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Niveau Licence Maths 1e ann
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Espace Métrique- Orthogonal de F

Posté par
SaFlo
27-07-11 à 00:06

Bonjour,

Soit E, un espace préhilbertien, et F dans E
J'ai du mal à démontrer qu'un orthogonal de F ({y E tel que <y,x>=0, pour tout x}) est un fermé de E.

Pour prouver que F est fermé, il suffit de montrer que son complémentaire est ouvert; soit qu'il existe une boule ouverte entièrement contenue dans le complémentaire.

Dans l'exercice, est introduit une boule B(x,r) qui appartient au complémentaire.
"On peut décrire B(x,r) comme l'ensemble des points de la forme x+tz (z à E), ||z||= 1 et où t [0,1[ Alors,
<x+tz,y> = <x,y> + t <z,y>
On a |<z,y>|||z|| ||y|| = ||y|| = constante
Avec t0 suffisamment petit, et puisque <x,y>0,
On s'assure ainsi que <x+tz,y>0"

Je n'arrive pas à comprendre la partie en gras, et toute aide me serait d'une grande utilité.

Merci d'avance à tous,

SF

Posté par
kybjm
re : Espace Métrique- Orthogonal de F 27-07-11 à 00:27

Pour tout x de E , <x,.> est une forme linéaire continue et l'orthogonal de A est l'intersection des noyaux des  <a,.> ( a A) .
Il te suffit donc de montrer que tous les Ker(<x,.>) sont fermés.

Posté par
SaFlo
re : Espace Métrique- Orthogonal de F 27-07-11 à 11:59

Merci beaucoup pour la réponse. Mais cette exercice a été donné avant le chapitre sur la continuité.

1) Je ne comprend pas d'ou vient ce "x+tz", en quoi une boule peut elle être exprimé ainsi?
2) <x+tz,y> = <x,y> + t <z,y> Comment le t  a t'il pu être mis en facteur?
3) On a [b]|<z,y>|||z|| ||y||[/b] D'ou est ce déduit?

Merci encore por votre aide

Posté par
Narhm
re : Espace Métrique- Orthogonal de F 27-07-11 à 15:16

Bonjour,

1) Ta description de B(x,r),r>0, n'est pas tout à fait juste.
Par définition B(x,r)=\{y\in E, \|x-y\|<r\} et tu veux montrer que c'est aussi l'ensemble A=\{x+tz , t\in [0,1[, \|z\|=r\}.
L'inclusion A\subset B(x,r) est évidente puisque \|x-(x+tz)\|=\|tz\|=t\|z\|=tr<r.
L'autre inclusion se fait tout simplement aussi : si y\in B(x,r) et est différent de x alors tu remarqueras que t=\dfrac{\|x-y\|}{r}<1 et alors l'écriture y=x+t\cdot \dfrac{y-x}{t}=x+tz convient.

Pour mieux voir la description de cette boule, trace B(1,3) dans le plan par exemple.

2) Il faut quand même savoir ce qu'est un produit scalaire : une forme bilinéaire !
En particulier, <x+tz,y>=<x,y>+<tz,y>=<x,y>+t<z,y> puisque t est un scalaire !

3) Cauchy-Schwarz !

Posté par
SaFlo
re : Espace Métrique- Orthogonal de F 27-07-11 à 16:09

Tout s'eclaircit!
Je vous remercie tout deux infiniment.

Bonne journée!

SF



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