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Au bord du cercle de convergence

Soit la série entière $ \sum_k a_k x^k$. Son rayon de convergence est supposé être $ 1$. En supposera en outre que $ \sum_k a_k$ est convergente. On appellera $ S(x)$ la somme de la série entière dans son domaine de convergence.
  1. Montrer que si $ \sum_k \vert a_k\vert < \infty $, alors $ S(x)$ est continue à gauche en $ 1$. Nous envisageons maintenant le cas où la série $ \sum a_k$ n'est pas absoluement convergente.
  2. On pose

    $\displaystyle M_p^q = a_p+\ldots+a_q.
$

    Réecrire pour tout $ x \in [0,1]$ $ S_{p,q}(x) = \sum_{k=p}^q a_k x^k$ en fonction des $ M_p^k$. En déduire une majoration uniforme de $ S_{p,q}(x)$ sur $ [0,1]$. En déduire que $ S(x)$ est continue en $ 1$ à gauche et que

    $\displaystyle \lim_{x \to 1^-} S(x) = \sum_k a_k.
$



Antoine Chevreuil 2001-03-09