Série indicée par les entiers relatifs

Bonjour

Soit $(u_m)_{m \in \mathbb{Z}} \subset \mathbb{C}$. Comment définir $\sum_{m \in \mathbb{Z}} u_m$?
Est-ce $\sum_{m \in \mathbb{Z}} u_m:= \lim_{k \to +\infty} \sum_{m=-k}^{m=k} u_m$?
ou $\sum_{m \in \mathbb{Z}} u_m:=[\sum_{n \in \mathbb{N}} u_n] + [\sum_{n \in \mathbb{N}} u_{-n}]$ ?

Merci.

Réponses

  • Bonjour Playa.

    Les deux existent.
    Par exemple, la première est utilisée pour les séries de Fourier.

    Pour faire bref, c'est à toi de le définir.

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Bonjour,

    Si je ne dis pas de bêtises, les notations ensemblistes induisent usuellement la notion de famille sommable qui est équivalente à la notion de série absolument convergente.
    Dans ce cadre, les deux définitions que tu proposes coïncident.

    Hors de ce cadre, si on considère la suite définie par :
    Pour tout entier relatif $n$, $u_n=(-1)^n$,
    alors on s’aperçoit que la limite dans ta première proposition existe mais dans la seconde, chaque terme n’a pas de limite (finie).

    Remarque : c’est une histoire « d’ordre de comptage » (qu’est-ce que c’est moche, pardon).
    En effet les séries absolument convergentes sont les séries commutativement convergentes.

    Édit : là où j’ai un doute c’est de ce dont on parle.
    D’une série ? Ou de sa somme (éventuelle) ?
  • Bonjour ev. Merci beaucoup. En effet, c'est pour les séries de Fourier.
  • La "vraie" définition me semble être la seconde.
    La première est simplement une valeur principale de Cauchy (comme pour les intégrales).
  • Bonjour,

    j'avais eu une question assez similaire qui pourrait t’intéresser ici.

    La somme $\sum_{k=-\infty}^{+\infty}$ peut représenter $\lim_{n\to+\infty}\sum_{k=-n}^{+n}$, c'est-à-dire la limite des sommes partielles symétriques comme c'est effectivement souvent fait en série de Fourier (encore qu'il existe quelques résultats dans ce domaine qui utilisent l'autre façon de voir). J'ai toujours considéré la limite des sommes symétriques comme l'analogue discret de la valeur principale de Cauchy.

    L'autre façon est donc que $\sum_{k=-\infty}^{+\infty}$ peut représenter $\lim_{n\to+\infty}\lim_{\ell\to\infty}\sum_{k=-n}^{+\ell}$.

    Je pense comme Cyrano, la seconde écriture est pour moi la "vraie" qui permet de conserver la relation de Chasles (comme pour les intégrales). C'est-à-dire que pour $a\in\mathbb{R}$, $\sum_{k=-\infty}^{+\infty} = \sum_{k=-\infty}^{a}+ \sum_{k=a}^{+\infty}$ et on peut calculer chacune de ces quantités indépendamment alors qu'avec la première façon il faudrait calculer les deux sommes de à droite "en même temps".

    J'espère ne pas avoir dit de bêtises.

    Cordialement,
    Mister Da
  • Il y a une troisième façon de voir, qui est celle des familles sommables sur $\Z$.

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


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