Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau LicenceMaths 2e/3e a
Partager :

Démontrer qu'un ouvert fermé non vide vaut Rn (sous conditions)

Posté par
BastienVal
04-11-23 à 22:05

Bonjour,

Voici l'énoncé :

Soit A une partie non vide de Rn que l'on suppose ouverte et fermée. Le but de l'exercice est de montrer que, sous
ces conditions, A = Rn. Puisque A est non vide on fixe a appartient à A.

Soit b appartient à Rn. Pour t  supérieur ou égal à 0 on pose xt := a + t(b -a) et I := {t appartenant à  [0, 1] : pour tout s appartenant à  [0, t], xs appartient à A}.

1. Montrer que I est un sous-intervalle de [0, 1] non vide.
2. Montrer que sup I appartient à I puis que sup I = 1 et conclure.

1. I appartient à [0, 1]  par définition.
De plus, 0 appartient à I puisque pour t=0, x0 = a et a appartient à A.

2. Je montre que sup I appartient à I de la manière suivante :
♦ Si b appartient à A, sup I = 1 qui appartient à I puisque le segment [ab] est entièrement compris dans A.
♦ Si n'appartient pas à A, sup I = t0 appartenant à [0, 1] et pour tout s appartenant à  [0, t0], xs appartient à A. Donc t0 appartient à I.

Dans ces deux cas sup I appartient à I.

Pour montrer que sup I = 1 :
On l'a déjà montré si b appartient à A.
Si b n'appartient pas à A, b appartient à Rn\A
mais je ne sais pas comment utiliser le fait que A soit ouvert et fermé.

Je vous remercie par avance pour vos réponses.

Excellente soirée.

Posté par
GBZM
re : Démontrer qu'un ouvert fermé non vide vaut Rn (sous conditi 05-11-23 à 08:00

Bonjour,
Pour la question 1) : I n'appartient pas à [0,1], il est contenu dans [0,1]. Et tu n'as pas démontré que c'est un intervalle.
Pour la question 2), beaucoup d'erreurs dans ce que tu écris. Déjà, si b appartient à A, pourquoi est-ce que le segment [a,b] serait contenu dans A ?
Pour montrer que la borne supérieure de I appartient à I, on se sert du fait que A est fermé.
Pour montrer que la borne supérieure de I est 1, on se sert du fait que A est ouvert.
Il n'est pas inutile de remarquer que \{t\in [0,1]\; |\; a+t(b-a)\in A\} est ouvert-fermé dans [0,1].

Posté par
BastienVal
re : Démontrer qu'un ouvert fermé non vide vaut Rn (sous conditi 06-11-23 à 23:50

Bonsoir,

Pour la question 1 au temps pour moi je me suis mal exprimé concernant I.

Pour illustrer que si b appartient à A, le segment [a,b] serait contenu dans A, je pensais pouvoir utiliser la connexité par arc en posant pour a et b dans A  f(t) = a + t(b-a) une fonction de [0,1] dans A. Mais on ne peut pas savoir si l'image de t par cette fonction est dans A.

De plus, j'ai du mal à comprendre comment montrer que l'ensemble de votre dernière phrase est un ouvert fermé et que supI vaut 1 en utilisant le fait que A soit ouvert.

Autrement, merci grandement pour votre aide.

Bonne journée.

Posté par
GBZM
re : Démontrer qu'un ouvert fermé non vide vaut Rn (sous conditi 07-11-23 à 06:23

La fonction f : t\mapsto a+t(b-a) est continue de [0,1] dans \mathbb R^n. L' "ensemble de ma dernière phrase" n'est-il pas f^{-1}(A) ?



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 !