Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

Analyse fonctionnelle - base hilbertienne

Posté par
Rouliane
12-05-07 à 17:46

Bonjour,

Je bloque sur un exo d'analyse fonctionnelle que voici :

Citation :


Soit H un Hilbert séparable et (e_n)_n une suite orthonormale de H.
Montrer que les affirmations suivantes sont équivalentes :

a) (e_n)_n est une base Hilbertienne.

b) pour tout x dans H, la relation <x,e_n>=0 pour tout n entraine x=0.




J'ai essayé de faire le sens a) => b).

Voici pour l'instant les seuls choses que je peux dire :

(e_n)_n est une base Hilbertienne, donc ||e_i||=1, <e_i,e_j> =0 pour i différent de j et pour tout x dans H il existe (\lambda _i) tel que x=\Bigsum_{i=0}^{+\infty} \lambda _i e_i

La relation <x,e_n>=0 entraine <\Bigsum_{i=0}^{+\infty} \lambda _i e_i,e_n>=0 pour tout n et alors \lambda _n = 0 pour tout n, d'où x=0.

Mais je ne sais pas si  je peux écrire ça vu que j'ai une somme infinie ?

Merci d'avance

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 12-05-07 à 18:43

Salut Rouliane

on peut essayer de raisonner avec les \Large{\varepsilon}.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 13-05-07 à 11:56



j'ai peut-être été un peu (trop) flou !

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:31

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:39

merci Kaiser.

je vais réfléchir à ça !
l'idée c'est quand même de faire ce que j'ai fait dans mon premier message ? ( je parle juste du principe, )

en utilisant les epsilon comme tu dis.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:41

oui, effectivement, il faut partir de ce que tu as fait.

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:44

le problème dans mon message initial c'est bien le fait que je raisonne sur une somme infinie ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:45

oui, c'est bien le problème qu'il va falloir surmonter.

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:45

d'accord, merci.

Je vais réfléchir à ça au boulot, je vais devoir y aller.
Bonne journée !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 11:46

Bonne journée à toi aussi !

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:28

Re,

Alors les epsilon je vois pas trop comment ils faut les faire intervenir.

le sul truc que je vois, c'est qu'à partir d'un certain rang, 3$ |x-\sum_{i=0}^{n}\lambda _i e_i | \le \epsilon

Mais je ne sais même pas si je peux utiliser ça

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:43

si tu peux utiliser ça car la série converge (en gros, ce que tu dis c'est le reste est majoré par epsilon)


Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:46

ok merci.

J'y réfléchis alors

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:46

euh attends, deux secondes : il faut mettre des normes à la place des valeurs absolues.

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:47

ah oui c'est vrai !

merci

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:53

j'ai donc 3$ ||x-\sum_{i=0}^{n}\lambda _i e_i||\le\epsilon

Je peux maintenant exprimer la norme comme un produit scalaire non ?

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:55

l'idée ça va etre de montrer que ||x|| < epsilon, c'est ça ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:58

oui mais je ne sais pas où ça va mener (d'ailleurs, n'oublie pas que l'on veut montrer que tous les coefficients sont nuls).

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 14-05-07 à 23:59

je dirais plutôt que l'on va montrer ce que tu pressentais dans ton premier message, à savoir que le produit scalaire de la somme avec un vecteur de la base hilbertienne est égal au coefficient correspondant.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 00:07

Comme on a affaire à une somme infinie, l'idée est de se ramener à une somme finie : à ton avis, comment ?

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 00:37

Ben je vois pas trop

Ca m'a pas l'air compliqué, j'ai compris le principe, mais j'arrive pas à le mettre sur papier

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 00:44

on veut montrer que ce produit scalaire vaut \Large{\lambda_{n}}.(n étant fixé)

on se fixe \Large{\varepsilon > 0}.
Comme la série converge, il existe un entier N tel que \Large{||\bigsum_{i=N}^{+\infty}\lambda_{i}e_{i}||\leq \varepsilon}

essaie d'en déduire une majoration de \Large{|< x, e_{n} > -\lambda_{n}|}

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 00:49

j'oubliais de préciser : quitte à augmenter N, on peut toujours supposer que N est strictement supérieur à n.

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:02

merci.

Faut donc que je partage x en 2 sommes ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:04

toutafé !

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:09

Je vais donc avoir :

\Large{<x,e_n> -\lambda_{n}|=|<\sum_{i=0}^{N-1}\lambda_ie_i,e_n> + <\sum_{i=N}^{+\infty}\lambda_ie_i,e_n> -\lambda_{n}|=|<\sum_{i=N}^{+\infty}\lambda_ie_i,e_n>| }

Mais je n'arrive pas à voir comment utiliser la majoration en epsilon du reste ici ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:12

indication : là, il va falloir faire appel à deux amis très proches !

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:16

n et N

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:18

euh non ! (des amis plus connus qui permettent de majorer )

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:19

ok je vois

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:20

c'est-à-dire ?

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:21

ok c'est donc fini

Ben merci beaucoup, très astucieuse cette démo, en passant par le reste qui tend vers 0 et Cauchy Schwarz !

Allez hop, en favori

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:23

Je t'en prie !
(cela dit, il reste encore l'autre sens à démontrer mais là je crois qu'on va faire ça plus tard. En tous, cas, je vais ! donc bonne nuit à toi)

Posté par
Rouliane
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:25

Bonne nuit à toi, je suis aussi mort !

En tout cas c'est sympa de m'aider à une heure si tardive ( faut dire que je bosse souvent tard et heureusement que t'es là )

Posté par
kaiser Moderateur
re : Analyse fonctionnelle - base hilbertienne 15-05-07 à 01:26



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !