Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Convergence de (einθ)nN(e^{in\theta})_{n\in\N}

by Sequoia·
26
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

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  1. 110First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 1125Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 2650Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 5170Advanced / graduateAvancé / master
  5. 7190Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
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Montrer que (einθ)n(\displaystyle e^{i n \theta})_n converge si, et seulement si, θ=0[2π]\theta=0\,[2\pi].

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Solution by Sequoia

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On note ll la limite de (einθ)n(e^{in\theta})_n. Ainsi (ei(n+1)θ)n(e^{i(n+1)\theta})_n est une sous-suite de (einθ)n(e^{in\theta})_n donc converge aussi vers ll. Cependant on a aussi que ei(n+1)θ=eiθeinθe^{i(n+1)\theta}=e^{i\theta}e^{in\theta} qui va alors tendre vers eiθle^{i\theta}l à l’infini.

Or, par continuité de zzz\longmapsto\vert z\vert, on a que l=1\vert l\vert=1 donc l0l\neq0 et l’unicité de la limite nous donne donc que eiθ=1e^{i\theta}=1, soit que θ=0[2π]\theta=0\,[2\pi].

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