Series sin(n)/n
Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
par prepagirl55555 » 03 Avr 2015, 11:36
Salut à tous!
je voulais savoir si par hasard quelqu'un aurait une idée pour démontrer que la somme de 1 à +oo de sin(n)/n tend vers (pi-1)/2?
On sait que la série converge par la transformation d'Abel; j'ai pensé développer sinus en série entière mais je n'arrive à rien et pour une comparaison série intégrale je ne vois pas trop...
un indice de méthode suffira :)
merci :)
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mathelot
par mathelot » 03 Avr 2015, 11:49
un indice de méthode suffira
j'
essaye de dériver
=\sum_{n=1}^{\infty} \, \frac{sin(nx)}{n})
et de "sommer" la série divergente des dérivées à la main (ou alors
en moyenne au sens de Césaro)
<---------- ne marche pas
par prepagirl55555 » 03 Avr 2015, 12:00
Merci d'avoir répondu si vite :)
Je vais chercher
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mathelot
par mathelot » 03 Avr 2015, 12:07
mathelot a écrit:j'
essaye de dériver
=\sum_{n=1}^{\infty} \, \frac{sin(nx)}{n})
une fois définie f (ci-dessus), au contraire, on l'intègre
=\sum_{n=1}^{\infty} \frac{e^{inx}}{n^2})
G est

périodique, on devrait pouvoir montrer
que c'est la série de Fourier d'une fonction sur
<---- trop compliquéremarque: l'intégration est un procédé régularisant , on obtient la convergence normale de la série en primitivant alors qu'en dérivant, au contraire, on perd la convergence ponctuelle)
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mathelot
par mathelot » 03 Avr 2015, 13:21
j'ai trouvé le sujet traité dans "Fourier series" par Hardy and Rogosinski
aux presses universitaires de Cambrige, page 29

(3.7.1)
=\sum_{1}^{\infty} \, \frac{sin(n\theta)}{n})
on définit
=\frac{\pi - \theta}{2} (00} \, a_n cos(n\theta)+b_nsin(n\theta))
il te reste à calculer les coefficients de Fourier de
)
et appliquer un théorème de convergence des séries de Fourier
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paquito
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par paquito » 03 Avr 2015, 15:22
f est

périodique et ni paire, ni impaire; on a

et

(voir figure) et pour

d\theta=0)
;
d\theta)

;
(intégration par parties sans difficulté)
Don, si f est continue en
=\bigsum_{n=1}^{+oo} \frac{1}{n}sin(n\theta))
, ce qui est le cas pour

, donc
)
et
}{n})
; on peut Même en profiter pour appliquer la formule de Parseval:
^2}{4}d\theta)

ce qui donne
^2}{4}d\theta=[\frac{1}{2\pi}(-2\frac{(\pi-\theta)^3)}{3}]_{0}^{2\pi})

, d'où le résultat bien connu:

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