‹ Œuvres de P.L. TchebychefChapitre 93 sur 198 · M 3, VERS · texte numérisé non relu

M 3, VERS

U — L il est facile de voir que la fraction

déterminée par la formule (24), se réduit à la forme

patrie planter... + pin) x + pii—) ptit) al + pin— 42) an pr) x + pt +1)"

En effet, son numérateur

Qu — Lo) M? — (u + Lo) (x? — 72) N°

peut être mis sous la forme

LM | + DE || r y EN),

et comme les fonctions u, M, N, V (+ Lo) (x? — h?)

sont respectivement de degrés n—Ù, +1, 0, 1,

et que le degré de la différence

rs (u + Lo) (x? — 7?) N u— Lo

est plus petit que —(2c+ 1), on trouve pour cette expression un degré inférieur à x —{, et, par conséquent, elle sera de la forme

px + px PANCT VNEMS O7

En passant à son dénominateur M?— (2? — 1) N°,

remarquons qu'il peut être mis sous la forme

SA a 2 2) N2 2 2 __ h2) V2 (&— Li) M ur (e M) Ne 7, M Le ES

et comme les fonctions : M, N,u sont respectivement de degrés

et que (u — L) M? —(u + Lo) (x? — 2) N°,

en vertu de ce que nous venons de voir, est d’un degré plus petit que n—{, on trouve que le degré de cette expression est égal à 2 o + 2 —(n —). Mais o étant l’un des nombres

le nombre 26+2—(n—7) ne peut surpasser /. D’où il suit que la fonction M? — (x? —— °) N?

est de la forme

pr gl per +... +pz+p

. . 4 @ U 2 2 à Ainsi nous parvenons à nous assurer, que la fraction -; qu’on trouve d’après (24) est de la forme

p' alt pale, PE EC om TL + pin—1) pi) gl + pire) gli, + p) 2 + pt" Il nous reste à montrer que sa différence avec, entre x —hetx—+h 2 |

est comprise dans les limites — Z, et + Z,. Pour y parvenir, nous remarquerons que d’après (24) on a

(u Re 5) ee Li E [M2 — Nz (æ?—72)[? (a eu 17),

et comme M, N sont des fonctions réelles, et, que partant l'expression

4 Lo? M2 N°?

CM? — (x? — 9 N°2}

ne peut devenir négative, cette équation montre que, depuis x = — À jusqu’à & — + h, la fonction

L ree 7) depuis t——h jusqu'à æ — + h, reste comprise dans les limites — Z,

et + L,.

$ 50. Aïnsi nous nous assurons que la fraction © qu’on trouve d’après (24) est de la forme

p'anli + pran-lrs + pri) » + pr) pi) gl 4e pa) lie, pi) 2 + pi) ?

et que sa différence avec w, depuis t——} jusqu'à tx —+#, reste

comprise dans les limites — Z,; et + Z,. D'où il suit, en vertu du $ 48,

que

est effectivement la valeur de Z qui répond à notre problème, et, par

conséquent, qui détermine les limites des valeurs de u— © les plus proches de zéro.

En remarquant que — Z, et + Z, sont les limites de la différence

U PO D entre æ— —} et x—<+}h, les plus proches de zéro, on voit, d’après

ce que nous venons de montrer par rapport à la fraction > déterminée par (24), qu’elle donne la solution de notre problème, où il s’agit de trouver la fraction - de la forme

p'atckieplan-tez st. pti) x + pi —D qui, depuis 4 — — } jusqu’à x — + h, s’écarte le moins de w.

De plus, on reconnaît aisément que c’est la seule solution possible de notre problème (sauf le cas, où l’on obtient pour Z, deux valeurs de signes contraires, dont chacune, d’après (24), peut donner la solution); car en vertu de ce que nous avons montré ($ 46) sur l'équation (21), les fonctions W, et W., et par conséquent la fraction Les sont complètement déterminées par la valeur de Z.

Ainsi on ne trouvera la quantité Z — ZI, et la fraction cherchée Ê qu’à l’aide du développement de l’expression

AE (x? — h?) u — L

en fraction continue

prolongée jusqu’au dénominateur q,, ce qui demande des calculs très longs.

