Incompréhension somme infinie

Bonjour,
Il me semble que si l'on ajoute une infinité de nombres complexes de même module ($\sqrt x$ au hasard) que j'imagine comme tous appartenant à un même cercle de rayon $\sqrt x$, on obtient 0 : je me dis qu'on trouve toujours parmi cette infinité de complexes pour l'un d'entre eux son opposé, ce qui entraîne l'annulation du tout.
L'infinité en question s'écrit $\sum\limits_\rho x^\rho$.
Il s'agirait par exemple de calculer $\sum\limits_{x \in \mathbb{N}} x^{0.5+14.1347251417346937904572519835624766 i}$ (voir fichier joint).
Quelqu'un pourrait-il m'expliquer en quoi ce raisonnement est faux ou bien s'il est juste ?
La somme d'une infinité de complexes tous de même module, en fait, on peut imaginer qu'on l'a obtenue en calculant par des logarithmes intégrals une autre somme : celle-là : $\sum\limits_\rho Li(x^\rho)$. A moins que Li ne préserve pas le module, ce qui est plus que vraisemblable...
On est alors face à cette question-là : est-ce que les logarithmes intégrals (li(x)) auxquels on a soustrait $li(2)=1.04516378011749...$ (pour obtenir $Li(x)$) de deux nombres de même module ont même module ? Ca étonnerait.
Ou bien, on s'en moque, on se dit que parmi une infinité de complexes, on parvient toujours à en trouver au moins deux qui sont de même module mais opposés, ce qui annule le tout !
Cordialement,
Aline

Réponses

  • Bonjour Aline,

    ça démarre mal. Déjà ta première question part de sommer une infinité de complexes de module constant, et ensuite, dans ta série, les modules ne sont pas constants, car ils dépendent de $x$. Il faut savoir ce que tu veux....

    Pour la première question , que penses-tu de $\sum_{n\geq 1}\sqrt{x}e^{i/n}$ ? tu vas avoir du mal à trouver dans les complexes que tu sommes deux complexes opposés ...

    Pour ta série qui dépend de $x$, et qui n'entre donc pas dans ce cadre, à vue de nez, le module du terme général est $\sqrt{x}$ , qui diverge vers $+\infty$. Ta série diverge donc (grossièrement).

    Avant de t'attaquer à l'hypothèse de Riemann, ça serait bien d'apprendre les bases, tu ne crois pas ?

    Mel
  • Même en ayant un opposé pour « chaque complexe », cela ne préjuge pas de la convergence. par exemple $\sum_{n\in \N} (-1)^n\sqrt{x}$ ne converge pas.
  • Bonjour,
    Merci.
    Je voudrais comprendre pourquoi Riemann a écrit cela dans son article :
    "Mais, si l’on changeait cet ordre des termes de la série, on pourrait obtenir pour résultat n’importe quelle valeur réelle."
    et j'essayais d'imaginer un comptage autre : si les zéros sont alignés sur la droite réelle 1/2, cela signifie qu'on utilise des complexes dont les modules sont exactement des racines carrées...
    Oui, ce serait la moindre des choses d'apprendre les bases !
    Aline
  • Bonjour,
    Je précise : quand on calcule par programme la somme des $1/ln k$ (pour $k$ de 2 à $n-1$), on trouve quasiment le nombre de nombres premiers inférieurs à $n$, et cela semble signifier que dans la formule de Riemann, les éléments autres que $Li(x$) sont quasi nuls ou du moins très très petits.
    Je joins le résultat du programme et la copie d'écran de l'extrait de l'article où la formule est donnée.
    Cordialement,
    Aline82684
  • Bonjour,
    Je colle pour finir les $x^\rho$ pour $x$ valant 2, 3, 4, 99, 100 et $\rho$ l'un des 500 premiers zéros (de la forme $1/2+ki$ puis $1/2-ki$). On peut vérifier qu'on a bien toutes les images de modules $\sqrt x$ pour $x$ fixé. Je ne sais pas si $Li$ de deux complexes conjugués donne deux complexes conjugués.
    Merci des réponses !
    Cordialement,
    Aline
  • Bonsoir,
    Simplement pour répondre à la question que j'ai moi-même posée (!), les logarithmes intégrals de deux complexes conjugués sont des complexes conjugués ; la somme en haut de la page de l'article de Riemann $\sum\limits_\alpha\left[ Li(x^{\frac{1}{2}+\alpha i})+Li(x^{\frac{1}{2}-\alpha i})\right]$ est du coup réelle, il me semble.
    Cordialement,
    Aline
  • Bonjour,
    Je reprends. Je cherche à comprendre ne serait-ce que cette somme de l'article fondateur (avec $\rho$ un zéro non trivial de partie imaginaire positive) :
    $$
    \sum\limits_\rho \left[Li(x^\rho)+Li(x^\bar\rho)\right].
    $$
    Puisque $Li$ associe deux complexes conjugués comme images à deux complexes conjugués, on applique le fait qu'en ajoutant deux conjugués, on obtient le double du cos de l'argument sur la droite réelle (comme diagonale d'un parallélogramme sur l'axe réel).
    Pour calculer l'argument (l'"angle") d'un complexe, on trouve dans l'une des pages collées ci-dessous qu'il faut prendre le double de l'arctangente de la fraction $\frac{Im(z)}{Re(z)+|z|}$. On a abouti à :
    $$
    \sum\limits_\rho 2\cos(arg(Li(x^\rho))
    $$
    c'est à dire à
    $$
    \sum\limits_\rho 2\cos\left(2 \arctan \left(\frac{\Im( Li(x^\rho) )}{\Re( Li(x^\rho) )+| Li(x^\rho) |}\right)\right)
    $$
    Mais comme on trouve sur un autre page qu'on peut calculer l'arc tangente en utilisant le logarithme complexe...
    $$
    \sum\limits_\rho 2\cos\left(2 \left(\frac{1}{2i}\left( ln\left(1+i \left(\frac{\Im( Li(x^\rho) )}{\Re( Li(x^\rho) )+\left| Li(x^\rho) \right|}\right)\right)-ln\left(1-i \left(\frac{\Im( Li(x^\rho) )}{\Re( Li(x^\rho) )+\left| Li(x^\rho) \right|}\right)\right) \right)\right)\right)
    $$
    Et il faudrait alors démontrer que ce truc-là s'élimine asymptotiquement avec celui-là $\displaystyle\int_{x}^{\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2-1}\displaystyle\frac{dx}{x\; ln x}$ pour ne conserver finalement que $Li(x)$ dans la formule pour $\pi(x)$...!

