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#2 Re : Entraide (supérieur) » Application bornée sur les bornés... » 27-02-2022 12:33:54

Bonjour,

Tout d'abord, E est un espace de Banach, et l'espace produit [tex]E\times E[/tex] est muni de la norme [tex]||(x,y)||=\sup(||x||,||y||)[/tex].
Je suis d'accord avec tout ton premier paragraphe, mais j'ai dû mal à l'écrire.
Il suffit de considérer l'application [tex]\varphi : B(0,1) \to B(0,r), z\to \frac{rz}{||z||}[/tex]


Supposons donc que [tex]f : E\times E \to R[/tex] soit bilinéaire et telle qu'il existe [tex]M>0, \forall (x,y)\in B(0,1), |f(x,y)|\le M[/tex].
Là l'idée est donc de considérer par exemple [tex]x'=\frac{x}{r||x||}[/tex] et [tex]y'=\frac{y}{r||y||}[/tex] pour tout [tex](x,y)\in E\times E[/tex] avec [tex]x,y neq 0[/tex].
Alors [tex]\sup(||x'||,||y'||)\le 1[/tex], et donc [tex]|f(\frac{x}{r||x||},\frac{y}{r||y||})|\le M[/tex].
Puis par bilinéarité, et homogénéité de la norme, il vient que [tex]|f(x,y)|\le Mr^2||x||\times||y||[/tex], et donc [tex]f[/tex] est bornée.


Qu'en penses-tu ?

#3 Re : Entraide (supérieur) » Application bornée sur les bornés... » 27-02-2022 05:32:05

En fait, je souhaite montrer que toute application bilinéaire bornée sur les bornés est continue.
Je souhaiterais ne pas utiliser la caractérisation [tex]\exists C>0[/tex] telle que [tex]|f(x,y)|\le C||x||_E||y||_E[/tex].

C'est pour cela que je cherchais à écrire le fait d'être bornée sur les bornés à l'aide de boules., pour rattraper la définition de la continuité pour f, à savoir :

[tex]\forall \epsilon >0, \exists \eta_{\epsilon} >0, \forall (x,y)\in E\times E, ||(x,y)||_{E\times E}=\sup(||x||_E,||y||_E)\le \eta ⇒ |f(x,y)|\le \epsilon[/tex]

#4 Re : Entraide (supérieur) » Application bornée sur les bornés... » 27-02-2022 05:29:53

Bonjour birdgslam.
Effectivement, il n'y a pas de F et R est l'ensemble des nombres réels.

J'ai modifié l'énoncé.

#5 Entraide (supérieur) » Application bornée sur les bornés... » 26-02-2022 12:05:16

Thgues
Réponses : 10

Bonjour tout le monde,

Je considère [tex]E[/tex] un espace de Banach et [tex]f[/tex] une application bilinéaire de [tex]E\times E[/tex] dans [tex]R[/tex].
De plus, on munit E\times E de la norme définie par [tex]||(x,y)||=\sup(||x||_E,||y||_E)[/tex].

Dire que f est bornée sur les bornés, est-ce que cela revient bien à dire que :

[tex]\forall \epsilon > 0, \exists a\in R, \exists r>0, \forall (x,y)\in E\times E, f(B((x,y),r)\subset B((a,\epsilon))[/tex]

Qu'en pensez-vous ?

Merci pour vos remarques et éclaircissements !

#6 Re : Entraide (supérieur) » Sous-variété » 18-02-2022 10:53:21

Bonjour,

Je me permets de revenir sur la résolution de l'exercice suivant.
Montrer que [tex]X=\{(x,y,xy^2)\in R^3, (x,y)\in R^2\}[/tex] est une 2-sous-variété [tex]C^{\infty}[/tex] de [tex]R^3[/tex].

Pour cela, je souhaitais utiliser une définition par paramétrage définition par paramétrage.
Ainsi, je dois montrer qu'il existe un voisinage [tex]V_0[/tex] de [tex]0[/tex] dans [tex]R^2[/tex], un voisinage [tex]V_u[/tex] de [tex]u[/tex] dans [tex]R^3[/tex] et une application [tex]\phi : V_0 \to V_u\cap X[/tex] bijective de classe [tex]C^{\infty}[/tex] telle que [tex]D\phi_0[/tex] est injective.

Je pose donc [tex]\phi : (x,y)\in R^2 \to (x,y,xy^2)\in R^3[/tex].

Alors [tex]\phi[/tex] est clairement [tex]C^{\infty}[/tex], et on montre que [tex]\phi[/tex] est bijective sur tout voisinage [tex]V_0[/tex] de 0 dans [tex]R^2[/tex].

