Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Exponentielle et fraction rationelle ?

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Solution by Sequoia · FR

On note PQ\frac{P}{Q} la fraction rationnelle en question. Posons ainsi f:=QexpPf:= Q\cdot \exp -P. C’est une fonction holomorphe sur C\C qui s’annule sur DD, donc sur l’adhérence D\overline{D} par continuité. Cet adhérence est fermée par définition et bornée car DD l’est, c’est donc un compact de C\mathbb{C}. Il possède ainsi un point d’accumulation et une suite injective tendant vers ce point (car DD est infini). Mais alors ff s’annulerait en tous points de cette suite ainsi qu’en sa limite. Or ff est holomorphe donc, par le théorème des zéros isolés, ff est nulle sur tout C\mathbb{C}. Donc l’exponentielle serait une fraction rationnelle, ce qui est clairement faux car son comportement asymptotique en l’infini (disons selon R\R) domine n’importe quelle fonction puissance, qui est le comportement asymptotique d’une fraction rationnelle en cet infini. Ainsi exp\exp n’est pas égale à une fraction rationnelle sur un domaine borné infini de C\mathbb{C}.

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