Sommation des nombres premiers.

Bonjour.
si $1+2+3+4+5...=-\frac{1}{12}$
A quoi est égal?
$2+3+5+7+11+13...=?$
Je cherche sur google j'ai pas trouvé.
Cordialement.

Réponses

  • A ce que tu veux, vu que si $A$ est faux, alors $A \implies B$ est vrai pour toute proposition B.
  • Attention, ici le $A$ n'est pas si faux que cela.
    Il faut retrouver le fil récent sur les séries divergentes...
    Dans un certain sens, précis, la première égalité est vraie et c'est vraie que du coup, la question est originale à mon sens.
  • On peut toujours donner le sens qu'on veut à tout et n'importe quoi, c'est juste une question de définition. Quand on écrit une série sans préciser le mode de convergence ou la topologie, par défaut c'est quand même la convergence au sens de la topologie usuelle de $\mathbb{\overline{R}}$.

    C'est à l'auteur de la question de poser une question claire dans le bon contexte, pas au lecteur d'interpréter les 36 façons de voir la question.
  • Oui, je suis d'accord ("c'est à l'auteur...").

    D'ailleurs c'est à peu près la réponse de @fdp faite à @Chaurien dans ce fil :

    http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?43,1492270,1494832#msg-1494832
  • skyffer3
    exact.
    L'idée est la suivante.
    $\sum_{n=1}^{n}(n+1)-(2n+2^2-2)-(3n+3^3-3)-(5n+5^5-5)...=2+3+5+7+11+..+LE RESTE..$
    $\sum_{n=0}^{n}(n+2)-(2n+2^2)-(3n+3^3)-(5n+5^5)...=2+3+5+7+11+...+LE RESTE...$

    Je suis sur qu'il y a un reste mais Je ne sais pas encore le calculer pour une somme (arithmétique) infini.

    explication du reste:

    $\sum_{n=1}^{10}n=+1+2+3+4+5+6+7+8+9+10$
    $\sum_{n=1}^{10}2n=+2+4+6+8+10+12+14+16+18+20$
    En soustrayant la 2de égalité de la 1re, on élimine tous les nombre pairs "ou presque Lavoisier".
    $\sum_{n=1}^{10}n-\sum_{n=1}^{10}2n=1+3+5+7+9-12-14-16-18-20$
    $\sum_{n=1}^{10}n-\sum_{n=1}^{10}2n=1+3+5+7+9-\sum_{n=1}^{5}10+2n$
    $\sum_{n=1}^{10}n-\sum_{n=1}^{10}2n=1+3+5+7+9-\sum_{n=1}^{10}\frac{5}{2}+n$
    $\sum_{n=1}^{10}n-\sum_{n=1}^{10}2n+\sum_{n=1}^{10}\frac{5}{2}+n=1+3+5+7+9$
    $\sum_{n=1}^{10}\frac{5}{2}=1+3+5+7+9$
    $\sum_{n=1}^{5}5=1+3+5+7+9$

    Excusez moi c'est une idée pas achevé.

    Par la meme ocasion chose amusante. $\sum_{n=1}^{n}2n-1=n^n$
  • Tant que tu ne précises ce que veut dire une somme infinie dans ton contexte, ta question n'a pas de sens.

    Cela non plus n'a aucun sens d'ailleurs :
    guitard a écrit:
    $\sum_{n=1}^{n}2n-1=n^n$
    $n$ ne peut pas être à la fois un indice de la somme et une borne de la somme.
  • $\sum_{k=1}^{k}2n-1=n^n$
    Comme sa c'est mieux? j'avoue ne pas encore avoir assimiler tous les concepts.
  • Comme ça c'est pas mieux, tu as changé $n$ par $k$, mais ton indice est encore la borne, et ensuite $n$ apparaît de nulle part. Ce que tu écris ne veut rien dire ! Et je te le dis déjà, même quand tu auras corrigé cela, ton égalité sera fausse.

