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Soit f(z)=∑n=0+∞anzn\displaystyle{f(z)=\sum_{n=0}^{+\infty}}a_nz^n une série entière de rayon de convergence R>0R>0. Un point z0∈∂B(0,R)z_0\in \partial B(0,R) est un point régulier de ff si il existe une extension analytique de ff dans un voisinage de B(0,R)∪{z0}B(0,R)\cup\{z_0\}. Si z0∈∂B(0,R)z_0\in \partial B(0,R) n’est pas régulier pour ff, on dit que c’est un point singulier de ff. On note Sing(f)⊂∂B(0,R){\rm Sing}(f)\subset \partial B(0,R) l’ensemble des points singuliers de ff.

1

Déterminer les points réguliers et singuliers pour f(z)=∑n=0+∞zn\displaystyle{f(z)=\sum_{n=0}^{+\infty}z^n} et f(z)=∑n=0+∞(−1)nznn\displaystyle{f(z)=\sum_{n=0}^{+\infty}(-1)^n\frac{z^n}{n}}.

2

Quel est le lien entre la régularité d’un point z0∈∂B(0,R)z_0\in \partial B(0,R) et la convergence de ∑n=0+∞anz0n\displaystyle{\sum_{n=0}^{+\infty}a_nz_0^n} ?

3

Montrer que Sing(f){\rm Sing}(f) est fermé.

4

On considère f(z)=∑n=0+∞z2n\displaystyle{f(z)=\sum_{n=0}^{+\infty}z^{2^n}}.

5

Montrer que le rayon de convergence de ff est 11.

6

Montrer que 11 est un point singulier de ff. (Indication, montrer que lim⁡t→1−∑n=0+∞t2n=+∞\lim_{t\to 1^-}\sum_{n=0}^{+\infty}t^{2^n}=+\infty).

7

Montrer que pour tout m∈Nm\in \N, toute racine 2m2^m-ième de 11 est un point singulier de ff. (Indication, observer que pour tout m∈Nm\in \N et pour tout z∈B(0,1)z\in B(0,1), f(z2m+1)=f(z2m)−z2mf\big(z^{2^{m+1}}\big)=f\big(z^{2^m}\big)-z^{2^m}).

8

En déduire que Sing(f)=∂B(0,1){\rm Sing}(f)=\partial B(0,1).

Exercice ifJY

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