Fermeture en dimension finie

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klaimouad
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Fermeture en dimension finie

par klaimouad » 23 Mai 2018, 02:51

Bonjour tout le monde , j'espère que vous allez bien :)

Exercice :
Soit E l'espace des fonctions polynomiales sur [0,1] à valeurs réelles, muni de la norme de la convergence uniforme .
Posons . Montrer que Fn est fermé dans E et d’intérieur vide.

Je n'arrive pas a conclure que Fn est fermé j'ai pris une suite d'element de Fn qui converge dans E vers P est j'ai supposé que deg P > n mais je ne vois pas comment montrer que les coefficients de P de degré supérieur a n sont nul

s'il y a une idée autre que la mienne merci de me la poser



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Ben314
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Re: Fermeture en dimension finie

par Ben314 » 23 Mai 2018, 12:06

Salut,
Je sais pas ce que tu as vu en topologie, mais si tu a un tout petit peu de connaissances, c'est immédiat :
L'ensemble des polynômes de degré <= n, c'est un espace vectoriel de dimension finie donc sur lequel toutes les normes sont équivalentes et qui est complet (pour n'importe quel norme).
Et comme c'est un espace complet, si on le regarde comme une partie de n'importe quel e.v.n "plus gros" (y compris de dimension infini), il sera évidement fermé.
Bref, tout s.e.v. de dimension finie d'un e.v.n. (de dimension quelconque) est toujours fermé.

Et là où on voit que c'est exactement ça le problème, c'est que la question que tu pose, à savoir de comment montrer que tout les coeff. sont nuls à partir d'un certain rang, ça revient à montrer que, si ta suite P_n de polynôme converge vers P pour la norme infinie donnée par l'énoncé alors chacun des coeff. de P_n converge vers le coef.. correspondant de P et ça revient à montrer que la C.V. pour la norme infini donnée par l'énoncé implique la convergence "terme à terme" pour les coeffs, c'est à dire la C.V. pour la norme "max des coeffs". Bref, ça revient bel et bien à montrer que deux normes données sont équivalentes sur l'espace en question.
Et comme de montrer que toutes les normes sont équivalentes sur un e.v. de dim finie, c'est pas super facile (en tout cas, ça tient pas 2 lignes sur un brouillon), c'est pas étonnant que tu ait du mal à le retrouver dans un cas particulier comme ici.

Résumé : Le théorème qui dit que toutes les normes sont équivalentes sur un e.v. de dim finie est très important, à la fois par le nombre de fois où il est utile, mais aussi (surtout) parce qu'il n'a pas une preuve "élémentaire" qu'on peut refaire/retrouver à chaque fois qu'on a besoin du résultat.

P.S. : Est ce qu'on t'a démontré ce résultat ou bien te l'a t-on fait admettre ?
Qui n'entend qu'un son n'entend qu'une sonnerie. Signé : Sonfucius

klaimouad
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Re: Fermeture en dimension finie

par klaimouad » 23 Mai 2018, 18:46

Merci Ben314 pour votre réponse
Ben314 a écrit:Je sais pas ce que tu as vu en topologie ...

on a fait les bases de topologie ainsi que l'analyse fonctionnelle et c'est en TD que j'ai trouvé cet exercice .

Ben314 a écrit: mais si tu a un tout petit peu de connaissances, c'est immédiat :
L'ensemble des polynômes de degré <= n, c'est un espace vectoriel de dimension finie donc sur lequel toutes les normes sont équivalentes et qui est complet (pour n'importe quel norme).
Et comme c'est un espace complet, si on le regarde comme une partie de n'importe quel e.v.n "plus gros" (y compris de dimension infini), il sera évidement fermé.

Pourquoi un e.v.n complet serait il un fermé

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Ben314
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Re: Fermeture en dimension finie

par Ben314 » 24 Mai 2018, 10:47

Parce que, si tu prend une suite d'éléments de F qui converge vers une certain élément de E, alors cette suite est de Cauchy (car convergente dans E) et comme F est supposé complet, ça signifie qu'elle converge dans F donc que la limite est en fait dans F (unicité de la limite) et ça prouve que F est fermé.
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klaimouad
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Re: Fermeture en dimension finie

par klaimouad » 28 Mai 2018, 02:17

Bonsoir Ben314 Mercii beaucoup pour vos réponses impressionnants

 

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