    Bonne journée,
    Aline
    PS : je n'arrive pas à faire mon signe d'intégrale de la bonne taille à la toute fin, merci de me dire.
  • Avec \displaystyle au début, ça marche :
    $\displaystyle \int_{x}^{\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2-1}\displaystyle\frac{dx}{x\; ln x}$

    Cordialement.
  • Merci gerard0, j'ai modifié.
    Cordialement,
    Aline
  • Bonsoir,
    Pour terminer, peut-être vaut-il mieux (sic !) utiliser le fait (trouvé sur un forum) que $\cos(\arctan(x))=\displaystyle\frac{1}{\sqrt{1+x^2}}$ ; du coup, en posant $z=Li(x^\rho)$, la somme initiale (à égaler à l'intégrale) devient
    $$
    \sum\limits_{\rho} \displaystyle\frac{2}{ \sqrt {1+\left(\displaystyle\frac{z-\bar {z}}{i(z+\bar {z}) }\right)^2 } }
    $$
    J'essaierai de voir si on peut comprendre un peu mieux en programmant ces formules.
    J'ai une question concernant les conventions : j'ai vu qu'en général, il fallait utiliser $\cos$ pour que cos ne s'écrive pas en italique. En est-il de même de $ln$, $li$, $Li$, etc. ou bien cela ne doit-il concerner que les fonctions trigonométriques (là, arctan par exemple) ?
    Merci de me dire.
    Cordialement,
    Aline
  • Bonjour !
    Pourquoi ne fais-tu pas les essais ?
    ..............\ln,\;\li,\;\Li,\;\arctan..............
    $\ln,\;\li,\;\Li,\;\arctan$
  • Bonsoir,
    Oui, tout simplement, merci. Mais j'aurais voulu savoir pourquoi certaines et pas d'autres (pourquoi pas li ou Li, après tout ?).
    Cordialement,
    Aline
  • Bonjour,
    Imaginons $z=a+bi$ (chaque $z$ est un $Li(un\;zéro\;de\;zêta))$.
    $z -\bar z = (a+bi)-(a-bi)=2bi$ et $z + \bar z=(a+bi)+(a-bi)=2a$.
    On se retrouve avec au dénominateur $\sqrt {1+\left(\displaystyle\frac{b}{a}\right)^2}$, ceci pour chaque zéro, ou plutôt pour chaque $Li(zéro)$, sachant qu’ils vont toujours deux par deux, l’un et son conjugué, et que Riemann a écrit qu’il est important de sommer dans cet ordre, histoire de ne pas trouver « n’importe quelle valeur réelle », selon l’expression...
    Pas plus avancée.
    Bon week-end,
    Aline
  • Bonjour,
    Il faut remplacer juste ci-dessus $Li(un\;zéro\;de\;zêta)$ par $Li(x^{un\;zéro\;de\;zêta})$ ainsi que pour chaque $Li(zéro)$ par pour chaque $Li(x^{un\;zéro\;de\;zêta})$.
    Cordialement,
    Aline

    [Tu as la possibilité de modifier toi-même ton message.
    Clique sur le lien 'Modifier le message' dans le cadre en dessous du message. AD]
  • J'ai remis le post en forme.
    Cordialement,
    Aline
  • Bonsoir,
    Oui AD merci, je savais que je pouvais modifier un message (même si là, je l'avais complètement oublié à vrai dire, tu as raison) ; d'autant que ça ne serait pas judicieux de modifier le message initial car alors le message de correction serait incompréhensible, il faudrait avoir la possibilité de supprimer le message qui indique la correction dans un tel cas mais ça ne convient pas non plus, ce qui est fait est fait.
    Pour information, je viens de modifier la pièce jointe du dernier message puisque j'en avais la possibilité.
    Merci à tous ceux qui auraient des suggestions (nombre de zéros à prendre en compte au moins, nombre d'entiers à étudier idem, voire correction des programmes car ces différences entre $S(x)$ et $T(x)$ m'étonnent mais je n'y connais rien, vraiment).
    Cordialement,
    Aline
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