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continuité uniforme(logique)

Posté par Profil amethyste 31-07-18 à 05:00

Bonjour, merci d'avance(grandement);

J'ai été amener à rédiger  autrement quelque chose que j'ai vu sur le wiki.
Mais je ne vois pas d'erreur là-dedans(je me méfie à mort) .
J'ai des problèmes de logique(je n'ai jamais aimé ça -tant quand j'étais à l'école que plus tard- c'est une catastrophe! )
Alors oui vraiment merci de me dire ce qui cloche dans ce qui est écrit ci-dessous

Soient \left( E,d_E\right) et  \left( F,d_F\right) deux espaces métriques

f:E\rightarrow F une application

\mathcal {P}:=\left( \forall x\in E,\forall \epsilon >0,\exists \delta>0;\forall y\in E,d_E(x,y)\leq \delta \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \epsilon   \right)

\mathcal {Q}:=\left( \forall x\in E,\forall \epsilon >0,\exists g\in {\mathbb {R}_+^{E\times \mathbb {R}_+}};\forall y\in E,d_E(x,y)\leq g(x,\epsilon) \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \epsilon   \right)

sont deux propositions

ALORS d'une part on vérifie toujours l'équivalence \mathcal {P}\Leftrightarrow \mathcal {Q}

et d'autre part lorsque  \mathcal {P}\Leftrightarrow \mathcal {Q} est vrai alors f est de continuité simple

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 05:20

(mince) ….je voulais dire  

\mathbb {R}_{+}^{*E\times \mathbb {R}_+^*

et non pas

\mathbb {R}_{+}^{E\times \mathbb {R}_+

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 05:30

mince une seconde erreur (en plus d'une faute d'orthographe "j'ai été amené" sans "r")

je voulais dire

et d'autre part lorsque  \mathcal {P}\land \mathcal {Q} est vrai alors f est de continuité simple

Posté par
luzak
re : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 08:28

Bonjour !
Pour commencer au lieu de mettre des parenthèses ainsi

Citation :

\mathcal {P}:=\left( \forall x\in E,\forall \epsilon >0,\exists \delta>0;\forall y\in E,d_E(x,y)\leq \delta \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \epsilon   \right)
\mathcal {Q}:=\left( \forall x\in E,\forall \epsilon >0,\exists g\in {\mathbb {R}_+^{E\times \mathbb {R}_+}};\forall y\in E,d_E(x,y)\leq g(x,\epsilon) \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \epsilon   \right)

je pense que ce serait préférable d'écrire (j'ai agandi volontairement les parenthèses encadrantes mais c'est juste pour que cela soit plus évident)

\mathcal {P}:= \forall x\in E,\forall \varepsilon >0,\exists \delta>0;\forall y\in E,\;\Bigl(d_E(x,y)\leq \delta\Rightarrow   d_F\bigl( f(x),f(y)\bigr)\leq \varepsilon   \Bigr)

\mathcal {Q}:=\forall x\in E,\forall \varepsilon >0,\exists g\in {\mathbb {R}_+^{E\times \mathbb {R}_+}};\forall y\in E,\;\Bigl( d_E(x,y)\leq g(x,\varepsilon) \Rightarrow   d_F\bigl( f(x),f(y)\bigr)\leq \varepsilon   \Bigr)
................................................
La première proposition est classique et me paraît claire.
La deuxième est une variante un peu tordue (et j'aimerais savoir ce qui t'a poussé à l'utiliser) mais je l'écrirai plutôt :

\mathcal {Q}:=\exists g\in {\R_+^*}^{E\times \R_+^*},\;\forall x\in E,\;\forall \varepsilon >0,\;\forall y\in E,\;\left( d_E(x,y)\leq g(x,\varepsilon) \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \varepsilon   \right)
Ton écriture laisse entendre que g dépend de x,\varepsilon ce qui n'est pas correct.
..............................................
Enfin la "continuité simple" ne se définit pas par la conjonction \mathcal {P}\text et }\mathcal {Q} mais plutôt par la disjonction \mathcal {P}\text ou }\mathcal {Q}

....................................................
Un détail : je n'aime pas le dessin donné par "epsilon"  et préfère celui de "varepsilon" (\epsilon,\varepsilon)

Posté par
DOMOREA
continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 09:25

bonjour,
Je ne connaissais pas cette version de la continuité simple
Dans la poursuite de ce que tu dis luzak, ce serait intéressant qu'amethyste  nous dise:
ce que peut être la fonction g qu'elle introduit dans un exemple simple que je lui propose.
Par exemple f: \mathbb{R}_+^*\rightarrow \mathbb{R}_+^*, x \rightarrow \frac{1}{x} pour montrer que g(x,\varepsilon) évidement dépend de x et de\varepsilon  mais pas g.

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 11:17

Bonjour

Oui Lusak les parenthèses que j'ai placé comme ça sont une faute

il fallait écrire comme tu l'as fait

Oui Domoréa & Lusak je dirai que là encore vous avez raison pour g

je dois partir là mais je reviens ….

