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NUMÉRIQUE ANALYSE

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3.  Accélérations de convergence

   Problématique

On suppose donnée une forme linéaire continue L sur un espace vectoriel normé de fonctions E et un processus linéaire d'interpolation (Ln) de L. Pour tout élément f de E, la suite numérique an = Ln() converge ou non vers a = L() ; il peut arriver que la suite (an) diverge, ou encore qu'elle converge vers a, mais trop lentement pour être utilisable en analyse numérique.

Voici deux exemples très élémentaires mais fondamentaux d'une telle situation.

Sommes de séries. Ici E est l'espace vectoriel l1(C) des suites sommables muni de la norme N1. L'application qui à u = (up) associe 

est une forme linéaire continue qu'on approche par les sommes partielles Sn(u) = sn ; ici le processus d'approximation est stable, puisque ∥Sn∥ = 1. La qualité de l'approximation de S(u) est mesurée par le reste rn = (S − Sn)(u).

L'exemple classique des séries de Riemann

montre que la convergence peut être lente puisque alors :
lorsque α = 2, il faudrait prendre 1010 termes pour obtenir la précision 10−10.

Dans d'autres cas, les sommes partielles divergent vers + ∞ mais, par un développement asymptotique, on se ramène à l'étude d'une suite convergente. L'exemple de la série […]

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