Fonction analytique

Bonjour,

j'ai besoin d'une précision sur la définition de fonction analytique.

soit $ f $ une fonction analytique sur l'intervalle $ I $.

est-il possible qu'en 2 points $ x_0 $ et $ x_1 $ de $ I $ , le développement en série entière ne soit pas le même ?

si oui, est-il possible qu'un point $ x_2 $ de $ I $ soit dans le rayon de convergence relatif au développement en $ x_1 $ et aussi dans le rayon de celui relatif à $ x_2 $ ?
c'est-à-dire qu'au point $ x_2 $, on aurait 2 développements en série entière possible !

Merci

Jo

Réponses

  • En un point le développement est unique puisqu'il s'agit du développement en série de Taylor. Sinon l'analycité est une propriété locale, donc il se peut qu'on n'ait pas le même développement en deux points distincts.

    J'espère que d'autres pourront confirmer ce que je viens de dire !
  • 1/z = 1/(z-1/2 +1/2) = 1/(z-1/4 + 1/4) donc si u = z-1/2:
    1/z = 1/(u + 1/2) = (1/2)(1/(1 + 2u) = (1/2) somme(n=0; infini, (-2u)^n)
    et faites de même avec v = z - 1/4; les deux séries convergent par exemple en z = 1/3.
    Evidemment ceci est possible pour toute fonction DSE à l'interieur du disque (intervalle) de convergence.
  • Merci pour vos réponses.
    Les 2 réponses me paraissent pertinentes, et pourtant, elles me semblent contradictoires. J'interprête mal ?
  • Pas de contradiction à l'horizon. Si un développement en séire entière au voisinage de $x_0$ est de la forme $\sum a_n (x-x_0)^n$, les $a_n$ étant uniques, un développement au voisinage de $x_1$ est de la forme $\sum b_n (x-x_1)^n$, ce n'est pas la même forme que précédemment, donc pas de contradiction avec l'unicité, les $b_n$ n'ont aucune raison d'être égaux aux $a_n$. Si un point $x_2$ est à la fois dans la zone (intervalle ou disque) de convergence de $x_0$ et de $x_1$, on a l'égalité $\sum a_n (x_2-x_0)^n=\sum b_n (x_2-x_1)^n$, aucun problème.


    Le message de Gilles explique qu'en utilisant cette égalité, on peut même trouver les $b_n$ en fonction des $a_n$ si $x_1$ est un point de la zone de convergence de $x_0$. Tu peux vérifier qu'effectivement, pour le point $x_2=1/3$, où n'importe quel point $x_2$ de $]0,1[$ (pourquoi cet intervalle d'ailleurs ?) les sommes des deux séries correspondant à $x_0=0$ et $x_1=1/2$ sont égales.
  • Merci Egoroff, cela s'éclaircit.

    Concernant le message de Gilles, tout n'est pas encore clair pour moi néanmoins... je débute sur le chapitre...

    je trouve : 2 somme(n=0; infini, (-2u)^n) (et non pas 1/2)
    puis 4 somme(n=0; infini, (-4v)^n)

    je dirais que la première série converge avec un rayon 1/2 autour de $ x_0 = 1/2 $, et que la seconde converge avec un rayon de 1/4 autour de $ x_1 = 1/4 $.
    C'est-à-dire que sur l'intervalle ]0,1/2[ (ou le disque ouvert de centre 1/4 et de rayon 1/4), tout point converge selon les 2 DSE.
    Les $ a_n $ seraient les $ 2(-2)^n $ et les $ b_n $ seraient les $ 4(-4)^n $

    Est-ce cela ?
  • Oui c'est ça ! Les coefficients et les zones de convergences sont exactes. On vérifie que les deux développements donnent bien la même valeur pour un élément de l'intersection des domaines de convergences, par exemple pour $z=1/3$.
  • désolé j'ai commencé à griffonner un calcul sur un bout de papier et fini en tapant des pseudo mathématiques:
    1/(z - a + a) =(1/a)(1/(u + 1)) avec u = (z - a)/a et la condition |u| < 1; l'idée générale est que toute fonction DSE en puissances de z sur [-R; R], est aussi DSE en puissances de (z - a) en tt point a tel que |a| < R avec un rayon de convergence positif ;
    dans cet exemple, on a:
    1/z = (1/a) somme(n=0; infini, ((-1)^n (z - a)^n) / a^n
    pour a = 1/2, le coefficient de (z - a)^n est 2(-2)^n.
    comme vous avez trouvé...
  • Tout est clair (jusqu'aux prochaines questions :-)

    Merci à tous !
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