    Si c'est juste pour coller des jolis symboles sans aucun sens c'est pas la peine ...
  • $\sum_{1}^{n}2n-1=n^n$
    Je débute.
  • La dernière égalité que tu as écrite évite la remarque de skyffer par une imprécision (usuelle certes), mais elle reste fausse. Ici tu sommes de $1$ à $n$ un terme constant égal à $2n-1$, cela vaut donc $n(2n-1) \neq n^n$
  • Toujours aucun sens, mais continue, ça fait des jolis dessins.
    Au pire on pourrait dire que ça a un sens car l'indice de la somme n'intervient pas (donc aucun intérêt d'écrire une somme), mais dans ce cas l'égalité est évidemment fausse, puisque le membre de gauche vraudrait $n(2n-1)$.
  • Argl vous avez raison je me suis planté.
    l 'idée était la suivante.
    1=1
    1+3=2+2
    1+3+5=3+3+3
    1+3+5+7=4+4+4+4
    Etc...
    Comment l’écrire correctement?
    $\sum_{n=1}^{n}2n-1=n^2$
  • Ah on y est, tu vois c'est mieux de le dire en Français plutôt que d'essayer d'embrouiller ça avec des symboles que tu ne maîtrises pas.

    On peut écrire par exemple $\sum_{i=0}^n (2i+1) = (n+1)^2$.

    Edit :
    guitard a écrit:
    $\sum_{n=1}^{n}2n-1=n^2$
    Toujours le même problème ! Arrête d'utiliser un symbole dont tu ne comprends absolument pas la signification. Quand bien même tu tomberais juste ce serait un pur hasard. Il vaut mieux apprendre ou demander plutôt que de mettre des signes au hasard.
  • A méditer.
    Travailler le formalisme et se mètre dans les rang.
    Merci.
  • Bah oui, si tu veux te faire comprendre des autres mathématiciens, il faut utiliser leur langage commun des mathématiques. C'est évident. Parce que si j'utilise mon propre langage tout seul sans le définir (tout comme tu n'as pas définis tes sommes), alors zjzrfrf refreff rgz dzaad defezez ezfrg zfrej ezfkjfzf jzfenjf faf, ezfafafezfnafn ezfff ezfjezf f dd ed grgarga rf graeilfdvfd.
  • Si on définit
    $$\zeta(s) = \sum_{n \geq 1} n^{-s}, \qquad \mathrm{Re}\, s > 1,$$
    alors il est bien connu que $\zeta$ se prolonge de manière unique en une fonction méromorphe sur $\C \setminus\{0\}$ et on peut calculer que $\zeta(-1) = -1/12$. De manière extrêmement abusive on a alors la série divergente
    $$\zeta(-1) = 1 + 2 + 3 + \cdots = -1/12.$$
    On appelle cela la méthode de la régularisation zeta.

    On peut être tenté de faire la même chose en posant
    $$\zeta_p(s) = \sum_p p^{-s}, \qquad \mathrm{Re}\, s > 1,$$
    où la somme a lieu sur tous les nombres premiers $p$. Malheureusement on ne peut pas prolonger analytiquement cette fonction pour $\mathrm{Re}\, s < 0$, ce qui empêche de donner un sens à $\zeta_p(-1)$, et donc à la série divergente $2+3+5+7+11+\cdots$
  • Honnêtement Héhéhé, je ne vois pas l'intérêt de ta réponse pour guitard, qui néanmoins est intéressante. Tu parles de prolonger $\zeta$ alors que l'auteur du fil n'arrive pas à écrire correctement une somme finie.

    Par ailleurs, comme je le disais, on peut toujours donner le sens qu'on veut à une expression mathématique quitte à la redéfinir, c'est pourquoi le contexte de la question est important. Car dans un contexte standard, on pourrait aussi objecter que $\sum_n 1/n$ ne converge pas.

    Tant qu'on ne définit pas le contexte dans lequel on veut se placer, on peut tout raconter et personne n'aura tort.
  • Ha oui.

    C'est dommage...on aurait voulu que ce soit un nombre plus petit que $\dfrac{-1}{12}$...

    Bon...
  • Quand on poste sur un forum, la réponse est lue par plein de monde, pas seulement l'auteur du fil. J'ai été surpris du fait qu'on ne puisse pas prolonger $\zeta_p$, je me suis dit que ca pouvait intéresser des gens qui passeraient par là.

    Tout ce que j'affirme, c'est que la méthode de régularisation ne permet pas de donner une valeur à $\zeta_p(-1)$. Après que d'autres méthodes de sommation donnent un résultat, ça je n'en sais rien.
  • Oui, c'est aussi ce que je me suis dit.