La matrice jacobienne (la matrice [tex]D[/tex] de l'application linéaire [tex]D\phi_{(x,y)}\in L(R^2,R^3)[/tex])

[tex]D=Jac D\phi_{(x,y)}=\begin{pmatrix} 1&0\\ 0&1\\ y^2&2xy \end{pmatrix}[/tex]

Je peux également écrire que pour tout [tex](x,y)\in R^2[/tex], [tex](h,k)\in R^2, D\phi_{(x,y)}.(h,k)=\begin{pmatrix}
1 \\[3mm]
0 \\[3mm]
y^2 \\
\end{pmatrix}.h+\begin{pmatrix}
0 \\[3mm]
1 \\[3mm]
2xy \\
\end{pmatrix}.k[/tex]

ll est alors clair que [tex]D\phi_{(0,0)}[/tex] est injective.

Mais du coup Fred, et désolé de revenir aussi tard sur cet exercice, je ne comprends pas pourquoi dans tout ce raisonnement, je n'ai finalement considéré que le point [tex](0,0,0)[/tex] de [tex]X[/tex] ?


Merci d'avance !

#7 Re : Entraide (supérieur) » Différentielle et espace tangent d'un ouvert » 16-02-2022 15:37:04

Ah oui pardon.
J'essayais de rattraper ce qui est écrit dans mon cours, à savoir :

Thgues a écrit :

Je viens de remarquer qu'il est affirmé que [tex]T_0U=R^k[/tex], en paramétrant [tex]U[/tex] par l'identité [tex]U\to U[/tex].

La restriction de [tex]\phi[/tex] à [tex]\phi^{-1}(U)[/tex], ce n'est pas l'identité sur [tex]U[/tex] ?

#8 Re : Entraide (supérieur) » Différentielle et espace tangent d'un ouvert » 16-02-2022 14:33:42

Bonjour Michel, et merci de ta réponse.

Soit [tex]\phi : U_0\subset R^k \to X[/tex] une paramétrisation de [tex]X[/tex] au voisinage de [tex]x[/tex] telle que [tex]\phi(0)=x[/tex].

Soit [tex]U[/tex] un voisinage ouvert de [tex]x[/tex] dans [tex]X[/tex].

Alors [tex]\phi^{-1}(U)[/tex] est un voisinage ouvert de [tex]0[/tex] et [tex]\phi_{|\phi^{-1}(U)} : \phi^{-1}(U)\to U[/tex] est une paramétrisation de locale de [tex]U[/tex] au voisinage de [tex]x[/tex], autrement dit on peut paramétrer [tex]U[/tex] par l'unité.

Est-ce correct ?

Merci

#9 Re : Entraide (supérieur) » Différentielle et espace tangent d'un ouvert » 15-02-2022 15:43:49

Aussi, une autre question : pourquoi est-ce que l'on ne considère que des différentielles évaluées en 0 ? Est-ce parce que la différentielle est une application linéaire, et que du coup on peut choisir un point qui va bien, le reste s'en déduisant pas translation ?

#10 Re : Entraide (supérieur) » Différentielle et espace tangent d'un ouvert » 15-02-2022 15:05:17

Bonjour à vous deux.

Alors, j'ai ceci :

Le sous-espace vectoriel [tex]TxX := (D\phi)_0(R^k)[/tex] image de l'application linéaire [tex](D\phi)_0 : R^k\to R^N[/tex] est dit l'espace tangent à [tex]X[/tex] en [tex]x[/tex].

Puis, on définit [tex]f_{*x} : T_xX\to T_yY[/tex] où [tex]y=f(x)[/tex] qui soit la meilleure approximation linéaire de [tex]f[/tex] autour de [tex]x[/tex].

Plus précisément, [tex]f : X\to Y[/tex] une fonction [tex]C^1[/tex] entre deux variétés, on pose [tex]\phi : U\to X[/tex] et [tex]\psi : V\to Y[/tex], des paramétrisations respectivement de [tex]X[/tex] en [tex]x[/tex] et de [tex]Y[/tex] en [tex]y=f(x)[/tex], avec [tex]U\subset R^k[/tex] et [tex]V\subset R^l[/tex], [tex]\phi(0)=x[/tex] et [tex]\psi(0)=y[/tex].
On obtient alors un diagramme commutatif, et on pose [tex]h=\psi^{-1}ofo\phi[/tex]

Puis, en notant [tex](D\phi)_0 : R^k\to T_x X[/tex] et [tex](D\psi)_0 : R^l\to T_yY[/tex], on a alors : [tex]f{*x}=(D\psi)_0o(Dh)_0o(D\phi)_0^{-1}[/tex].

