Numéro
Quadrature
Numéro 70, Octobre-Décembre 2008
Page(s) 36 - 44
DOI https://doi.org/10.1051/quadrature:2008007
Publié en ligne 9 septembre 2008
Quadrature n° 70 (2008) 36-44
DOI: 10.1051/quadrature:2008007

Densité de suites trigonométriques

Emmanuel Moreau

zim.moreau.mann@wanadoo.fr

Publié en ligne le 9 septembre 2008

Résumé
Cet article porte sur la densité dans [-1;1] de certaines suites réelles définies à l'aide d'un cosinus. Il est établi dans un premier temps, par une méthode constructive, que les suites $(\cos n)_n$ et $((\cos n)^n)_n$ sont denses dans [ -1 ; 1 ] et que la suite $(\vert\cos n\vert^{n^{\alpha}})_n$ est dense dans [0;1] si $0<\alpha<2$. Le cas $\alpha=2$ nous conduit à des problèmes ouverts concernant la mesure d'irrationalité de $\pi$. Concernant la suite $((\cos n)^{n^{2}})_n$ nous établissons le résultat suivant: $((\cos n)^{n^{2}})_n$ est dense dans [-1;1] si, et seulement si, la suite des quotients partiels de $\pi$ est bornée, ce qui nous confronte à un second problème ouvert. Il est à remarquer que, si cette suite est peut-être dense dans [0;1], son comportement est étonnant puisque pour $10000\leq n\leq
100000$, par exemple, seuls 10 termes de cette suite excèdent 10-6 en valeur absolue! La dernière partie de l'article porte sur des suites de la forme $(\cos u_n)_n$ où (un)n est une suite équirépartie dans $[0;2\pi ]$. Les théorèmes de Van der Corput et de Koksma nous permettent de ramener l'étude de suites de la forme $(\cos P(n))_n$ et $(\cos(\lambda \theta^n))_n$, où P est un polynôme et $(\lambda \theta^n)_n$ une suite géométrique, au cas précédent.



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