Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

Compact convexe

Posté par
Cauchy
19-08-07 à 16:22

Bonjour,

si on se place dans 3$\mathbb{R}^{n}.

On se donne 3$K un compact convexe.

Il existe donc 3$R>0 tel que 3$K \subset B_f(0,R) pour la distance euclidienne.

On considère le réel 3$r_0=inf\left\{ r \geq 0, \exists y \in \mathbb{R}^{n} ,K \subset B_f(y,r)\right\}.

Comment montrer qu'il existe un unique 3$x tel que 3$K \subset B_f(x,r_0)?

En fait j'arrive pas à me servir de la convexité...

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 17:33

Salut Cauchy

Essaie de voir ce que peut représenter le réel \Large{r_{0}} pour le compact K.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:23

Non, oublie ce que j'ai dit.
Pour l'existence, cela revient à montrer que r est en fait un minimum et non pas seulement un inf.
Comme c'est un inf, tu peux donc considérer une suite qui converge vers cet inf.
Ici, apparemment pas besoin de convexité (normalement) !

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:25

Salut kaiser,

en fait j'ai pas trop compris ce que tu voulais me dire dans ton premier message

Pour la suite c'est bien par cela que j'ai commencé, il y a une question que je me posais c'est si les centres des boules sont nécessairement dans K à partir d'un certain rang(si on a pas un convexe apparemment non).

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:32

Je viens de me rendre compte : si le résultat est vrai pour les convexes alors c'est vrai tout le temps (il me semble déjà avoir rencontré cet exo mais pour un compact quelconque).
En effet, dans le cas général, il suffit de considérer \Large{\bar{Conv(K)}}.

Kaiser
P.S : vive le monologue !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:36

Citation :
en fait j'ai pas trop compris ce que tu voulais me dire dans ton premier message


Je pensais au diamètre. En effet, intuitivement, on peut voir que \Large{r_{0}} est la moitié du diamètre.

Citation :
il y a une question que je me posais c'est si les centres des boules sont nécessairement dans K à partir d'un certain rang


Intuitivement, on pourrait se dire que oui. Mais ici, le x recherché est bien quelconque ?

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:36

Effectivement on peut s'y ramener bien vu.

Le monologue(tu parles de moi?)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:37

Citation :
Le monologue(tu parles de moi?)


Non, de moi !

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:40

D'accord pour le diamètre je me demandais justement comment majorer finement r0 par rapport au diamètre.

Le x recherché associé à r0 est unique mais pas nécessairement dans K.

Si c'est non convexe, on voit sur des exemples genre deux boules disjointes qu'il peut être en dehors de K.

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:41

Ok vu que j'ai monologué dernièrement sur de la théorie des nombres

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:45

OK !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:48

Mais bon, on va rester avec notre suite qui tend vers l'inf (c'est plus simple pour prouver l'existence).

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:51

Oui donc nôtre suite qui tend vers l'inf, on veut montrer que c'est un min c'est à dire par exemple que l'ensemble 3$A=\left\{r \geq 0\; \exists y, K \subset B_f(y,r)\right\} est fermé

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:55

Si on prend une suite 3$r_n qui tend vers 3$r_0, il existe 3$x_n tels que 3$K \subset B_f(x_n,r_n).

En fait si les centres sont dans K, on peut extraire une sous-suite convergente et on dirait que c'est le x recherché.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:55

Oui, mais on tourne en rond (pour montrer que c'est fermé on passe par les suites).
En fait, concentre-toi uniquement sur cette suite.
Avec cette suite, vient une autre suite dont tu dois étudier le comportement.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 18:57

Même si les centres ne sont pas dans K, ce n'est pas grave.

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 19:00

En quelque sorte ils sont pas trop loin c'est cela que tu veux dire?(Enfin j'avais déja écrit ca en bornant les centres avec le diamètre et un majorant de rn).

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 19:03

Oui, c'est tout à fait ça (bref, elle est bornée) !

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 19:08

Donc j'en extrais une sous-suite qui converge vers un certain x et il faut que je montre que 3$K \subset B_f(x,r_0).

A priori je prend un point z dans K et je dois montrer que 3$||z-x|| \leq r_0.

Bon suite plus tard je vais manger

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 19:11

Oui, c'est tout à fait ça.
Par contre, une chose étrange, j'arrive à montrer l'unicité sans utiliser la convexité !

Kaiser
P.S : Bon appétit !

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 20:00

Merci en retard

Donc
3$||z-x|| \leq ||z-x_n||+||x_n-x|| \leq r_0+||x_n-x||.

On passe à la limite et c'est bon.

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 20:08

Pour l'unicité a priori d'après ta remarque la convexité est inutile car:

3$A=\left\{r%20\geq%200\;%20\exists%20y,%20K%20\subset%20B_f(y,r)\right\}=\left\{r \geq 0\;\exists y, \overline{Conv(K)} \subset B_f(y,r)\right\}

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 20:10

Bon, ben maintenant, c'est à mon tour d'aller dîner !
donc à tout à l'heure !

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 20:10

Ok bon appétit

Posté par
otto
re : Compact convexe 19-08-07 à 20:32

Salut,
Par contre, une chose étrange, j'arrive à montrer l'unicité sans utiliser la convexité !
Je n'avais pas répondu parce que justement à première vue, je trouvais la même chose que toi Kaiser.
Seule la compacité semble vraiment jouer un rôle ici...

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 20:38

Cauchy > merci (en retard )

Salut otto
Effectivement, seule la compacité est importante.

Encore autre chose : le fait que l'on utilise la norme euclidienne usuelle semble important (je l'ai utilisé dans ma démo).

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 21:18

Alors, l'unicité, ça marche ou bien ..

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 21:21

Je faisais autre chose

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 21:21

OK !

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 22:20

Bon pour l'unicité à vrai dire avec un dessin je dirais que si on a:

3$K \subset B_f(x_0,r_0) et 3$K \subset B_f(x_1,r_0) alors

3$K \subset B_f(x_0,r_0) \cap B_f(x_1,r_0)

et a priori on peut inclure cette intersection dans une boule de rayon plus petit que r0.


En fait on a simplement utilisé que K est borné depuis le début.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 23:17

Effectivement, comme pour l'histoire des convexes, on peut faire la remarque suivante : Si K est borné alors une boule fermée contient K si et seulement si elle contient son adhérence (qui est compacte).
Bref, finalement, borné suffit amplement.

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 19-08-07 à 23:39

Bref beaucoup d'hypothèses inutiles

Qu'est-ce que tu utilises de spécifique à la norme euclidienne(médiane,Pythagore,..)?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 23:44

L'identité du parallélogramme.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 19-08-07 à 23:53

D'ailleurs, je crois avoir un contre-exemple dans le cas d'une norme non euclidienne.
Je considère la norme infinie dans le plan ainsi que le segment liant l'origine au point (0,1).
Les boules fermées sont alors des carrés remplis.
Or on remarque que tout carré rempli de côté 1 qui contient ce segment convient et donc l'unicité est mise en défaut.

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 20-08-07 à 00:00

Effectivement bien vu, bon je vais me coucher je me lève tot demain bonne nuit

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 20-08-07 à 00:01

OK ! Bonne nuit à toi aussi !

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 22-08-07 à 19:10

Si on considère le problème inverse, existe-t-il une boule de rayon maximal incluse dans K un borné de R^n d'intérieur non vide?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 22-08-07 à 19:38

Il faudrait considérer plutôt des boules ouvertes.
En effet, aucune boule ouverte ne contient de boule fermée de rayon maximal.

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 22-08-07 à 21:30

Même dans ce cas, on peut voir de la même manière (avec les suites) qu'il y a existence d'une boule ouverte de rayon maximal contenue dans K, mais on perd l'unicité : par exemple, 2 boules disjointes de même rayon.

Kaiser

Posté par
Cauchy
re : Compact convexe 23-08-07 à 01:31

Oui pour les boules ouvertes.

C'est vrai pour l'exemple, donc on perd l'unicité et on peut donc prendre n'importe quelle norme.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Compact convexe 23-08-07 à 01:35

oui !

Kaiser



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 !