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Niveau Master
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[smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance ?

Posté par
fade2black
11-10-08 à 17:44

Bonjour,
j'ai un exercice que je n'arrive pas à résoudre.
On munit de la distance définie par d(x,y)=arctan(|x-y|), et on me demande si (,d) est de Baire.
Je ne vois pas trop par quelle bout prendre l'exo...
Et sinon, existe t-il un moyen pour savoir si un espace est de Baire ou pas ? (ou du moins avoir une intuition). Par exemple, j'ai vu dans un exo que ([0,1[ , |.|) est un espace de Baire, mais est-ce qu'on aurait pu s'en douter juste en voyant la forme de l'ensemble ?
Merci de vos réponses !

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 18:17

salut florent,

pas trop dur ce gros master à Lyon?

Il me semble que IR muni de sa topo usuelle est de Baire car complet, et qu'il est homéomorphe à IR muni de la distance d.
Etre de Baire est une propriété purement topologique, donc (IR,d) est aussi de Baire (mais pourtant pas complet).

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 18:35

Hey Romu !
Ah il est pas évident ce master à Lyon. Apparemment l'an dernier il y a eu un arrivage massif de prépas en L3 à Lyon, et ils sont tous là en M1 cette année. Résultat, sur notre promo de 40, il y a au moins 30 ex-prépas, dont certains viennent même de MP* du lycée du Parc... et je te parle pas des ENS inscrits avec nous... Gros niveau donc. Et concernant les cours, ça monte d'un cran aussi, mais ça c'est l'effet Master. Et puis entre mon année de 5/2 et mon année en L3 où on revoyait quelques trucs de Spé, j'avais perdu l'habitude de voir autant de nouvelles notions d'un coup ! Enfin je me plains pas, je suis content d'être ici.
Et toi alors ? Il parait que c'est pas évident non plus, mais que tu te fais plaisir en théorie des nombres

Sinon concernant l'exo, comment tu montres que (R,|.|) est homéomorphe à (R,d) ? Il faut montrer que les distances sont équivalentes ? Ou alors montrer que les topologies sont équivalentes ?

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 18:54

Je m'en rappelle plus comment on fait pour montrer qu'ils sont homéomorphes, j'ai répondu de de mémoire.

Mais par contre ces deux distances ne sont clairement pas équivalentes, pour d toutes les parties de IR sont bornées ce qui n'est pas le cas pour la distance induite par la valeur absolue.

Je sais pas qui ce qu'on t'a dit mais je trouve que je trime sec en théorie des nombres

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:01

Comment on fait d'habitude pour montrer qu'un espace (E,d) est homéomorphe à un espace (E,d') ? Moi j'aurais essayé de montrer que les distances étaient équivalentes, mais là tu as raison, elles ne le sont pas...

Gael m'a dit qu'au début de l'année t'avais torché un exo de théorie des nombres, ça l'avait marqué apparemment ^^

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:01

je crois qu'on peut montrer qu'ils ont les mêmes fermés en passant par la caractérisation séquentielle de fermés.

x_n\rightarrow x ssi \arctan(x_n)\rightarrow \arctan(x)

en utilisant la continuité de la tangente et de l'arctangente, à voir.

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:05

Citation :
Comment on fait d'habitude pour montrer qu'un espace (E,d) est homéomorphe à un espace (E,d') ? Moi j'aurais essayé de montrer que les distances étaient équivalentes, mais là tu as raison, elles ne le sont pas...


on montre que l'identité est un homéomorphisme id_E:\ (E,d)\rightarrow (E,d') (cela revient à montrer qu'ils ont les mêmes ouverts, ou les mêmes fermés, ou encore les mêmes voisinages).

Au début de l'année je suis en forme, après je fatigue vite

je trouve Gaël impressionnant aussi.

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:31

Ca donne :

Les deux distances définissent donc les mêmes suites convergentes (arctan(|x-y|)->0 ssi |x-y|->0).
Je prends un fermé F de (R,d).
Je considère une suite de F, (xn), qui converge vers un réél x, pour |.|
Alors xn converge vers x pour d aussi, et comme F est fermé pour d, x appartient à F.
Ainsi, F est aussi fermé pour |.|.
L'inclusion inverse est alors évidente.
d et |.| définissent donc les mêmes fermés, et donc aussi les mêmes ouverts, par passage au complémentaire.
(R,d) et (R,|.|) sont donc topologiquement équivalents. Comme (R,|.|) est de Baire, et qu'être de Baire est une proprieté topologique, alors (R,d) est de Baire.

Ca roule comme démonstration ? Et pourquoi (R,d) n'est pas complet ? J'essaye de trouver une suite réélle qui soit de Cauchy pour d mais pas pour |.| mais j'y arrive pas... Help Romu !

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:50

je crois que la suite u_n=n convient.

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:56

n'importe quelle suite qui tend vers \pm \infty doit convenir d'ailleurs.

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 19:56

(pour la valeur absolue)

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:03

T'es sûr ?
Je me donne =/8
n , arctan(|(n+1)-n|)=arctan(1)=/4 > /8
Ce qui est la négation d'une suite de Cauchy.

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:04

Juste un point

Citation :
Les deux distances définissent donc les mêmes suites convergentes (arctan(|x-y|)->0 ssi |x-y|->0).


Le fait que les deux distances ont les mêmes suites convergentes signifient juste que |arctan(x)-arctan(y)|->0 ssi |x-y|->0

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:11

On a bien d(xn,x)->0 ssi arctan(|xn-x|)->0 ssi |xn-x|->0, non ?

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:14

oups autant pour moi, je m'étais mis dans la tête qu'on travaillait avec la distance |arctan(x)-arctan(y)|.

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:18

T'es sûr que (,d) n'est pas complet ?
Je prends une suite (xn) de Cauchy de (,d).
n tq m n, d(xn,xm)<arctan() ie tq arctan(|xn-xm|)<arctan()
On a alors |xn-xm)<Et donc (xn) est de Cauchy dans (R,|.|), donc elle converge pour |.|, donc elle converge pour d puisque les deux distances définissent les mêmes suites convergentes. Donc (E,d) est complet. Ou est-ce que ça cloche ?

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:18

du coup il est complet non?

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:19

vraiment désolé j'avais mal lu dès le début (une chance que l'homéomorphie marchait )

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:22

du coup la complétude suffit qu'il est de Baire (même pas besoin de l'homéomorphie).

Posté par
fade2black
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:28

Haha t'inquiètes pas, tu m'as bien aidé, même en te trompant sur la distance !
Et puis l'exo demandait : l'espace est-il de Baire ? Est-il complet ?
L'ordre des questions laissait penser qu'on ne se servirait pas du théorème de Baire (et donc sans doute que l'espace était de Baire mais pas complet), c'est pour ça que je me suis pas d'abord intéressé à la complétude.
Merci beaucoup pour ton aide Romu (je me doutais un peu que tu répondrais à ce post, vu ton activité sur ce site, et en plus c'est de la topo et t'as l'air d'aimer ça ).
Bonne continuation !

Posté par
romu
re : [smb]R[/smb] est-il un de Baire pour une certaine distance 11-10-08 à 20:47

C'est vrai que j'aime bien la topo

Bonne chance à toi aussi.



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