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continuité et égalité partout!

Posté par
astroq123
12-04-18 à 11:27

Salut, svp pouvez vous m'aider, je desire verifier qu'une fonction continue h de \mathbb{R} dans \mathbb{R} nulle lebesgue-presque partout est egale a 0 partout sur \mathbb{R}.

On connait que \lambda(\left\{h\neq 0 \right\})=0, mais comment verifier qu'elle esr nulle partout?

merci pour l'aide!

Posté par
etniopal
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 11:34

Ne sais tu pas raisonner par l'absurde ?

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 11:50

Si, j'ai essayé, c'est quoi l'absurde?

Posté par
carpediem
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 11:55

salut

Citation :
mais comment verifier qu'elle esr nulle partout?
en utilisant toutes les hypothèses sur h ...

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 11:59

C'est ca le probleme je ne comprend pas comment utiliser le faut que h est "continue"

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 12:05

Bonjour astroq123.
Montre que si h, supposée continue, ne s'annule pas en un point x_0, alors il existe un intervalle ouvert ]a;b[ contenant \{x_0\} où h ne s'annule pas.

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 12:11

Si tu préfères une démonstration directe, il faut montrer que l'ensemble X = \{x\in \R~/~h(x) = 0\} est dense dans \R.
Dans ce cas, tu prends un point de x\in \R et à ce moment là, tu peux l'approcher par une suite  (x_n)_n de points de O. Par continuité, tu auras :

0 = \lim_{n \rightarrow \infty} h(x_n) = h(\lim_{n \rightarrow \infty}x_n) = h(x)

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 12:16

Personnellement, je préfère la seconde, car elle revient à montrer que le complémentaire d'un ensemble de mesure (de Lebesgue, bien sûr !!) nulle dans \R est dense dans \R, la continuité de h n'intervenant qu'en dernier ressort, la cerise sur gâteau en somme.

Posté par
carpediem
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 14:47

astroq123 @ 12-04-2018 à 11:59

C'est ca le probleme je ne comprend pas comment utiliser le faut que h est "continue"
donc tu ne sais pas :

1/ ce qu'est une fonction continue

2/ ce qu'est un ensemble de mesure nulle

car pour savoir comment utiliser une propriété il faut déjà savoir ce qu'elle signifie (et même toutes les caractérisations équivalentes ... comme le montre jsvdb




tous les goûts sont dans la nature ... moi je préfère la prune au calva ...

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 15:38

Bon bah tu viens, carpi, on se fait un pousse-café

Posté par
carpediem
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 15:55

avec plaisir

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:11

Salut tous,
carpediem je connais c'est quoi une application continue et un ensemble de mesure nulle, et presque toutes les propriétés correspondantes,
mais il faut savoir utiliser la  propriété convenable dans le milieu convenable

je pense qu'on peut resoudre l'exercice de la façon suivante:

Soit x, y \in \mathbb{R} tel que x<y
on a : \lambda(\left\{h\neq 0 \right\})=0

alors \lambda(]x,y[\cap\left\{h=0 \right\})=\lambda(]x,y[)=y-x>0

donc il existe x_0 \in \mathbb{R}  \ tel \ x_0  \in ]x,y[\cap\left\{h=0 \right\}

d'ou le resultat, alors \left\{h=0 \right\} est dense dans \mathbb{R} donc h=0 partout (c'est hypersimple, de verifier qu'une fonction cst sur une partie dense est cst partout (en utilisant les suites...)),

grace a vos indications, j'ai pu faire la preuve

maintenant (question supp) si j'avais deux fonction f et h definies et continues sur le meme borelien U \in B(\mathbb{R}^d) et a valeurs dans \mathbb{R} tel que f=h \ \lambda_d-p.p alors le resultat reste-t-il le meme? ou est-ce qu'il faut preciser la nature de U \in B(\mathbb{R}^d) (ouvert, fermé..)?

Posté par
carpediem
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:14

rien compris à ta démonstration ...

si f = h pp alors f - h = 0 pp

...

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:18

une partie K de \mathbb{R} dense s et seulement si on

\forall x, y \in  \mathbb{R}, x<y\Rightarrow \exists x_0 \in K;x<x_0 <y

i.e. tout ouvert non vide de \mathbb{R} rencontre K

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:20

Pour la deuxieme partie je connais que f=h=0 \lambda_d-pp mais j'ai pas pricisé c'est quoi l'ensemble de depart U (s'il est un ouvert ou un fermé), juste un borelien, cela influe-t-il sur le resultat?

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:21

excusez moi c'est f-h=0 \lambda_d-pp

Posté par
carpediem
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:23

carpediem @ 12-04-2018 à 22:14

rien compris à ta démonstration ...

si f = h pp alors f - h = 0 pp

...

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:29

\lambda(]x,y[)=\lambda(]x,y[\cap\left\{h=0 \right\})+\lambda(]x,y[\cap\left\{h \neq 0 \right\})=\lambda(]x,y[\cap\left\{h=0 \right\})+0=\lambda(]x,y[\cap\left\{h=0 \right\})
or K=\emptyset\Rightarrow \lambda(K)=0 (la contraposée donne.....)

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 22:55

Bon, montrons simplement que le complémentaire d'un ensemble de mesure nulle est dense dans \R.

Soit N un ensemble de mesure nulle et N' = \complement N. Le but est de montrer que \bar {N'} = \R.
Soit x \in \R. Deux cas sont à envisager :

- x \in N' et donc tout voisinage de x rencontre N' et on est content.

- x \in N et il faut montrer que tout intervalle ouvert contenant \{x\} rencontre N'.

Soit I = ]a;b[ tel que x \in ]a;b[.
Comme \lambda(]a;b[) = b -a > 0 alors forcément ]a;b[ \subsetneq N puisque N est supposé de mesure nulle.
Donc il existe x' \in ]a;b[, x' \notin N. Et par la force des choses, x' \in N'=\complement N
Ce que l'on voulait.


Si donc \lambda(\left\{h\neq 0 \right\})=0, son complémentaire est dense dans \R.
Par continuité, h est identiquement nulle.

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 23:04

Démonstration par contraposition :

Supposons h non identiquement nulle et continue :

Soit t_0 \in \R telle que h(t_0) \neq 0.
Par continuité, il existe \delta > 0 tel que \forall x \in ]t_0-\delta;t_0 +\delta[, |h(x)| > |h(t_0)/2|  et donc h est non nulle sur ]t_0-\delta;t_0 +\delta[.

Donc \lambda(\{h\neq 0\}) > 0

Par contraposition il vient donc : \blue (\texttt{h continue et } \lambda(\{h\neq 0\}) = 0) \Rightarrow h =0

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 23:07

merci pour votre detail, l'idée est presque la meme,
Que pensez vous de cette question supp? (on connait que f-h=0 p.p mais faut-il etre precis pour U?)

astroq123 @ 12-04-2018 à 22:11

Salut tous,

si j'avais deux fonction f et h definies et continues sur le meme borelien U \in B(\mathbb{R}^d) et a valeurs dans \mathbb{R} tel que f=h \ \lambda_d-p.p alors le resultat reste-t-il le meme? ou est-ce qu'il faut preciser la nature de U \in B(\mathbb{R}^d) (ouvert, fermé..)?

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 23:35

Quand on parle de fonctions continues, en général, on précise que son domaine est ouvert ou est l'adhérence d'un ouvert. Donc, oui, il faut préciser qui est U.

Dans le cas où U est un ouvert ou l'adhérence d'un ouvert, alors oui, \lambda(\{h \neq 0\}) = 0 entraîne h = 0.

Mais on peut aussi parler d'une fonction f continue de domaine U borélien quelconque, mais qui ne soit pas de la catégorie décrite ci-dessus, en considérant f comme une application U\rightarrow \R et en utilisant la topologie induite ainsi que la tribu induite, ainsi que la mesure induite; ça peut être intéressant : il faudrait alors distinguer les points isolés des points d'accumulation... l'ensemble des points isolés sera forcément de mesure nulle et donc on pourra avoir des fonctions continues vérifiant \lambda(\{h \neq 0\}) = 0 et qui ne seront pas identiquement nulles.

Conclusion : de manière générale, le résultat n'est pas le même.

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 12-04-18 à 23:42

Prenons un exemple simple : f : \{0\}^d \rightarrow \R;~f(0) = 1 avec tribu, topologie et mesure induites. On a \lambda (\{0\}^d) = 0.
On a bien \lambda(\{f\neq 0\}) = \lambda (\emptyset) = 0 et pourtant f est bien continue et non identiquement nulle.

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 13-04-18 à 00:52

Supposant que U est un ouvert de \mathbb{R}^n, alors pour verifier que f=h partout, en suivant votre deuxieme preuve (par contraposée), nous sommes arriver a calculer la mesure de lebesgue d'une boule qui est long (on peut prendre la norme euclidienne, appliquer fubini.....), je ne s'il y a une autre manière pour dire que \lambda(\left\{f\neq h \right\})>0

Posté par
jsvdb
re : continuité et égalité partout! 13-04-18 à 01:11

Si U est un ouvert non vide alors il est de mesure non nulle.
Tu poses g = f - h et tu te ramènes au cas du début.
Alors dans ma démonstration, j'ai pris n = 1. Qu'à cela ne tienne.

Si t_0 \in \R^n est telle que g(t_0) \neq 0 alors par continuité, il existe un \delta > 0 tel que \forall x \in B(t_0;\delta), |g(x)| > |g(t_0)/2|.

Donc \lambda_n(\{g \neq 0\}) \geq \lambda_n(B(t_0;\delta)) > 0

et puis tant qu'on y est : \lambda_n(B(t_0;\delta)) = \delta^{n}.\dfrac{\pi^{n/2}}{\Gamma(\frac{n}{2}+1)}

Posté par
astroq123
re : continuité et égalité partout! 13-04-18 à 15:58

merci jsvdb pour votre aide et indications!!

L'autrefois, j'ai posté un exercice, qui est vraiment une casse-tete, j'espère si quelqu'un peut m'aider ou me donner des indications et des pistes pour le resoudre voici le lien :
independance et v.a.



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