Salut,
En 1644, Pierto Mengoli proposa à la sagacité des mathématiciens de l'époque le problème, connu sous le nom de problème de Mengoli ou encore problème de Bâle, du calcul de la valeur exacte de la limite suivante :
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Ce problème résista aux attaques virulentes des plus grands mathématiciens. Il fallut attendre 1735 pour que le mathématicien suisse Euler montre que ce problème est lié à la quadrature du cercle, c'est-à-dire que la valeur exacte dépend de
. Plus précisément, il montra l'égalité suivante :
Cette solution lui apporta une notoriété immédiate à l'âge de 28 ans, malgré un manque de rigueur dans cette dernière. Il fallut attendre 1745 pour que ce détail soit corrigé. Il proposa par la suite d'autres démonstrations et va jusqu'à déterminer
, avec
l fonction
de Riemann définie pour tout réel
. Il montra la formule suivante qui porte aujourd'hui son nom, avec
le
-ième nombre de Bernoulli :
I - La fonction On montre que la fonction
est bien définie sur
. On définit la suite
la suite
. On veut montrer que la suite converge pour tout
:
1) Soit
. En utilisante l'inégalité suivante
montrer que
est majorée par
2) Montrer que
est strictement croissante.
3) Conclure.
II - DémonstrationIl existe plusieurs manières de définir les nombres de Bernoulli. Nous prendrons la définition suivante :
Les nombres de Bernoulli, notés
, sont les nombres, définis de manière unique, vérifiant la relation suivante :
.
On définit le polynôme
de la manière suivante :
On définit de plus la fonction
de classe
sur
par :
si
,
sinon.
La démonstration repose sur le calcul de deux manières différentes de la limite suivante :
1) Montrer
2)
a) Montrer
b) Montrer
3) Soit
. Montrer
4)
a) Montrer :
b) Montrer
5) Conclure.