    Il faudrait appeler Euler, peut-être...;-)
  • Sinon, toujours dans l'esprit "choses qui peuvent intéresser les gens qui lisent ce fil autres que son auteur", une méthode naturelle de "régularisation" est une méthode "axiomatique", c'est-à-dire qu'on décrète qu'une sommation doit avoir certaines propriétés, et on voit quelles sommations existent.

    L'exemple que j'ai en tête est le suivant: notant $C$ l'espace vectoriel des suites à série convergente, $\Sigma: C\to \mathbb{R}$ est une forme linéaire, qui vérifie la propriété sympathique (qui semble caractéristique des sommes) suivante : si $a\in C$, alors la suite $(0,a_0,a_1,...) \in C$, et leurs images par $\Sigma$ sont les mêmes.

    On peut alors s'intéresser aux sous-espaces de $\mathbb{R}^{\mathbb{N}}$ contenant $C$ et stables par l'opération "décalage et rajout de zéro" (shift) sur lesquels on peut prolonger $\Sigma$ tout en gardant la propriété d'invariance par shift, ce qui donnerait une notion intéressante de somme.

    Il est trivial de vérifier qu'aucun tel espace ne contient $(n)_n$, la suite identité (et donc dans ce contexte, $\Sigma n = -\frac{1}{12}$ n'a pas de sens).
    Cependant, ce qui est intéressant est la chose suivante: si on veut éliminer une certaine part d'arbitraire, on peut imposer à nos sous-espaces $H$ de n'avoir sur eux qu'une seule telle forme linéaire: c'est évidemment le cas de $C$, puisqu'on demande que cela prolonge $\Sigma$.

    Pour mettre les choses au clair: on dit que $H$ (sev de $\mathbb{R}^{\mathbb{N}}$) est admissible s'il est stable par shift. Une forme linéaire sur un sev admissible invariante par shift est appelée une supersommation. Une supersommation sur $H$ est dite propre si c'est la seule supersommation sur $H$.

    Une fois ces définitions données, on a le théorème suivant (si je ne me suis pas trompé), qui est assez intéressant : Il existe un unique sous-espace admissible maximal sur lequel il existe une supersommation propre, et il contient tout sous-espace admissible sur lequel il y a une supersommation propre.

    En d'autres termes ce théorème dit: "Si on s'est mis d'accord sur ma définition de sommation, alors cette notion est absolue, et il y a des suites qui sont 'sommables' dans l'absolu, et d'autres non. La somme de ces suites ne dépend pas des espaces choisis et est elle-même 'absolue'".

    Comme je l'ai fait remarquer, ici $(n)$ n'est pas 'sommable', mais a priori rien n'interdit que $(p_n)$ le soit, ce serait une question intéressante
  • l'idée est d'utiliser le crible d'Ératosthène.
    $\sum_{i=0}^{n}i+2=2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12+13+...$
    $-\sum_{i=0}^{n}2i+2^2=-4-6-8-10-12-14-16...$
    $-\sum_{i=0}^{n}3i+3^2=-9-12-15-18-...$
    etc...
    $\sum_{i=1}^{n}(i+1)-(2i+2^2-2)-(3i+3^2-3)-(5i+5^2-5)...=2+3+5+7+11+..-LE RESTE..$
    $\sum_{i=0}^{n}(i+2)-(2i+2^2)-(3i+3^2)-(5i+5^2)...=2+3+5+7+11+...-LE RESTE...$
    $\sum_{i=0}^{n}(i+2-\sum_{p=2}^{n}pi+p^2)=(\sum_{p=2}^{n}p)-LE RESTE...$
    $\sum_{i=0}^{n}(\frac{1}{i+2}-\sum_{p=2}^{n}\frac{1}{pi+p^2})=(\sum_{p=2}^{n}\frac{1}{p})-\frac{1}{LE RESTE...}$
    Je suis sur qu'il y a un reste mais Je ne sais pas encore le calculer pour une somme (arithmétique) infini.

