Quadrature. N° 124. p. 15-24. Les séries congruo-harmoniques alternées – Partie 2 – Accélérations de convergence.

English Title : The alternate congruo-harmonic series – Part 2 – Accelerations of convergence.

Auteurs : Pouvreau David ; Tournès Dominique. Collab. ; Patry Gilles. Collab.
Autre nom d’auteur :  Pouvreau-Séjourné David

Résumé

Pour tout couple fixé (p;q) d’entiers naturels non nuls, la série « congruo-harmonique alternée » de paramètres (p;q), de terme général (-1)^k/(pk+q), a une très lente convergence infra-linéaire. Cet article élabore, sur la base d’un développement en fraction continue généralisée du reste de cette série, une famille d’algorithmes qui accélérèrent sa convergence. Les vitesses de convergence des suites engendrées par ces algorithmes sont alors comparées. Une analyse asymptotique précise révèle la possibilité d’accélérer la convergence soit de manière infra-linéaire (mais avec une diversité infinie de vitesses possibles), soit de manière linéaire (avec un taux de convergence qui apparaît universel relativement à (p;q)), soit de manière super-linéaire, au moyen d’extractions de suites. Plusieurs problèmes ouverts sont aussi discutés concernant la « performance » relative des algorithmes ainsi construits et l’éventuelle optimalité de certains d’entre eux.

Abstract

For every couple (p;q) of strictly positive integers, the « alternate congruo-harmonic » series parametrized by (p;q), whose general term is (-1)^k/(pk+q), converges infra-linearly and very slowly. On the basis of a generalized continued fraction expansion of the partial rest of the series, this paper elaborates a family of algorithms which accelerate its convergence. The convergence speed of the sequences generated by these algorithms are compared. A precise asymptotic analysis is conducted, which reveals the possibility to accelerate the convergence either infra-linearly (but with an infinite diversity of possible speeds), or linearly (with a convergence rate that appears universal relatively to (p;q)), or super-linearly, by means of sequences extractions. Several open problems are also discussed, which concern the relative « performance » of the algorithms thus built and the possible optimality of some of them.

Notes

Quadrature est un magazine de mathématiques pures et appliquées. Il s’adresse aux enseignants, étudiants, ingénieurs et amateurs de mathématiques.
Tout internaute peut acheter le numéro en cours et les anciens numéros sur la site de la revue quadrature.info (ISSN de l’édition électronique : 1760-4826).

Une version texte intégral est en téléchargement sur le site https://hal.science/hal-03712401

Données de publication

Éditeur Rue des écoles Paris , 2022 Format A4, p. 15-24 Index Bibliogr. p. 24-24
ISSN 1142-2785

Public visé élève ou étudiant, enseignant, tout public Niveau licence Âge 18, 19, 20

Type article de périodique ou revue, vulgarisation, popularisation Langue français Support papier

Classification