Je viens de remarque qu'il est affirmé que [tex]T_0U=R^k[/tex], en paramétrant [tex]U[/tex] par l'identité [tex]U\to U[/tex].

Je sens que je vais avoir pas mal de questions avant d'acquérir des automatismes sur ces notions ^^

#11 Entraide (supérieur) » Différentielle et espace tangent d'un ouvert » 15-02-2022 13:47:19

Thgues
Réponses : 9

Bonjour,

Dans mon cours de géométrie différentielle, on souhaite démontrer que si [tex]f : X \to Y[/tex] est un difféomorphisme local en [tex]x\in X[/tex], alors [tex]f_{*x} : T_xX\to T_yY[/tex] est un isomorphisme.

Dans les notations de la preuve, on a noté [tex]U[/tex] un ouvert de [tex]X[/tex] contenant [tex]x[/tex], et [tex]f(U)[/tex] un ouvert de [tex]Y[/tex] contenant [tex]y=f(x)[/tex].
A la toute fin de la preuve, on affirme que [tex]T_xU=T_xX[/tex] car [tex]U[/tex] est un ouvert de [tex]X[/tex]. De même que [tex]T_yf(U)=T_yY[/tex] pour la même raison.

Je ne comprends pas pourquoi.

Pouvez-vous m'éclairer ?

Merci !

#13 Entraide (supérieur) » Equicontinuité implique équicontinuité uniforme » 12-02-2022 14:16:08

Thgues
Réponses : 2

Bonjour,

Soit [tex]T[/tex] un espace métrique compact dont la topologie est donnée par une distance [tex]d[/tex] et soit [tex]H[/tex] une partie de [tex]C(T)[/tex].
Je cherche à vérifier que [tex]H[/tex] est équicontinue sur [tex]T[/tex] si et seulement si [tex]H[/tex] est uniformément équicontinue sur [tex]T[/tex].


Pour l'implication directe, si [tex]H[/tex] est équicontinue sur [tex]T[/tex], alors :  [tex]\forall s\in T, \forall \epsilon>0,\exists \delta >0,\forall f\in H,\forall t\in T,d(s,t)<\delta⇒d(f(s),f(t))<\epsilon[/tex].

Il s'agit donc de montrer qu'alors : [tex]\forall \epsilon>0,\exists \delta >0, \forall f\in H,\forall (s,t)\in T^2,d(s,t)<\delta⇒d(f(s),f(t))<\epsilon[/tex].

Auriez-vous une indication ?

Merci d'avance.

#14 Re : Entraide (supérieur) » Equicontinuité » 12-02-2022 12:55:05

Je continue Fred.
Le but de l'exo est d'étudier la compacité de [tex]G[/tex] dans[tex] (C([0;1]),||.||_{\infty})[/tex], tout ça dans le contexte du théorème d'Ascoli.

Bon, [tex]G[/tex] est équicontinue.
Je souhaite maintenant montrer que G est bornée, c'est-à-dire que [tex]\exists M\in ]0;+\infty[, \forall f_n \in G, sup_{f_n \in G}||f_n||_{\infty}\le M[/tex].

Cela revient donc à chercher [tex]\sup_{f_n \in G} sup_{x\in [0;1]} |f_n(x)|[/tex], et pour cela je peux continuer l'étude de fonction amorcée précédemment avec le calcul de la dérivée.

Si je réussis à trouver ce [tex]M[/tex], alors par le théorème d'Ascoli, G sera relativement compact dans [tex]C([0;1])[/tex].

Est-ce que ce que je raconte est correct ?

Aussi, on voit que [tex]f_n\to 0[/tex] lorsque [tex]n\to \infty[/tex], mais que la fonction identiquement nulle n'est pas un élément de [tex]G[/tex], et donc [tex]G[/tex] n'est pas compact dans [tex]C([0;1])[/tex].

#15 Re : Entraide (supérieur) » Equicontinuité » 12-02-2022 12:13:39

Bonjour Fred, et merci !
Effectivement ici toutes les fonctions sont [tex]M(n)[/tex]-lipchitzienne, avec [tex]M(n)=\frac{2n}{(1+(1-n)^2)^2}[/tex] et on peut trouver un maximum global de [tex]M(n)[/tex].

#16 Entraide (supérieur) » Equicontinuité » 12-02-2022 05:48:16

Thgues
Réponses : 4

Bonjour,

Je considère l'ensemble [tex]G=\{f_n : f_n(x)=(1+(x-n)^2)^{-1},n\ge 1\}[/tex], avec [tex]x\in [0;1][/tex].

