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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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base d'ouvert

Posté par
Hope86
17-03-23 à 16:28

Bonjour, pourriez-vous m'aider avec cet exercice ?

Voici la première question : donner un exemple de base d'ouvert d'un espace vectoriel normé E. (aucun démonstration attendu)
J'ai trouve cette définition : on dit qu'une famille B d'ouverts de E est une base d'ouverts si tout ouvert de E peut s'écrire comme réunion d'éléments de B.
Voici ma  réponse : Sur muni de sa topologie usuelle, l'ensemble des intervalles ouverts forme une base d'ouverts.
Est ce correcte ?

Merci d'avance pour vos réponse.

Posté par
Camélia Correcteur
re : base d'ouvert 17-03-23 à 16:45

Bonjour
Oui, c'est correct.
Que penses-tu des intervalles ouverts bornés d'extrémités rationnelles?
J'ai posé la question, mais je dois quitter. Quelqu'un prendra ma suite.

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 17-03-23 à 16:59

je ne sais pas quoi penser des intervalles ouverts bornés d'extrémités rationnelles.

La première question étant correcte, pourriez-vous m'aider avec celle-ci ?
Montrer que si (xn)n1 est une suite dense dans E alors {B(xn, 1/k), n, k1 } est une base d'ouverts de E. (ou B(x,r) est la boule ouverte de centre x et de rayon r)
j'ai trouvé ça : B base de E B E et U E, x U, b B tel que x b U
Mais je ne vois pas comment faire

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 18-03-23 à 09:35

Bonjour,
je pense avoir trouvé comment faire pour répondre a la 2ème question :
On a X = (xn)n1 une suite dense dans E. Soit B = {B(xn, 1/k) , n,k 1 } =  {B(xn, 1/k) , (xn, 1/k) X}
Montrons que B (qui est dénombrable) est une base de E.
Soit O un ouvert de E, soit y O, ry > 0 tel que B(y, ry) O.
Par densité de X dans E, ay X tel que d(ay, y) < ry et B(ay, ry) O et par densité de dans , qy tel que d(ay, y) < qy < ry donc y B(ay, qy)
Donc, on a d'une part O yO B(ay, qy) et on a y O, B(ay, qy) O
Donc on a bien O = yO B(ay, qy)
Donc B est une base d'ouverts de E

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 18-03-23 à 09:37

Est ce correcte ? et comment démontrer que B est bien dénombrable parce que je le dis mais je ne l'ai pas prouver

Posté par
Camélia Correcteur
re : base d'ouvert 18-03-23 à 16:01

Rebonjour

Il vaut mieux mettre un exo en entier, on sait ou on va et on répond mieux au premières questions.

Ta démonstration semble correcte.
X et \Q sont dénombrables, donc X\times \Q l'est aussi. Pourquoi on te demande la dénombrabilité?

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 18-03-23 à 21:34

Bonsoir,
j'ai relue l'énoncé est la dénombrabilité n'est pas demander.

Suite à la remarque de Camélia, voici l'énoncé complet de l'exercice :
Soit E un espace vectoriel normé
1) Donner un exemple de base d'ouverts de E (Aucune démonstration demander)
2) Montrer que si (xn )n1 est une suite dense dans E alors {B(xn, 1/k), n,k1} est une base d'ouverts de E. (ou B(x, r) dénote la boule de centre x et de rayon r)
3) En déduire qu'un espace vectoriel normé séparable admet une base dénombrable d'ouverts
4) Soit E, F deux e.v.n, soit B une base d'ouverts de F et soit f : E F une application. Montrer que f est continue si et seulement si f-1(b) est un ouvert pour tout b B

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 18-03-23 à 21:48

Voici ma réponse pour la question 3)
Un espace vectoriel normé E est dit séparable s'il admet une partie A de E qui est dénombrable et dense dans E.
On note A ensemble dénombrable dense de E
Soit B = { B(a, q), (a,q) A}.
Montrons que B (qui est dénombrable) est une base de E.
Soit O un ouvert de E, soit y O, ry >0 tel que B(y, ry) O.
Par densité de A dans E, ay A tel que d(ay, y) < ry et B(ay, ry) O et par densité de dans , qy tel que d(ay, y) < qy< ry donc y B(ay, qy).
Donc on a d'une part O y O B(ay, qy) et on a y O, B (ay, qy) O.
Donc on a bien O = y O B(ay, qy)
Donc un e.v.n séparable admet une base dénombrable d'ouverts.

Est-ce correcte ?

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 18-03-23 à 21:49

Pour la question 4) , je ne vois pas comment faire, pourriez-vous m'aider ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : base d'ouvert 19-03-23 à 15:34

Pour 4)
On sait qu'une foncttion f:X\to Y entre espaces topologiques est continue si et seulement si l'image réciproque de chaque ouvert de Y est un ouvert de X. Ici il faut montrer qu'il suffit de vérifier que les images réciproques des ouverts d'une base d'ouverts de F sont des ouverts de E.

Je crois que ta démonstration du 3) est correcte, mais j'avoue l'avoir juste survolée.

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 19-03-23 à 15:42

Pour la 4) si je fais :

Soit b un ouvert de F et x f-1(b). Alors f(x) b et > 0, B(f(x), ) b. Ainsi, f-1( B(f(x), )) f-1(b) mais par l'hypothèse f est continue en x, >0 , B(x, ) f-1(B(f(x), )).
La réciproque est vrai car une boule ouvert B(f(x), ) est un ouvert de F.

Est-ce correcte ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : base d'ouvert 19-03-23 à 15:52

Ca marche, mais il y a plus simple.

On a toujours  f^{-1}(\bigcup U_i)=\bigcup(f^{-1}(U_i)) et un ouvert quelconque de F est réunion d'éléments de la base d'ouverts.

Posté par
Hope86
re : base d'ouvert 19-03-23 à 15:55

D'accord, merci beaucoup pour ton aide



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