Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/Sequence and seriesUnreviewed

Suite définie par les sommes de ses puissances

by Sequoia·
52
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 11–25Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 26–50Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 51–70Advanced / graduateAvancé / master
  5. 71–90Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91–100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
·
Français
FrançaisEnglish
Unreviewed. This problem has not been reviewed by trusted users yet.

Existe-t-il une suite (an)n(a_n)_n de nombres réels telle que
∀k∈N∗,∑n=0+∞ank=1k2?\forall k\in\N^*, \sum_{n=0}^{+\infty}a_n^k=\frac{1}{k^2} ?

I solved itMark it doneAdd to my listKeep it in your list

Solutions

1
Reveal solutionsAre you sure? Give it a try first.

Solution by ano

Discussions1 useful vote

Non. Raisonnement par l’absurde.
Pour k=2k=2, ∑an2=14  ⟹  ∀n,an2≤14  ⟹  ∣∣a∣∣∞≤12\sum a_n^2 = \frac{1}{4} \implies \forall n, a_n^2 \le \frac{1}{4} \implies ||a||_\infty \le \frac{1}{2}.
Pour k=2mk=2m, la norme ℓ2m\ell^{2m} de la suite vaut :
∣∣a∣∣2m=(∑n=0+∞an2m)12m=(14m2)12m||a||_{2m} = \left( \sum_{n=0}^{+\infty} a_n^{2m} \right)^{\frac{1}{2m}} = \left( \frac{1}{4m^2} \right)^{\frac{1}{2m}}Par passage à la limite : lim⁡m→+∞∣∣a∣∣2m=lim⁡m→+∞exp⁡(−ln⁡(4m2)2m)=1\lim_{m \to +\infty} ||a||_{2m} = \lim_{m \to +\infty} \exp\left(-\frac{\ln(4m^2)}{2m}\right) = 1.
Or, dans l’espace ℓp\ell^p, la limite des normes est le supremum : lim⁡m→+∞∣∣a∣∣2m=∣∣a∣∣∞\lim_{m \to +\infty} ||a||_{2m} = ||a||_\infty.
On obtient ∣∣a∣∣∞=1||a||_\infty = 1, ce qui contredit ∣∣a∣∣∞≤12||a||_\infty \le \frac{1}{2}. La suite n’existe pas.

Report

For an unclear, ambiguous, or possibly incorrect statement, please use the Discussion tab on the right. Report content that needs moderator intervention, such as dangerous, clearly non-mathematical, or plagiarized content.