J.-M. Lion, notes du cours de fonctions holomorphes, 5 mai 2004
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Preuve Si F⊂Ifini et si Λ′⊂Λfini tel que F⊂ ∪λ∈Λ′Iλalors
∑i∈F|ai| ≤ ∑λ∈Λ′||(ai)i∈Iλ|| ≤ ||(||(ai)i∈Iλ||)λ∈Λ)|| <+∞.
En passant au sup on obtient ||(ai)i∈I|| ≤ ||(||(ai)i∈Iλ||)λ∈Λ)|| <+∞.
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On déduit de ce qui précède un énoncé qui a un parfum de Fubini.
Théorème 3 Si (ai,j)(i,j)∈I×Jest absolument sommable alors
∑
i∈I(∑
j∈Jai,j) = ∑
(i,j)∈I×Jai,j=∑
j∈J(∑
i∈Iai,j).
Exemple 4 Si ai,j=0 si (i,j)∈N2,j6=i,i+1 et ai,i=1,ai,i+1=−1 alors ∑i∈I(∑j∈Jai,j) = 0
alors que ∑j∈J(∑i∈Iai,j) = 1.Par conséquent (ai,j)(i,j)∈N2n’est pas absolument sommable.
Voici un corrolaire aux résultats précédents.
Corollaire Soit (ai)i∈I,(a′
i)i∈Iet (bj)j∈Jabsolument sommables de sommes A,A′et B.Alors
(λai)i∈I,(ai+a′
i)i∈Iet (aibj)(i,j)∈I×Jsont absolument sommables de sommes λA,A+A′et AB.
Remarque 6 Les notions de familles sommables et absolument sommables s’étendent aux
espaces vectoriels normés. Une famille absolument sommable d’un espace de Banach est som-
mable. Ce n’est pas vrai dans C[X]muni de la norme définie par N1(a0+... +adXd) = |a0|+
... +|ad|.Par exemple la famille (Xn/n!)n∈Nest absolument sommable mais pas sommable.
Dans un espace de dimension infinie une famille peut être sommable sans être absolument som-
mable. Considérons par exemple l’espace l∞(C)des suites de complexes bornées muni de la
norme définie par N∞((tn)n∈N) = supN∈N|tn|et qui en fait un espace de Banach. La famille
(ai)i∈Ndéfinie par ai,i=1
i+1et ai,n=0 si i6=nest sommable de somme la suite (1
n+1)n∈Nmais
elle n’est pas absolument sommable.
Proposition 7 Soit (fi)i∈Iune famille de fonctions définies sur E ⊂C,à valeurs complexes,
continues et bornées. On suppose que (supz∈Ω|fi(z)|)i∈Iest une famille absolument sommable.
Alors pour tout z ∈E,(fi(z))i∈Iest absolument sommable et sa somme F(z)est une fonction
continue sur E.
Preuve On peut supposer I=N.Les hypothèses impliquent que la série ∑i≥0ficonverge nor-
malement donc uniformément vers une fonction continue.
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II Séries entières, rayon de convergence,
fonctions analytiques
Définition 4 Une série formelle A est une série de fonctions ∑n≥0Andont le terme général
est de la forme An:z∈C7→ An(z) = anznoù an∈C.La série Aest notée A=∑n≥0anzn.Le
coefficient a0s’appelle le terme constant de A.On dit que Aest constante si A=a0.
Exemples 5
- Les polynômes a0+... +anzn.