Fractions de fractions sans frein


Michel Criton

Une façon toute simple de construire une suite de fractions peut déboucher sur des outils étonnamment profonds. En voici une illustration conduisant à la fameuse suite de Prouhet-Thue-Morse aux multiples applications.

C’est une suite facile à construire et à partir de laquelle se posent bien des questions. 

Le procédé est le suivant : on commence par 1/2, puis on divise cette fraction par 3/4 pour obtenir l’expression

On divise ensuite cette expression par  ce qui donne 


En continuant de la même manière, et en écrivant toutes les fractions à l’aide de barres horizontales, il vient cette grosse expression pour le terme suivant :

 


Pour étudier cette suite de fractions sans risque de manquer de feuilles de papier de grandes dimensions, il est logique de réécrire ses termes sous la forme d’un numérateur entier divisé par un dénominateur entier, en utilisant la règle 

 

 

On obtient alors, pour les premiers termes donnés plus haut, les fractions   puis    puis    et enfin, pour la dernière : 

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références


The ubiquitous Prouhet-Thue-Morse sequence. 
Jean-Paul Allouche et Jeffrey Shallit, 
in Sequences and their Applications, Springer, 1999.

La très riche suite de Prouhet-Thue-Morse. 
Fabien Aoustin in Itération et récurrence 
 (Bibliothèque Tangente 76), POLE, 2021.