Posté par
luzak
re : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 12:15

Pas réalisé que le titre était "continuité uniforme", à revoir.

L'équivalence prétendue des propositions demande quand même, il me semble, l'utilisation de l'axiome du choix. Sinon comment définir la fonction g ?

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 12:20

Merci Lusak oui(là encore effectivement)

je dormais cette nuit,  j'ai aussi fait une erreur sur mon titre

bon je réfléchis pour tout ce que tu m'as dit

je ne sais pas encore comment je vais faire ...j'ai besoin de réfléchir

(recommandation faite à Bernard Osterman par son prof de judo)

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 12:45

Bonjour Lusak

et si je place (sans justification) "par AC," comme premiers mots de la proposition \mathcal {Q}?

corrigée après ta recommandation (évidemment)

(en aparté , pour la référence Osterman de mon post précédent,  il s'agit de "Osterman Week end" l'un des traitres du réseau Osterman)  

Posté par
jsvdb
re : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 13:50

Bonjour

J'explicite un peu ce qui dit luzak.
Attention à la manipulation de ce type de raisonnement qui consiste à inverser les quantificateurs ... terrain glissant dont il faut se méfier "à mort"
En effet, l'énoncé tel que posé, est erroné.

Que \mathcal P \Rightarrow \mathcal Q, c'est évident.

Si on veut affirmer que \mathcal Q \Rightarrow \mathcal P, il faut rajouter l'hypothèse que g ne dépend ni de x ni de \varepsilon

Les deux proposition sont alors équivalentes, et dans la proposition \mathcal Q, la fonction g peut tout-à-fait rester là où elle est.

En effet, logiquement, elle dépend de x et \varepsilon, mais ici, par hypothèse, elle n'en dépend pas.

Normalement, on a toujours l'implication (\exists x)(\forall y)P(x;y) \Rightarrow (\forall y)(\exists x)P(x;y).

Mais si dans (\forall y)(\exists x)P(x;y), il appert que x ne dépend en fait pas de y alors on a (\exists x)(\forall y)P(x;y) \Leftrightarrow (\forall y)(\exists x)P(x;y).

C'est exactement ce qui arrive ici vis-à-vis de la fonction g.

Donc l'idée est que si on trouve une fonction g \in \mathbb {R}_{+}^{E\times \mathbb {R}_+ telle que \forall x\in E,\;\forall \varepsilon >0,\;\forall y\in E,\;\left( d_E(x,y)\leq g(x,\varepsilon) \right)\Rightarrow \left(d_F\left(f(x),f(y)\right)\leq \varepsilon   \right) alors f est continue.

Si maintenant g \in \mathbb {R}_{+}^{\mathbb {R}_+ telle que \forall x\in E,\;\forall \varepsilon >0,\;\forall y\in E,\;\left(d_E(x,y)\leq g(\varepsilon)\right)\Rightarrow \left(d_F\left(f(x),f(y)\right)\leq \varepsilon\right) alors f est uniformément continue.

C'est une façon de voir les choses par rapport à la présentation classique.

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 14:04

Bonjour

Lusak a vu mes erreurs

À présent si la proposition Q est corrigée  par ses recommandations

Ais-je le droit d'écrire "par AC"  dans les premiers mots de la correction apportée par Lusak ?

Evidemment comme je n'ai jamais vu un tel "merdier nul part ailleurs que chez moi", je suis méfiant, car en fait écrire l'équivalence reviendrai à dire que  la proposition P demande l'existence de AC

et là c'est risqué i.e. aller un peu trop loin …

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 15:13

Re-bonjour(un truc naif mais là il faut que j'écrive mon truc sur mon cahier avant la nuit qui vient -et elle vient vite-)

un moyen d'éviter de faire l'équivalence P\Leftrightarrow Q serait de l'oublier définitivement et  d'écrire

(après correction de l'écriture de \mathcal {Q} par Lusak on a :

\mathcal {Q}:=par AC,\exists g\in {\R_+^*}^{E\times \R_+^*},\;\forall x\in E,\;\forall \varepsilon >0,\;\forall y\in E,\;\left( d_E(x,y)\leq g(x,\varepsilon) \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \varepsilon   \right)

puis de dire que
\mathcal {Q}\Rightarrow \mathcal {P} est toujours vrai

comme ça si l'axiome de choix est faux on est couvert

mais dans ce cas, j'aurai certes échoué à écrire la proposition P autrement (par équivalence)

tant pis...

Posté par
DOMOREA
continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 15:25

bonjour,
@luzak je suis évidement d'accord,
\forall (x,\varepsilon) \in E \times\mathbb{R_+^*} il existe au moins  une valeur \eta dépendante de x et de \varepsilon que l'on choisit et  que l'on pourra noter g(x,\varepsilon) ce qui définit g. il faut bien accepter l'axiome du choix.

