Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 2
f) Familles sommables de nombres complexes
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Texte officiel du programme
| Contenus | Capacités et commentaires |
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La famille $(u_i)_{i\in I}$ de $\mathbb{C}^I$ est dite sommable si $\displaystyle\sum_{i\in I} \lvert u_i\rvert < +\infty$. | Notation $\ell^1(I)$. Pour $I = \mathbb{N}$, lien avec les séries. Sommabilité d’une sous-famille d’une famille sommable. |
Somme d’une famille sommable de nombres complexes. | Si $(a_i)_{i\in I}$ est sommable et si $\varepsilon \in \mathbb{R}^{+*}$, il existe une partie finie $F$ de $I$ telle que $\left\lvert \displaystyle\sum_{i\in I} a_i - \sum_{i\in F} a_i \right\rvert \leqslant \varepsilon$. Invariance de la somme par permutation. |
Soit $(u_i)_{i\in I}$ une famille de nombres complexes et soit $(v_i)$ une famille sommable de réels positifs vérifiant, pour tout $i \in I$, $\lvert u_i\rvert \leqslant v_i$. Alors $(u_i)_{i\in I}$ est sommable. Linéarité de la somme. | |
Théorème de sommation par paquets : si $I$ est réunion disjointe des $I_j$ pour $j \in J$, si $(u_i)_{i\in I}$ est sommable, alors $\displaystyle\sum_{j\in J}\Big(\sum_{i\in I_j} u_i\Big) = \sum_{i\in I} u_i$. Cas où $I$ est un produit : théorème de Fubini. | La démonstration est hors programme. |
Si $(a_i)_{i\in I}$ et $(b_{i'})_{i'\in I'}$ sont sommables alors $(a_i b_{i'})_{(i,i')\in I\times I'}$ est sommable et $\displaystyle\sum_{(i,i')\in I\times I'} a_i b_{i'} = \sum_{i\in I} a_i \times \sum_{i'\in I'} b_{i'}.$ | Extension, sans rédaction de la démonstration, au produit d’un nombre fini de familles sommables. |
Produit de Cauchy de deux séries absolument convergentes. | On retrouve le fait que l’exponentielle complexe est un morphisme de $(\mathbb{C}, +)$ dans $(\mathbb{C}^*, \times)$. |