}^{+\infty}\int_0^{+\infty}e^{iax-kx}dx=\int_0^{+\infty}\sum_{k=1}^{+\infty}e^{iax-kx}dx

Posté par Nath06 (invité)oui on peut mais il faut que les hypothèses soient vérifiées. 02-02-05 à 12:02

Salut !

Pour intervenir somme et intégrale, tu dois utiliser le corollaire de Beppo Levi. C'est en licence de maths (bac + 3) qu'on étudie cela !

Soit f : [o;+ infini[ dans R
             x   associe exp(iax-kx)

f est continue sur [o; + infini[ donc f est mesurable  sur [o; + infini[ et positive.
On utilise donc le corollaire de Beppo Levi pour les séries positives. On a donc l'égalité.

Posté par dgvincent (invité)Hum... 19-02-05 à 12:59

on peut se débrouiller avec un niveau de math spé...

Posté par
Rouliane
re : Intervertir Somme et intégrale 19-02-05 à 14:08

Le théoremen de la convergence dominée peut etre utilisé aussi ...

Posté par dgvincent (invité)Intéressant... 20-02-05 à 15:31

il suffit donc de donner la fonction positive par laquelle on peut dominer...
Bonne recherche...

Posté par dgvincent (invité)Alors... 28-02-05 à 14:33

personne n'a trouvé par quelle fonction dominer ?

Posté par
otto
re : Intervertir Somme et intégrale 28-02-05 à 15:49

Il vaudrait mieux utiliser le théorème de Fubini ici, non?

Posté par titimarion (invité)re : Intervertir Somme et intégrale 28-02-05 à 15:57

Salut,
n'y a t'il pas un petit problème de définition de ton membre de gauche lorsqu a= puisque si je ne me trompe pas on tombe sur la série \sum \frac{1}{k} qui diverge

Posté par dgvincent (invité)re : Intervertir Somme et intégrale 02-03-05 à 12:22

a est réel...

Posté par titimarion (invité)re : Intervertir Somme et intégrale 02-03-05 à 15:00

je voulais mettre lorsque a=0

Posté par
otto
re : Intervertir Somme et intégrale 02-03-05 à 20:47

Tu as f(k,x)=exp(iax-kx)=exp(iax)exp(-x)^k

Ainsi |f(x)| <= exp(-kx) qui si je ne m'abuse est intégrable sur R+.
Or l'intégrale de la valeur absolue est supérieure à la valeur absolue de l'intégrale, et on aboutit au fait que f(x,k) est intégrable, pour tout k.

Ensuite, on a que
somme des f(x,k) sur k
est égale à
somme des exp(iax)exp(-x)^k
est égale à
exp(iax)somme des exp(-x)^k
qui est sommable, et même est égale à
exp(iax)exp(-x)(exp(kx)-1)/(exp(x)-1)
et on applique le théorème de Fubini.

Sauf erreur
A+



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