On cherche à montrer que [tex]G[/tex] est équicontinue sur [tex][0;1][/tex].

Dans mon cours, j'ai la chose suivante :

[tex]|f_n'(x)|=\frac{2(x-n)}{(1+(x-n)^2)^2}\le \frac{2n}{(1+(1-n)^2)^2}[/tex].

Puis directement : alors [tex](f_n)[/tex] est uniformément bornée.

Cela va trop vite pour moi.

La dérivée étant uniformément bornée, cela implique-t-il qu'il en est de même avec [tex]f_n[/tex] ?

Est-ce que cela découle du fait que si la dérivée est bornée, alors la fonction est lipschitzienne, et donc uniformément continue, et donc ? Je ne vois pas/plus.

Aussi, n'aurait-on pas pu dire directement que pour tout [tex]n\ge 1[/tex], les [tex]f_n[/tex] sont continues sur [tex][0;1][/tex], donc bornée (toute fonction continue sur un compact est bornée) ?

Merci d'avance pour vos éclaircissements !

#17 Re : Entraide (supérieur) » isomorphimes entre groupes symétriques » 09-02-2022 16:36:30

Bonjour et merci Alain,

En suivant ton conseil, j'ai construit l'application [tex]f : S_m \to S_n, \sigma\to \tilde{\sigma}[/tex], avec [tex]\tilde{\sigma}(i)=\sigma(i)[/tex] si [tex]i\le m[/tex] et [tex]\tilde{\sigma}(i)=i[/tex] si [tex]m+1\le i\le n[/tex].

Je montre que [tex]f[/tex] est bien définie et que c'est un morphisme de groupe injectif, et je conclus par le premier théorème d'isomorphisme.

Encore merci !

#18 Entraide (supérieur) » isomorphimes entre groupes symétriques » 07-02-2022 12:10:23

Thgues
Réponses : 12

Salut tout le monde,

J'essaye de montrer que S_m est isomorphe à un sous-groupe de S_n, pour m<n, où S_n est le groupe symétrique d'ordre n.

Mon idée est de considérer un morphisme de groupe injectif, dont l'image sera donc un sous-groupe de S_n.

Comment est-ce que je peux exhiber cette isomorphisme ?

Merci pour vos indications.

#19 Re : Entraide (supérieur) » Preuve Proposition groupe abélien » 29-01-2022 19:42:35

Je continue la démonstration du cours.

On exclut le cas pour lequel pour tout [tex]a\neq e[/tex], gr(a)=G.
Il existe donc un élément [tex]a\in G[/tex] d'ordre q avec 1<q<N. Alors q divise n. Soit H=gr(a). Puisque G est abélien, alors H est normal dans G. On peut donc considérer le groupe quotient G/H.
Soit alors M=card(G/H).

Pourquoi a-t-on M<N ? J'ai l'impression que c'est évident...

Je sais que G/H=gH, l'ensemble des classes d'équivalence définies par la relation d'équivalence [tex]xRy[/tex] ssi [tex]xy^{-1}\in H[/tex]. Ca c'est pour moi, ça me fait réviser ^^

Bref, pourquoi M<N, pourquoi le strictement ?

#20 Re : Entraide (supérieur) » Preuve Proposition groupe abélien » 29-01-2022 18:52:58

Merci à vous deux, j'ai tout compris.

Ca aurait quand eu le mérite de figurer dans mon cours, car c'est loin d'être évident...

#22 Entraide (supérieur) » Preuve Proposition groupe abélien » 28-01-2022 15:06:01

Thgues
Réponses : 5

Bonjour tout le monde,

Je m'intéresse à la propriété (*) suivante :

Soit [tex]G[/tex] un groupe abélien d'ordre [tex]N[/tex] et [tex]n\ge 1[/tex] tel que [tex]x^n=e[/tex] pour tout [tex]x\in G[/tex]. Alors [tex]N[/tex] divise une puissance de [tex]n[/tex].

Pour la démonstration, on utilise la proposition (**) suivante :
Soit [tex]G[/tex] un groupe d'ordre [tex]n[/tex].
i) Soit [tex]a\in G[/tex], un élément d'ordre [tex]n[/tex]. Alors [tex]a^m=1[/tex] si et seulement [tex]n|m[/tex].
ii) Soit [tex]G=gr(a)[/tex] un groupe cyclique. Alors [tex]a^k[/tex] est un générateur de [tex]G[/tex] si et seulement si [tex]pgcd(k,n)=1[/tex].

