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connexité de C^*

Posté par
marcsa
06-06-22 à 11:04

Bonjour,

comment prouver que C^* est connexe?
J'utiliserais que connexe par arcs implique connexe et donc je cherche un chemin continu de [0,1] dans C^* reliant 2 nombres complexes non nuls, mais je n'arrive pas à en exhiber un ;(

Merci par avance,
bonne journée

Posté par
GBZM
re : connexité de C^* 06-06-22 à 11:15

Bonjour,

Tu manques d'imagination ! As-tu fait un dessin ?
La ligne droite marche presque toujours ; sinon, il faut contourner l'origine.
On peut alors penser à dessiner un cercle de diamètre le segment reliant les deux points ...

Posté par
marcsa
re : connexité de C^* 06-06-22 à 18:03

en effet, merci !

Posté par
GBZM
re : connexité de C^* 06-06-22 à 18:09

Dans la lignée, une question qui paraît plus vache mais qui est au fond très simple quand on a compris le truc des demi-cercles d'extrémité les deux points qu'on veut relier : soit D une partie dénombrable de \C : montrer que \C\setminus D est connexe par arcs (par exemple, on peut prendre pour D l'ensemble de tous les nombres algébriques).

Posté par
Ulmiere
re : connexité de C^* 06-06-22 à 20:17

GBZM @ 06-06-2022 à 18:09

Dans la lignée, une question qui paraît plus vache mais qui est au fond très simple quand on a compris le truc des demi-cercles d'extrémité les deux points qu'on veut relier : soit D une partie dénombrable de \C : montrer que \C\setminus D est connexe par arcs (par exemple, on peut prendre pour D l'ensemble de tous les nombres algébriques).


Voici une preuve n'utilisant pas de cercle mais juste un peu de dénombrement.

Soient z et z' les deux points (distincts) à relier par un arc C^\infty. Soit M la médiatrice de z et z'. Pour rappel, tout point de M est à égale distance de z et z' et M est la perpendiculaire à [z,z'] passant par (z+z')/2.

A tout point p de M, on associe \gamma_p: [0,1]\to\mathbb{C}\setminus{D}, l'arc de parabole qui relie z à z' et d'extremum p. Une telle parabole existe parce que C est algébriquement clos. Ou si on préfère les définitions géométriques, la parabole de sommet p et de directrice C est l'ensemble des points equidistants de C et de p.
Ici la directrice est parallèle à M, et l'axe de symétrie est M elle même.

Et là, la pirouette! Chaque \gamma_p, \quad p\in M est un potentiel candidat pour être le \gamma qu'on cherche. Pourquoi y'en a-t-il forcément un qui est bon ?

C'est une histoire de cardinalité, \textrm {card }D = \aleph_0 < \aleph_1 = \textrm {card }\C\setminus{D}.
L'ensemble des \gamma_p est de même cardinal que M, c'est à dire \aleph_1, parce que toutes les courbes \gamma_p sont disjointes.
S'il était vrai que pour tout p\in M,  \gamma_p \cap D \neq \emptyset alors il existerait au moins \aleph_1 éléments différents dans D, ce qui est absurde.

Posté par
marcsa
re : connexité de C^* 06-06-22 à 20:44

GBZM,
j'ai compris le truc pour C privé d'un point, mais pour un ensemble dénombrable, je n'arrive pas à visualiser sur un dessin avec les cercles.
Autant je pense avoir compris la méthode de Ulmière

Posté par
GBZM
re : connexité de C^* 06-06-22 à 22:48

Pourtant, après avoir vu le truc avec les deux demi-cercles d'extrémitész et z' dont un au moins ne contient pas l'origine, tu aurais pu penser à tous les arcs de cercle d'extrémités z et z'.
Avec ses arcs de parabole, Ulmière ne fait que compliquer un peu les choses ...

Posté par
jeanseb
re : connexité de C^* 07-06-22 à 12:59

Bonjour

Par curiosité: la notation aleph 1 est-elle normalisée?

Posté par
GBZM
re : connexité de C^* 07-06-22 à 13:08

Oui, pour désigner le plus petit cardinal non dénombrable. Mais pas pour désigner le cardinal du continu (de \C), sauf si on prend pour axiome l'hypothèse du continu.

Posté par
jeanseb
re : connexité de C^* 07-06-22 à 13:24

Merci!



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