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Niveau Licence Maths 1e ann
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Boule unité convexe => N est une norme

Posté par
Pierre_07
26-01-16 à 14:06

Bonjour,
en TD nous avons montrer que :

Soit E un espace vectoriel, soit N:E\rightarrow \mathbb{R}_+ l'application définie par :
N(x)=0 \Leftrightarrow x=0 \\ \forall \lambda \in \mathbb{R}\ \ N(\lambda x)=|\lambda| N(x)   
la boule unité B:=\left\{ x\in E | N(x) \le 1 \right\} d'un espace vectoriel est convexe si et seulement si l'application N est une norme.

En fait j'ai la preuve en entier mais j'avais fait ceci pour montrer le sens \Rightarrow et mon prof m'a dit que c'était faux sans me dire pourquoi :

On suppose B convexe et on veut montrer que N vérifie l'inégalité triangulaire ( dernière propriété des normes):

\forall x,y \in B \ \ \left\{ tx+(1-t)y | t\in [0,1] \right\} \subset B

comme \left\{ tx+(1-t)y | t\in [0,1] \right\} \subset B on a :
N(tx+(1-t)y)\le 1, on pose t=\frac{1}{2} ce qui nous donne d'après la deuxième propriété de N
N(x+y) \le 2
Or comme x\in B\ y\in B \Rightarrow N(x)\le 1\ N(y)\le 1
alors N(x)+N(y) \le 2
donc
N(x+y)-N(x)-N(y)\le 0 \Leftrightarrow N(x+y)\le N(x) + N(y)
donc N est une norme .

En fait pour n'importe quel t on pourra toujours majorer par 0 et obtenir l'inégalité triangulaire et je crois que c'est le fait de poser t qui est faux ?

Merci d'avance pour vos réponses

Posté par
Recomic35
re : Boule unité convexe => N est une norme 26-01-16 à 14:15

"l'application définie par" est incorrect.
Tu voulais sans doute écrire "une application vérifiant" ?

Pierre_07 @ 26-01-2016 à 14:06

...
N(x+y) \le 2
...
N(x)+N(y) \le 2
donc
N(x+y)-N(x)-N(y)\le 0


Comment justifies-tu le "donc" ? Comment déduis-tu la troisième inégalité des deux premières ?

Posté par
Pierre_07
re : Boule unité convexe => N est une norme 26-01-16 à 14:29

C'est faux d'écrire ceci:N(x+y)-[N(x)+N(y)]\le 2-2\\
 \\ N(x+y)-[N(x)+N(y)]\le 0
?

Posté par
Recomic35
re : Boule unité convexe => N est une norme 26-01-16 à 14:32

Oh la la ! Comment obtiens-tu

Pierre_07 @ 26-01-2016 à 14:29


N(x+y)-[N(x)+N(y)]\le 2-2
?

Tu te mélanges les pinceaux dans le sens des inégalités, non ?

Posté par
Pierre_07
re : Boule unité convexe => N est une norme 26-01-16 à 15:13

Ha oui d'accord j'ai travaillé n'importe comment !!Pfouu désolé et merci de m'avoir répondu !...



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