Développement en série entière
Bonjour,
La célèbre fonction (1+x)a est développable en série entière (je ne sais pas pourquoi).
Comme démonstration il y a la méthode différentielle mais peut-on le faire autrement ?
La formule de Taylor-Lagrange nous permet de le montrer à condition que les dérivées n-ième soit bornée
à partir d'un certain rang, chose qui n'est pas évidente dans ce cas.
Merci de votre aide
La célèbre fonction (1+x)a est développable en série entière (je ne sais pas pourquoi).
Comme démonstration il y a la méthode différentielle mais peut-on le faire autrement ?
La formule de Taylor-Lagrange nous permet de le montrer à condition que les dérivées n-ième soit bornée
à partir d'un certain rang, chose qui n'est pas évidente dans ce cas.
Merci de votre aide
Réponses
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Bonjour,
Deux choses.
La formule de [large]T[/large]aylor-[large]L[/large]agrange nous donne une condition qui est plus faible que la bornitude uniforme de toutes les dérivées, il suffit que ...(cf.cours)
Après avoir trouvé le bon critère quelle est la valeur de la dérivée n-ième en zéro de cette fonction.
Cordialement.
[Brook Taylor (1685-1731) et Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) prennent toujours une majuscule. AD] -
On peut aussi écrire pour $\vert z \vert <1$ : $(1+z)^{\alpha}=\exp(\alpha\log(1+z)).$ la dernière fonction est bien DSE sur le disque unité comme composée d'une fonction ayant un DSE sur le disque unité et d'une fonction ayant un DSE sur $\mathbb{C}.$
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Phare : La condition est que f soit de classe C^(infini). Dans ce cas on aura grâce au théorème de Heine que n'importe quel dérivée est bornée sur [a,x] vu sa continuité, c'est bien ça ?
Bobby: On n'a pas encore traité le cas des fonctions composés développables en séries entières mais je pense comprendre ta démonstration. -
Ton cours est à quel niveau? Prépa ou tu connais la définition d'être $\mathbb{C}$-dérivable (holomorphe) et d'être DSE (localement).
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Je ne connais pas encore les notions de "holomorphe"
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Renseigne toi alors sur les techniques de séries majorantes... Dans le cadre qui t'intéresse, c'est assez accessible d'appliquer la technique.
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Je me demandais aussi pourquoi la formule de Taylor-Lagrange ne permettait pas de conclure l'existence DSE.
Pourtant elles sont continues sur le segment [a,x] est donc toujours bornées. -
Exactement.
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Pour établir le développement en série entière d'une fonction au moyen de la formule de Taylor avec reste intégral(e), on considère le reste $R_n(x)$ de cette formule, et on prouve que pour chaque $x$, ce reste $R_n(x)$ tend vers $0$ quand $n \rightarrow + \infty$.
Pour les fonctions usuelles, cette démonstration est facile, sauf pour la fonction réelle $x \mapsto (1+x)^\alpha$. C'est pourquoi on pourra lui préférer la démonstration avec l'équation différentielle.
Mais si l'on veut malgré tout cette démonstration avec Taylor, j'ai rédigé naguère une démonstration que je joins.
C'était au temps où l'on notait $C_{\alpha}^k$ ce que l'on note aujourd'hui $(_k^{\alpha})$. J'ai la flemme de la recopier, alors je la joins telle quelle.
Bonne journée.
Fr. Ch. -
Merci à vous.
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Pour $a<0$, la fonction $x\mapsto(1-x)^a$ est absolument monotone sur $]-1,1[$ donc DSE (thm de Bernstein) et, pour $a>0$, elle l'est aussi au voisinage de $0$ comme inverse multiplicatif d'une fonction du type précédent. Ensuite, on conclut en remplaçant $x$ par $-x$.
Cordialement, j__j
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