égalité avec argth(x)
Réponses
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Pour la première égalité c'est classique, on part de l'expression de $\tanh(x)$ et on cherche à en extirper $x$, on trouve $\text{argth}(x) = \frac{1}{2} \log \left( \frac{1+x}{1-x} \right)$. (pour $-1 < x <1$)
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oui mais ce qui me pose problème c'est la deuxième égalité
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Calcule la serie de Fourier de $v\mapsto \mathrm{argth} \sin v.$
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Voilà ce que je peux montrer, peut-on utiliser ça pour montrer le résultat ?
On a $$-\log\big(\sin(x)\big) = \sum_{k=1}^{\infty} \dfrac{\cos(2kx)}k + \log 2.
$$ Preuve : On a $$\cos(2kx) = \dfrac{e^{i2kx} + e^{-i2kx}}2.$$ D’où, $$
\begin{aligned}
\sum_{k=1}^{\infty} \dfrac{\cos(2kx)}k
&= \sum_{k=1}^{\infty} \dfrac{e^{i2kx} + e^{-i2kx}}{2k}
\\&= \dfrac12 \big(-\log (1-e^{i2x} )-\log (1-e^{-i2x} ) \big)
\\&= - \dfrac12 \log \big(2 - 2\cos(2x) \big)
\\&= - \dfrac12 \log\big(4 \sin^2(x)\big)
\\&= - \log 2 - \log\big(\sin(x)\big).
\end{aligned}
$$ Par suite, $$-\log\big(\sin(x)\big) = \sum_{k=1}^{\infty} \dfrac{\cos(2kx)}k + \log 2.$$ -
Hum, pas tres rigoureux ces log de complexes. Essaie de calculer pour $0<r<1$ la somme de la serie $\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{r^{2n+1}}{2n+1}\sin (2n+1)v$ qui est la partie imaginaire de $\sum_{n=0}^{\infty}(-1)^n\frac{z^{2n+1}}{2n+1}$ pour $z=re^{iv}.$ Et tu fais tendre $r$ vers 1 dans le resultat.
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dans la formule on a $(-1)^n $ que je ne vois pas dans ce que vous avez écrit
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\( \ln \left( \dfrac{1+u}{1-u} \right) \) c'est la différence de deux logarithmes. Chacun se calcule par une série entière. Non ?
e.v.Personne n'a raison contre un enfant qui pleure. -
J'ai corrige.
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@P. Voila ce que j'ai écrit.
Pour tout nombre complexe $z$ tel que $|z|<1$, on a
\begin{array}{rrl}
\log(1+z)&=&z-z^2+z^3/3-\dots\\
-\log(1-z)&=&-z-z^2-z^3/3-\dots\\
\hline
& =&2(z+z^3/3+z^5/5+\cdots)
\end{array}
alors $\quad\displaystyle \sum_{n=0}^{\infty}\frac{z^{2n+1}}{2n+1}=\frac{1}{2}\frac{\log(1+z)}{\log(1-z)}=\operatorname{argth}(z)$
En remplaçant $z$ par $iz'$ avec $|z'|<1$, on obtient
$\displaystyle i\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^nz'^{2n+1}}{2n+1}=\frac{1}{2}\frac{\log(1+iz')}{\log(1-iz')}=\operatorname{argth}(iz)$
Juste ? -
En appliquant ce que j'ai trouvé comme égalité avec $z'=re^{iv}$ with et $0<r<1$ on obtient
$$i\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^nr^{2n+1}\Big(\cos\big((2n+1)v\big)+i\sin\big((2n+1)v\big)\Big)}{2n+1}=\frac{1}{2}\frac{\log\big(1+(ire^{iv})\big)}{\log\big(1-(ire^{iv})\big)}=\operatorname{argth}(ire^{iv})=\operatorname{argth}\big(ir\cos(v)-r\sin(v)\big)$$
Ce que j'ai écrit est-il juste et comment peut-on conclure ? -
Bonjour,
merci de me dire si l'énoncé au départ est juste ou non? -
Je signale qu'on a des développements en série entière de $\ln(1+x)$ et de $\ln(1-x)$ qui sont valables pour $-1<x<1$.
PS:
Ev avait déjà suggéré la même approche. -
Tu sais? Tu veux le démontrer?
Pour $-\frac{\pi}{2}< x<\frac{\pi}{2}$, $-1<\sin x<1$ et on peut développer en série entière $\ln(1+\sin x)$ et $\ln(1-\sin x)$ en $x\in ]-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}[$.
Formellement on a, $\ln\left(\frac{u}{v}\right)=\ln u-\ln v$ -
non je veux montrer le résultat que j'ai écrit au départ
-
Eh! Il ne faut pas confondre le quotient des log et le log du quotient.
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Bonjour!
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