    explication du reste avec une somme (arithmétique) fini:
    $\sum_{i=1}^{10}i=+1+2+3+4+5+6+7+8+9+10$
    $\sum_{i=1}^{10}2i=+2+4+6+8+10+12+14+16+18+20$
    En soustrayant la 2de égalité de la 1re, on élimine tous les nombre pairs "ou presque Lavoisier".
    $\sum_{i=1}^{10}i-\sum_{i=1}^{10}2i=1+3+5+7+9-12-14-16-18-20$
    $\sum_{i=1}^{10}i-\sum_{i=1}^{10}2i=1+3+5+7+9-\sum_{i=1}^{5}10+2i$
    $\sum_{i=1}^{10}i-\sum_{i=1}^{10}2i=1+3+5+7+9-\sum_{i=1}^{10}\frac{5}{2}+i$
    $\sum_{i=1}^{10}i-\sum_{i=1}^{10}2i+\sum_{i=1}^{10}\frac{5}{2}+i=1+3+5+7+9$
    $\sum_{i=1}^{10}\frac{5}{2}=1+3+5+7+9$
    $\sum_{i=1}^{5}5=1+3+5+7+9$
    Excusez moi c'est une idée pas achevé.
    Quelques pistes sont visible pour trouver le reste.
    Sa va pas être facile.
    Par la même occasion chose amusante. $\sum_{i=0}^{n}2i+1=(n+1)^2$
    $\sum_{i=1}^{n}2i-1=n^2$
  • Héhéhé: effectivement ton résultat m'étonne. Tu sais quel est le plus grand bidule sur lequel on puisse prolonger $\zeta_p$?
  • En fait, sauf grossière erreur de ma part, on a pour $|\zeta_p(s)|<1$ (ce qui arrive quand $|Re(s)|$ est suffisament grand),
    $\frac{1}{1-\zeta_p(s)}=\sum_ {n=0}^\infty \zeta_p^n(s)=\zeta(s)$ ce qui donne un prolongement analytique à $\zeta(s) \neq 1$. Non?
  • $\zeta(s) \neq 0$ non ?
  • Je ne suis pas certain que $\sum_ {n=0}^\infty \zeta_p^n(s)=\zeta(s)$, il y a des répétitions dans $\zeta_p^2(s)$ par exemple : $$\zeta_p^2(s) = \sum_{n=1}^{+\infty} \sum_{k=1}^n p_k^{-s} p_{n-k}^{-s},$$ on a deux fois $p_1^{-s}p_2^{-s}$ qui apparaissent pour $n=3$.
  • Avec la formule du produit d'Euler on peut faire des calculs fantaisistes qui permettent d'exprimer le logarithme de $\zeta(-1)$ en fonction de somme pondérées des puissances de tous les nombres premiers.
  • On a facilement $\log \zeta(s) = \zeta_p(s) + O \left(\frac{1}{s-1}\right)$ pour $\Re(s) > 1$, est-ce utile ?
  • Max: oui tu as raison.
    Poirot: tu as raison également. Plus généralement, $p_1...p_n$ doit apparaître quelque chose comme $n!$ fois (quand les $p_i$ sont deux à deux distints sinon c'est plus compliqué) dans $\zeta_p^n$. Ouf, les maths sont cohérentes!
  • Je pensais à un truc vraiment fantaisiste.

    $\displaystyle \zeta(s)=\prod_{\text{p premier}} \frac{1}{1-p^{-s}}$

    On fait $s=1$,

    et on prend le logarithme des deux membres de l'égalité et on développe en série les logarithmes dans le membre de droite.

    cela doit faire,

    $\displaystyle \log(\zeta(1))=\sum_{\text{p premier}} \sum_{n=1}^{\infty} \frac{p^n}{n}$

    Ou si on préfère,

    $\displaystyle \log(\zeta(1))=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n}\left(\sum_{\text{p premier}} p^n\right)$
  • Raté puisque $\zeta$ ne se prolonge précisément pas en $s=1$...
  • Merci, mais je le savais déjà.
    J'ai bien averti que ma formule était fantaisiste.

    Il y a peut-être un moyen de la bricoler pour ne plus avoir des infinis dans les deux membres.
  • On a bien, par contre, si je ne m'abuse,

    $\displaystyle \log(\zeta(2))=2\sum_{\text{n pair}>0} \frac{1}{n}\left(\sum_{\text{p premier}} p^{-n}\right)$
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