Nous allons montrer maintenant comment on peut simplifier la détermi-

nation de Z, et de Le

$ 51. Comme la fonction « est de degré n —{, l'expression

(u + L) (x? —h?) ER 3 Ù

ne diffère évidemment de

que par les termes de l’ordre

= où moins élevés. D’où il suit qu’on

trouvera la même formule par le développement des expressions

VRP, VE,

en fraction continue, si l’on ne pousse pas ce développement au-delà de la limite, pour laquelle les fractions continues donnent leurs valeurs

exactes jusqu'aux termes de l’ordre . D'après cela et en remar-

an—l—1

quant que Væ*—? ($ 22) se développe en fraction continue

qui ne donne pas la valeur de Va? — A? exacte jusqu’à ss Me pr Tr

nombre de ses dénominateurs ne surpasse pas

nous concluons que dans le développement de

on trouvera

où k est le plus grand nombre entier compris dans la valeur de —

rs 1e ti MR L diasit Li Tee

D'où il suit que les (E—r+ 1) fractions convergentes de

($ 22) par

sont égales à celles de Va?— ZX? que nous avons dénotées

Pi Le Ps Qi? @ 9°"?

et dont les termes, comme nous l’avons vu, se déterminent ainsi:

| P (œ Var RE) + (x — Var — h=} VEUT 2 ?

(x + Va? —h}— (x — Var? — h2}

La 2Vx?—h 3

$ 52. D'après cela il est facile de trouver une certaine fonction qui, par son développement, donne la partie de la fraction continue

qui suit après le dénominateur q, L Es

En effet, les fractions convergentes de

VE (x? — h?) so p?

u — L — — ie. Bates, qui correspondent aux dénominateurs q, ,q, $ étant Pn Pr a + 16) nl 2 On 4 ose:

nous trouvons ZP + L)(a? —h?) sr ST tot na É—i “= 2 caps SNS "RE On — ZQn .?

à dei 12 3 -#+1 a —# An ,— 2

et par là y MR ET de 7 VWü+L) 2) Qn,—Vu—LEn, 3 3 2 En substituant ici les valeurs de D F4 1? On s à 411

tirées des formules (25) que nous venons de mentionner, on a

Z— [(a+-v TE) Lei in Ÿ BR} Er Vu+L—[(x-+Va2R Fm} — re (&+V 22h? me) cer Vu—1 —L;

[(x+-V 227? me $ (VE d Vu+L— [Ce PT, x?— ER — 1 Vu—L

et comme (x Va) (x — Var —h) — 1,

x + Va? — à ?

Lo Vape

cette valeur de Z se réduit à celle-ci:

Z=— 1 [eva ne TT [(o+ po ES NE d | 2720 7 avai [eva (a) pe

En multipliant dans cette expression de Z le numérateur et le dénominateur par | Vu+ L+Vu—L,

nous trouvons en définitive

HS 1 L(x+vr— 22h)" # +2 je 2hre (u+ Vu TT?) x+Var—h? L(x-+vVr— PE) A TS ANT (ou + Var — u? — Li)

Aïnsi nous trouvons la fonction Z qui, par son développement, détermine la partie de la fraction continue

qui suit après le dénominateur q, F et par là les valeurs de =

n n "ER AE n 2 k à k+1 2 27

qui désignent les coefficients de = dans les quotients complets de la fraction continue

‘arrêtée aux dénominateurs

pe sd:

Dr? In res 21 D’après cela on a (26) ed: LÉO LE Lt 2 2 3 en dénotant par l'Ee FRERES À

les coefficients de dans les À premiers quotients complets du développement de Z en fraction continue

FR r#i Miss. : D k+3 Quant aux valeurs de Go, Go...

en remarquant que les dénominateurs Q:) UPTE VE In k

dans la fraction continue

1 Qo — ;

comme nous l'avons vu ($ 51), sont égaux à 2x, nous trouvons

is h2 Le h2? or h?

(27) G=—", Der ds à

$ 53. Au moyen de ce que nous avons vu par rapport au développement de

en fraction continue

la détermination de la constante Z, et de la fraction cherchée A se simplifie notablement, comme nous allons le montrer.

D'après le $ 48, on trouvera la valeur de Z, en cherchant parmi les racines des équations

la plus petite numériquement.

Or, comme nous avons trouvé (27)

Go—=— 5)

il est clair que L — Z, ne peut être qu’une racine des équations

ou, ce qui revient au même d’après (26), de celles-ci:

Dh =, ÿ—=0,....9—= 0, Ainsi nous parvenons pour la détermination de Z, à cette conclusion définitive:

On trouve la valeur de L— L,, en cherchant parmi les racines des équations

di = 0, Ja = 0, % = 0, celle qui est la plus pétite numériquement; où g,, ga,....9, Sont les coefficients de - dans les k premiers quotients complets du développement de

D 1 L (x + = Re) he no VE LÀ) VER L(erVar =) K (a+ Var Ti)

en fraction continue, et k désigne le plus grand nombre entier que la quan-

tité LS contient.

Nous ne disons rien de la forme de la fraction continue, dans laquelle on développera Z, en cherchant les valeurs de g,, %,....9,; car il est clair

que les quotients complets, aux facteurs constants près, seront les mêmes, qu’on développe Z en fraction continue de la forme

comme nous l’avons supposé jusqu’à présent, ou dans une de la forme

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