EPFL - Automne 2015 Prof. B. Dacorogna Analyse III (MA) Corrigé

EPFL - Automne 2015 Prof. B. Dacorogna
Analyse III (MA) Corrigé
Série 10 16 novembre 2015
Exercice 1.
Soit Oouvert et borné, tel que O. Nous allons construire une suite
(fν)de fonctions holomorphes qui converge uniformement vers fdans O.
Notons
M:= sup
z,t[0,1]
|g(z, t)|<
puisque, par hypothèse, gest bornée. Pour tout ν1soient 0< aν< bν<1
définis par
aν:= 1
4νM et bν:= 1 1
4νM .
Par hypothèse, gest continue sur ×]0,1[. Par conséquent, gest uniformé-
ment continue sur le compact O×[aν, bν], et donc il existe donc une partition
de [aν, bν], que l’on note
aν=c(ν)
1< c(ν)
2<· · · < c(ν)
N=bν, N =N(ν)N
telle que
sup
zO
|g(z, t1)g(z, t2)| ≤ 1
2ν,t1, t2[c(ν)
i, c(ν)
i+1],1iN1.
Enfin, soit
fν(z) :=
N1
X
i=1
(c(ν)
i+1 c(ν)
i)gz, c(ν)
i=
N1
X
i=1 Zc(ν)
i+1
c(ν)
i
gz, c(ν)
idt.
Alors, fνest holomorphe dans .Pour tout zO, on a
|f(z)fν(z)|=
Zaν
0
g(z, s)ds +Z1
bν
g(z, s)ds +
N1
X
i=1 Zc(ν)
i+1
c(ν)
ig(z, s)gz, c(ν)
i ds
Maν+M(1 bν) +
N1
X
i=1
c(ν)
i+1 c(ν)
i
2ν
1
ν,
d’où
fνfuniformément dans O.
Par le théorème de Weierstrass, fest holomorphe dans .
Exercice 2.
1. Par hypothèse, nous savons que, pour tout aC(et donc en particu-
lier dans Ble disque unité dans C), il existe maNavec
cma,a = 0.(1)
Pour tout nN, on définit l’ensemble Anpar
An:= {aB:cn,a = 0}.
Par (1), on a que
[
n=0
An=B.
Puisque Bn’est pas dénombrable, il existe nécessairement mNtel
que Amest également non-dénombrable.
2. Puisque AmBet que Best borné, il existe zkAmet zC(en
fait aussi dans Am) une suite telle que zk6=zpour tout kNet
lim
k→∞ zk=z.
Puisque
f(m)(zk) = m!cm,zk= 0,
on conclut par le théorème du prolongement analytique que
f(m)0dans C.
Il s’ensuit directement que est fest polynôme de degré au plus m1.
Exercice 3.
Comme z0est respectivement un zéro d’ordre ket lde pet q, on peut écrire
p(z)=(zz0)kP(z)et q(z)=(zz0)lQ(z),
Pet Qsont holomorphes et P(z0), Q(z0)6= 0. Donc
f(z)=(zz0)klF(z),
F(z) = P(z)/Q(z)est holomorphe et F(z0)6= 0.
1. Si l > k, alors
f(z)(zz0)lk=F(z),
qui est holomorphe et ne s’annule pas en z0, par conséquent, z0est un
pôle d’ordre lkde f.
2. Si kl, alors f(z0)=0et donc z0est un zéro d’ordre klde f,
puisque F(z0)6= 0.
Exercice 4.
Par l’exercice précédent, z0est un pôle d’ordre 1 de f. Par un théorème du
cours, le résidu est donné par
Rész0(f) = lim
zz0(zz0)f(z) = lim
zz0
p(z)
q(z)
zz0
= lim
zz0
p(z)
q(z)q(z0)
zz0
=p(z0)
q0(z0).
Exercice 5.
Par le théorème de Laurent, fadmet une série de Laurent autour de 0:
f(z) = X
nZ
cnzn,zC\ {0}.
Comme fest paire, tout les coefficients impairs sont nuls, c’est-à-dire
c2k+1 = 0,kZ.
En particulier, le résidu est nul :
Rés0(f) = c1= 0.
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