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Niveau Maths sup
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Boule unité

Posté par
Leitoo
04-11-09 à 11:28

Bonjour,


un petit exercice me pose quelques problèmes:

Soit H un espace vectoriel normé et f(x) = x / (1 + ||x||)


Montrer que f est bijective de H sur B(0,1) et que f et sa réciproque sont continues.



f-1 = x / (1 - ||x||) selon moi, mais je n'arrive pas a le montrer.


Pour montrer que f est a valeur dans B: pour tout x de H, x < 1 + ||x|| donc x / (1 + ||x||)  < 1

Je dois encore montrer que celà est > -1 mais je ne vois pas comment



Merci d'avance pour votre aide.

Posté par
jeanseb
re : Boule unité 04-11-09 à 11:42

Bonjour

||x|| je l'appelle N(x)

N(x/(1+N(x)))= propriété de la norme 1/(1+N(x)).N(x)=  N(x)/(1+N(x)) qui est <1  donc l'element est dans la boule ouverte

Posté par
Leitoo
re : Boule unité 04-11-09 à 11:45

Oui effectivement, je n'y avais pas pensé ! Merci beaucoup.

Pour la bijection, saurais tu comment je dois faire ?

Posté par
jeanseb
re : Boule unité 04-11-09 à 11:45

Ton f-1 est forcément inexact, parce qu'il est non défini pour les elements de la sphère unité ||x||=1. Or f est bijective...

Posté par
Leitoo
re : Boule unité 04-11-09 à 11:50

oui mais seulement aucun n'élément ne peut atteindre 1.

On vient de montrer que f est définie dans la boule ouverte B(0,1) = {pout tout x,||x||<1}

Posté par
jeanseb
re : Boule unité 04-11-09 à 11:53

Laisse tomber mon dernier message! C'est stupide puisque B(0;1) est la boule ouverte (ce que ne dit pas ton énoncé)

Pour la bijection, je prendrais y dans la boule ouverte ||y||<1 et je chercherais x=ky tel que f(x)=y  (on est dans un espace vectoriel). Il faut trouver k, et montrer qu'il est unique.

Posté par
Leitoo
re : Boule unité 04-11-09 à 12:01

on a donc y = x / (1 + ||x||) = f(x)   or x = k*y

donc y = k*y / (1 + ||k*y||)

Mon problème vient de la norme au dénominateur, dois je étudier deux cas

Posté par
jeanseb
re : Boule unité 04-11-09 à 12:12

Pas la peine!

k est positif et >1  d'après l'écriture de f(x) car 1/(1+||x||) est positif et <1

donc en résolvant tu trouves ce que tu avais conjecturé: k= 1/(1-||y||)  et donc x=y/(1-||y||) et il existe tjs et il est unique. D'ou la bijection.

Posté par
Leitoo
re : Boule unité 04-11-09 à 12:43

Merci beaucoup j'ai compris. Je n'ai pas pensé qu'on pouvait sortir k de la norme.

Comment montrer qu'une de ces fonctions est continue? Doit-on utiliser le critère séquentiel la réciproque sera continue forcément.

Posté par
jeanseb
re : Boule unité 04-11-09 à 14:02

Je n'ai pas reflechi exactement, mais je pense que tu peux prouver que f est lipschitzienne d'ordre 1, et ça implique qu'elle est continue.

Posté par
Leitoo
re : Boule unité 04-11-09 à 14:44

Oui c'est une des question qui suive, ces fonctions sont-elles lipschitzienne.

Pour f la réponse est oui, pour f-1 c'est faux a mon avis.


Pour ce qui est de la continuité je vois pas du tout.

Posté par
Rodrigo
re : Boule unité 04-11-09 à 14:46

Bjr,
LA continuité est évidente c'est le quotient d'une fonction continue par une fonction continue jamais nulle..

Posté par
Leitoo
re : Boule unité 04-11-09 à 15:00

Effectivement, c'est du niveau terminal. Je ne sais pas pourquoi je cherche toujours a tout compliquer.


Pour ce qui est du fait que ces fonctions soient lipschitzienne.

f est 2 lipschitzienne. et f-1 n'est pas lipschitzienne. mais comment montrer tout ca ?



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