Séries entières et séries de Fourier

Exo 6

Commencez par chercher à résoudre l'exercice par vous-même.

Si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

Soit la fonction définie par : .

Question

Démontrer que la fonction admet un prolongement de classe sur .

Indice

Montrer que la fonction peut s'écrire comme quotient de deux fonctions développables en série entière, le dénominateur ne s'annulant pas.

Solution

La fonction est définie et de classe sur car les dénominateurs ne s'annulent pas.

Il s'agit donc d'étudier le prolongement en .

On peut remarquer que : .

Or : .

Et : .

Donc : et : .

Soit la fonction définie par : et : .

Soit la fonction définie par : et : .

Alors : et : .

Les deux fonctions sont développables en série entière, donc de classe sur sur .

Or : . Donc on peut prolonger la fonction en en posant : .

Le prolongement de la fonction est donc quotient de deux fonctions de classe sur .

On peut remarquer que le dénominateur ne s'annule pas en étudiant la fonction .

En effet : est du signe de : .

Or : . Donc admet un minimum en et : .

Donc la fonction est positive ou nulle sur .

Donc la fonction est croissante sur . Or : . Donc : .

Conclusion : La fonction admet un prolongement de classe sur .

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