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Ensemble connexe, connexe par arc

Posté par
H_aldnoer
08-05-07 à 22:55

Soit A=\{(x,\sin(\frac{1}{x}))\,,x\in\mathbb{R}_+^*\}.
Montrer que A est connexe, mais que A n'est pas connexe pas arcs.

J'arrive pas déjà à montrer la connexité de A :
A=O_1\cup O_2
O_1 et O_2 ouverts avec O_1\cap O_2=\empty

implique O_1=\empty ou O_2=\empty

ou sinon, est-ce que le fait que la fonction x\to sin(\frac{1}{x}) continue, A=f(\mathbb{R}_+^*), fait que A soit connexe ?

Posté par
perroquet
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:01

Bonsoir, H_aldnoer.

A est effectivement l'image du connexe ]0,+l'infini[ par l'application continue x -> (x, sin(1/x)). C'est donc une partie connexe. Le même raisonnement entraîne que A est connexe par arcs.

Donc, je pense que tu dois démontrer que l'adhérence de A est connexe et qu'elle n'est pas connexe par arcs

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:04

Ah oui effectivement désolé.
Deux choses :
Tout intervalle est connexe ?
Quel différence y'a-t-il entre x\to sin(\frac{1}{x}) et x\to (x,sin(\frac{1}{x})) ?

Posté par
perroquet
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:19

Une partie A de R est connexe si et seulement si A est un intervalle.

Pour la différence entre les deux fonctions: en particulier, elles n'ont pas le même ensemble d'arrivée, l'une est à valeurs dans R, l'autre est à valeurs dans R^2.

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:23

Merci, c'est bien clair.
Par contre je ne vois pas pourquoi c'est le même raisonnement qui entraine que A est connexe par arcs ?
Autrement dit l'image par f continue d'un connexe par arc est connexe par arc ?

Posté par
perroquet
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:25

Oui

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:26

A-t-on aussi l'équivalence :
Une partie A de R est connexe par arc
si et seulement si
A est connexe
si et seulement si
A est un intervalle.

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:29

bonsoir, je m'incruste

la connexité si tu considère un point de A, c'est a dire un point du graphe (x, sin(1/x)) quelque soit un point (y,sin(1/y)) de A tu peux les relier continûement rien qu'en suivant la courbe d'où la connexiyté par arc

Posté par
robby3
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:30

(pourquoi réciter le cours ici?)(dsl de l'incrsute mais les réponses a toutes les questions sont dans ton cours?! je comprend pas ? )

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:30

ouep pour les équivalences

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:37

Tu me scan et tu m'envoie ton cours robby stp alors (enfin le chapitre dont on fait référence ici) ? J'attend !

Il faut montrer en faite que \bar{A} est connexe mais non connexe par arc.
Pour la connexité Ok, car \bar{A} est connexe si A est connexe ce qui est le cas ici.

Mais pour la connexité par arc ?
Voila la définition que j'ai :
\forall x,y\in A \exists [a,b]\subset\mathbb{R} telle que f(a)=x et f(b)=y avec f:[a,b]\to A continue

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:40

ouep entre autre ca veut dire qu'il existe un chemin continu qui va du point x au point y.
Pour montrer que l'adhérence de A n'est pas connexe je pense qu'il faut raisonner par l'absurde.

Posté par
robby3
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:41

bon allez bonne nuit tout le monde à bientot.

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:41

Euh ... n'est pas connexe par arc plutôt non ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:41

> robby3
bonne nuit

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:41

Et mon scan du chapitre ?!?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:42

ouep pas connexe par arc lol désolé

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:44

Tiens t'es de Bordeaux I toi aussi !!
Tu fais quoi ?

sinon en supposant par l'absurde que c'est connexe par arc, ça donne quoi ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:46

je suis en L3 maths pures et toi?

Bah je me dit si L'adhérence de A est connexe par arc alors je considère le point (0,1) il appartient à l'adhérence de A ok?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:49

Moi je suis en L2 maths pures, le monde est petit!

Euh, c'est quoi \bar{A} ici ?
Je vois pas pourquoi (0,1) est dans \bar{A}. En tout cas (0,1) n'est pas dans A

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:56

ouep le monde est piti :p

en fait l'adhérence de A c'est A U {0}x[0,1]
essayons par les suites:

on considère premièrement ]0, +infini[ son adhèrence c'est [0;+infini[ U {infini} parceque l'adhérence de A c'est le plus petit fermé qui contient A.

