LIVRE SECOND. - DÉVELOPPEMENTS EN SÉRIE. 27K

que le module de x -h h soit aussi moindre que R, on peut développer ? (x -h h) en série ordonnée suivant les puissances de h et écrire

j(j?-M) = ?(*) + P.A + Ma -+-... -h P.A--K..,

Pu Pj....» P»t..-t étant les fonctions de a? définies dans la démonstration précédente. De ce théorème on peut déduire le suivant, qui est important.

Si deux séries, ordonnées toutes deux suivant les puissances ascendantes d'une même variable x, sont égales pour toutes les valeurs de x dont les modules sont compris entre deux limites données p, et p29 ces deux séries sont composées des mêmes termes et identiquement égales, par conséquent, pour toutes les valeurs de x.

Supposons d'abord que l'un des modules donnés, p{ par exemple, soit égal à zéro. Les séries

#„4- ax x -h «2 x1 -h • • . + fl»^ + . . .,

b» -f- é, x H-éj-r'-f-. . .-+- bm xn-+-, . .,

étant égales pour toutes les valeurs de x dont le module est inférieur à p2, si l'on fait x = o, elles doivent prendre même valeur. On a donc

Supprimons ce terme commun dans les deux séries, et divisons-les ensuite l'une et l'autre par x; nous obtiendrons deux séries nouvelles

at-+-a2x + . . .-htfn .r'-'-K . -, b , H- b2 x -h . . . -h bH xn~l -h • • • ,

qui sont évidemment convergentes et égales pour les valeurs de a? dont le module est moindre que p2, excepté toutefois peut-être pour le cas oùa? = o, car alors la division de tous les termes par x ne serait plus permise ; mais, quoique la démonstration soit en défaut, la conclusion ne peut l'être, car les séries (2) étant fonctions continues de x ne peuvent être égales pour des valeurs aussi petites que l'on voudra de cette variable sans l'être aussi pour x = o. On a donc

ai = bl.

La même démonstration pourra être continuée indéfiniment et prouvera que les coefficients a2, a3,..., an sont respectivement égaux à 62, 63,...f bn.

Supposons actuellement que les séries soient égales pour les valeurs de x dont le module est compris entre />, et p2.

Adoptons la convention indiquée (260), d'après laquelle chaque expression imaginaire est représentée par un point d'un plan. Les deux séries ont, par hypothèse, même somme lorsque la valeur de x correspond aux points compris entre deux circonférences concentriques de rayons p< et p2. Soit x l'une quelconque de ces valeurs correspondant à un point M, compris entre les deux circonférences. Si l'on change x en x -h h dans les séries, elles resteront convergentes et pourront, comme on l'a dit, être mises sous la forme

P,-hPlA + P,A>-K..-4-P„/i«-h..., Qo-hQ, A-f-Q,A'-f-. . .-f-Q^-K . .,

pourvu que le module de x-\-h ne dépasse pas la limite p2; car on est sûr que, pour des valeurs du module qui remplissent cette condition, les deux séries restent convergentes. Les séries (3) étant équivalentes aux séries proposées, sont égales entre elles pour toutes les valeurs de A, telles que x -4- h corresponde à un point compris entre les deux cercles.

Ce résultat signifie que les séries (3) sont équivalentes aux proposées pour les valeurs de x correspondantes aux points du cercle décrit de M comme centre et tangent à la circonférence de rayon p2, et par suite égales entre elles pour tous les points de ce cercle situés dans la couronne comprise entre les deux circonférences. Mais, lorsque deux serres ordonnées suivant les puissances d'une lettre h sont égales pour toutes les valeurs de h dont le module est inférieur à une certaine limite, elles sont identiques. Les séries (3), et par suite les séries proposées, sont donc égales pour les valeurs de x qui correspondent à l'intérieur du petit cercle dont le centre est en M. La manière dont ce cercle a été défini permet de disposer du centre et du rayon de manière à comprendre dans son intérieur un point quelconque d'une couronne comprise entre le cercle de rayon p2 et le cercle de rayon ps — (pa — p{ ) = ip7 — pi9 et dont l'épaisseur, c'est-à-dire la différence des rayons des cercles limites, est double dé la différence primitive p2— p{. Des considérations semblables prouveront l'égalité des deux séries pour les valeurs de x correspondantes à l'intérieur d'une couronne deux fois plus large encore, et il est clair qu'on arrivera ainsi à prouver qu'elte s'étend jusqu'au centre des circonférences données; et les séries, égales pour x = o et pour les très-petites valeurs de cette variable, sont par conséquent identiques.

Multiplication de deux séries.

269. Nous expliquerons d'abord comment on peut multiplier deux séries convergentes à termes réels et positifs.