Pour une fonction g qui convient, toutes les fonctions h  satisfaisant à ( \forall (x,\varepsilon) \in E\times \mathbb{R_+^*} ,    0< h(x,\varepsilon)\le g(x,\varepsilon))   conviennent. Ainsi \forall (x,\varepsilon) \in E \times\mathbb{R_+^*}

ma question était plutôt pour une fonction particulière définie sous une forme explicite, déterminer une fonction g, dans les cas simples d'école, on pourra trouver une forme explicite simple pour g. C'est la question élémentaire que je proposais à amethyste où les espaces se réduisaient à (\mathbb{R}, ||) . et f définie sur un ouvert (évidement).

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 15:31

ah pardon je voulais dire

\mathcal {Q}:=par AC,\exists g\in {\R_+^*}^{E\times \R_+^*},\;\forall x\in E,\;\forall \varepsilon >0,\;\forall y\in E,\;\left( d_E(x,y)\leq g(x,\varepsilon) \right)\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \varepsilon   \right)

puis de dire que
\mathcal {Q}\Rightarrow \mathcal {P} est toujours vrai si f est de continuité simple

après je ne vois plus trop l'intérêt de ce que j'ai fait cette nuit mais penser que ce que je fais est interessant me fera un peu rigoler (et un peu pas mal )

Posté par
jsvdb
re : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 15:48

Pourquoi faire intervenir cet axiome du choix ?
Les seuls endroits où il intervient de façon rédhibitoire, c'est dans la démonstration du lemme de Zorn et le théorème de Zermelo (et encore, on peut s'en passer à l'école de Bourbaki).

Il est clair que Q P sans axiome du choix (Q en bonne version j'entends)

Pour la réciproque, on considère dans un premier temps l'ensemble A_{x;\varepsilon} des \delta qui vérifient que \forall y\in E,~d_E(x,y)\leq \delta\Rightarrow \left(  d_F\left(   f(x),f(y)\right)\leq \epsilon   \right), à x et \varepsilon fixés.

Puis, on prend g(x;\varepsilon)= \inf\{\sup A_{x;\varepsilon};1\} évidemment, \sup A_{x;\varepsilon} \in \bar \R.

Point barre, exit AC.

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 15:53

Bonjour

de toute façon dans mon dernier post j'ai encore écrit une connerie(la fatigue n'explique pas tout, oui heu effectivement je suis un peu comme ça , borné à ce point que ça devient ridicule )

pour que f soit de continuité simple il suffit que \mathcal {P} soit vrai

je tiens à placer mon \mathcal {Q} à ce point que je deviens de plus en plus ridicule ….

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 16:43

Merci JSVDB

je vois que c'est malin (je dirai correct mais je ne suis pas compétent et là c'est clair) ton écriture

bon sinon  tu utilise la droite achevée mais à mon avis ça ne dérange en rien (il s'agit de juste utiliser la relation d'ordre de cet ensemble pour ensuite prendre un inf   )

Posté par
jsvdb
re : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 16:48

Si tu ne souhaites pas utiliser la droite achevée, pas de soucis, tu poses  g(x;\varepsilon)= 1 quand \sup A_{x;\varepsilon} n'existe pas dans \R_+.
Mais bon, l'utilisation de \bar \R dans ce contexte ne porte pas à conséquence.

Posté par Profil amethystere : continuité uniforme(logique) 31-07-18 à 16:54

Oui merci JSVDB

je vois (ce n'était pas une critique ce que j'ai dit : j'ai bien vu que ça ne porte pas à conséquence )

(merci deux fois car c'est important  pour moi)

Posté par
etniopal
re : continuité uniforme(logique) 01-08-18 à 12:05

Soient (X , d) , (X ' , d ') des métriques et f : X   X ' .

   1.Soit a X .
           Pour tout > 0 on peut considérer l'ensemble  A(a,) formé des réels > 0 tels que  d '(f(x) , f(a)) < si d(a,x) <     .
    Dire que  f est continue au point a  c'est dire qu'on a : > 0 ,  A(a,) est non vide .  
Supposons que ce soit le cas .
Tout ensemble  A(a,)  est tel que  , s'il contient t > 0  , il contient aussi ]0 , t[  . S'il est borné on pose a, = Sup (A(a,)) . Sinon on pose      a,    = 12,4  ( ou 1 comme jsdb )  et on a  :  A(a , )    ]0 ,  [ .

    On a donc montré qu'e , si f est continue au point a , il existe une application      a,   telle que pour tout  t de }0  , a,   [ on ait  d '(f(x) , f(a)) < si d(a,x) <     .

Ceci évite les
.. > 0 t ...
.. > 0 dépendant de …
qui n'ont guère  de sens .

Il reste quand même à faire la réciproque ( c'esdt très facile )

2.La continuité (globale )  de f peut donc s'écrire :
: X +*  telle que  ….

3.  Concernant la continuité uniforme :
  
Pour > 0 soit Bf() := {  d '(f(x) , f(y)) │ d(x,y) < }  
L'application t Bf(t) étant croissante , t     Sup(Bf(t) ) = wf(t)  est décroissante de ]0 , +[  vers [0 , +] .
On pose w(f) = Inft>0  ( wf(t) ) .

On montre facilement que f est UC   ssi   w(f) = 0




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