Preuve de la propriété (*).
On va faire une démonstration par récurrence sur [tex]N\ge 1[/tex]. Si [tex]N=1[/tex], le résultat est évident. On suppose donc que [tex]N\ge 2[/tex].
- Si pour tout [tex]a\neq e[/tex], [tex]G=gr(a)[/tex], alors la propriété (*) assure que [tex]G[/tex] est cyclique, que [tex]N[/tex] est premier et que [tex]N|n[/tex].

Bon, j'ai déjà plusieurs questions.
Puisque [tex]G=gr(a)[/tex] et que [tex]G[/tex] est fini, n'est-ce pas évident que [tex]G[/tex] est cyclique ? Pourquoi faire appel à la propriété (*) ?
Ensuite, d'après la propriété (*), on sait qu'avec ces hypothèses, on a que [tex]n|N[/tex] et que [tex]pgcd(N,n)=1[/tex].
Pourquoi cela implique-t-il que [tex]N[/tex] est premier ?

Merci beaucoup pour vos indications.

#23 Re : Entraide (supérieur) » Mesure extérieure et continuité d'une fonction bornée » 27-01-2022 11:04:00

Bonjour et merci bridgslam,

Je comprends les idées et les étapes de la preuve, mais je ne parviens pas à formaliser.

bridgslam a écrit :

Bonjour,

En se donnant un $\epsilon$ > 0 et un n entier donné non nul, si f est intégrable (au sens de Riemann) , il existerait une subdivision finie de l'intervalle telle que la différence des sommes de Darboux supérieure  et inférieure ne dépasse pas $\epsilon/n$.

Pas de problème.

bridgslam a écrit :

Ensuite tu peux t'intéresser à la partie des points x pour laquelle l'oscillation en x est 1/n (= ensemble A_n)
Pour les points x éventuels aux bornes des intervalles de la subdivision, étant en nombre fini, ça n' ajoutera rien à la mesure, on peut donc prendre en compte que les points à l'intérieur des intervalles.

Ok.

J'ai du mal pour le reste.

Je comprends déjà que [tex]\exists \omega >0, \exists k_0\ge 1, \mu^*(A_{k_0})>\omega[/tex].

Donc on considère également les ensembles [tex]I_k[/tex] qui sont les intersections non vides de [tex]]x_{k-1},x_k[[/tex] avec [tex]A_n=\{x\in [0,1], w(f,x)\ge \frac{1}{n}\} [/tex] et où [tex](x_0=0,...,x_p=1)[/tex] est une subdivision de [tex][0,1][/tex].

On s'interesse également à la mesure extérieure [tex]\mu^*[/tex] de [tex]A=\cup_{k=1}^{\infty} A_k[/tex].

On a que [tex]\mu^*(A)=\mu^*(\cup_{k=1}^{\infty} A_k)\le \sum_{k=1}^{\infty} \mu^*(A_k)[/tex], mais pourquoi cela implique-t-il que [tex]\mu^*(A)\ge \mu^*(A_n)[/tex] ?

Enfin, en considérant [tex]P=I_k=]x_{k-1},x_k[\cap A_k[/tex] dans la définition de la mesure extérieure, on obtient que :

[tex]\mu^*(I_k)=\inf\{\sum_{k=1}^n \mu(I_k)\}[/tex]

#24 Re : Entraide (supérieur) » Mesure extérieure et continuité d'une fonction bornée » 26-01-2022 14:42:08

Par contre bridgslam, je ne comprends pas l'utilité de la mesure extérieure, à quoi elle sert concrètement...
Le but de la question est en fait de montrer que si [tex]\mu(D)\neq 0[/tex], alors [tex]f[/tex] n'est pas intégrable au sens de Riemann.

Le fait que [tex]\mu^*(D)\neq 0[/tex] implique qu'il existe un [tex]w>0[/tex] tel que pour un certain [tex]k_0[/tex], [tex]\mu^*(A_{k_0})>w[/tex].

Bon, maintenant, si je prends [tex]P=(a_0,...,a_n)[/tex] une partition de [tex][0,1][/tex], je peux considérer l'ensemble des intervalle [tex]]a_i,a_{i-1}[[/tex] tel que [tex]]a_i,a_{i-1}[\cap A_k \neq \emptyset[/tex] et essayer de montrer que la différence des sommes de Darboux de [tex]f[/tex] est plus grande qu'un truc.

Par contre, je ne vois pas ce que viens faire la mesure extérieure là-dedans...

Merci pour vos indications.

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