Continuité de la somme d'une série entière

Théorème

Soit \(\sum a_nz^n\) une série entière de rayon de convergence \(R\) non nul. La somme \(S\) de la série entière, définie dans le disque \(D(0,R)\) de convergence par \(S(z)=\displaystyle\sum_{n=0}^{+\infty}a_nz^n\), est continue dans tout le disque de convergence.

Preuve

La série entière \(\sum a_nz^n\) converge uniformément dans tout disque fermé \(\overline{D}(0,\rho)\) avec \(0<\rho<R\). Donc si \(z\) est un point quelconque du disque \(D(0,R)\), il vérifie \(|z|<R\) et il existe donc un réel \(\rho\) vérifiant \(|z|<\rho<R\). Alors le point \(z\) appartient au disque fermé \(\overline{D}(0,\rho)\) et la fonction \(S\) est continue en \(z\).

Remarquefondamentale

Il y a convergence uniforme de la série entière dans tout disque \(\overline{D}(0,\rho)\) avec \(0<\rho<R\) et, en général, pas dans le disque de convergence \(D(0,R)\), mais la somme de la série entière est continue dans tout le disque de convergence \(D(0,R)\).