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 08-05-07 à 23:58

Comment trouve tu l'adhérence de A comme étant A\cup \{0\}\times [0,1] ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:00

je dis ensuite que l'image réciproque d'un fermé est fermé donc l'image réciproque de l'adhèrence de A est un fermé donc s'écrit [a,b] a,b étant dans [0, +infini[ U {infini}

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:00

attends je te montre ou du moins j'essai

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:01

ok!

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:03

je reprends: on dit que A c'est { (x, y) de R² tq x dans ]0, +infini[ et y = sin(1/x)}

on peut aussi écrire A= ]0, +infini[ x {sin(1/x) où x appartient à ]0, +infini[ }

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:05

j'ai écrit A comme produit cartésien de deux ensemble donc l'adhérence de A c'est le produit cartésien des adhèrence de ces ensembles

l'adhérence de ]0; +infini[ c'est [0;+infini] ok?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:06

ok, je suis pour le moment

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:12

cool on s'occupe plus de ]0; +infini[ on connaît son adhérence.

On s'intéresse à l'adhérence de {sin(1/x) où x appartient à ]0, +infini[ }:

pour tout x >0 on a: sin(1/x) dans [-1,1] qui est déjà fermé. Alors je dirais que quand x tend vers 0 (resp +infini) on a que sin(1/x) dans [-1,1]  

d'où l'adhèrence de {sin(1/x) où x appartient à ]0, +infini[ } c'est [-1,1]

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:17

de là je dis que l'adèrence de A c'est : A U {0, +infini} x [-1,1]

car A est inclus dans son adhérence et que les valeurs d'adérence sont 0, +infini ( pour le premier ensemble du pdt cartésien] et [-1;1] (pour le deuxième.

En fait on ne s'est intéressé qu'aux valeurs d'adhèrence, mais j'ai peut etre pas été clair dessus -_-'

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:18

Ok,je vois bien que l'adhérence de \{sin(\frac{1}{x}),x \in ]0,+\infty[ \} c'est [-1,1].
Donc \bar{A}=\bar{]0,+\infty[}\times\bar{\{sin(\frac{1}{x}),x \in ]0,+\infty[ \}}=[0,+\infty]\cup [-1,1] ?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:20

Ok, Ok je vois :
\bar{A}=A\cup ([0,+\infty]x[-1,1]) ?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:20

Oups erreur :
\bar{A}=A\cup%20([0,+\infty]\times[-1,1])

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:21

Alors non,
il faut chercher les valeurs d'adhérences de ]0,+\infty[ et non l'adhérence de ]0,+\infty[ ?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:27

Finalement \bar{A}=A\cup\left(\{0,+\infty\}\times[-1,1]\right)

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:29

ah effectivement j'ai pas été clair je vais expliquer autrement:
_
A= A U {les valeurs d'ahérence}

on essaie de connaitre les valeurs d'adhèrences de ]0;+infini[ ce sont
[0;+infini]= ]0;+infini[ U {0;+infini}
et donc les valeurs d'adhérence de sin(1/x) sont les lim en 0 et plus l'infini

Or quand xn tend vers 0 sin (1/xn) appartient à [-1,1] les valeurs d'adhèrence de sin(1/x) sont exactement dans [-1;1] de même en plus l'infini
               _
alors on a que A= A U {0}x[-1;1] U {+infini}x[-1;1]

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:30

voilà bien vu

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:34

après :
(0,1) dans l'adhérence de A car 0 et 1 sont dans [-1,1] ??

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:35

bon du coup il reste plus qu'à prendre un point M dans {0}x[-1;1] par exemple M(0,1)

si on suppose qu'on peut le lier par un chemin continu à tout point (x;y) de A alors:

il existe f continue: [0;1] -> A tq f(0)=(0,1) et f(1)=(x;sin(1/x))
j'ai pris a=0 et b=1 dans ta définition

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:37

pour l'instant ok!
enfin dans la définition de f, il y a une variable, et après un couple ?

f(0)=(0,1) c'est f(0,0)=(0,1) ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:41

euuh non.. En fait je raisonne en terme de chemin qui va d'un point à un autre donc en 0 je suis au départ et en 1 je suis à l'arrivé. c'est la meme chose que de dire en a je suis au départ et en b je suis a l'arrivé.
M(0,1) étant mon départ et (x,y=sin(1/x)) mon arrivée

En fait on a que f dépend de x car elle dépend de l'arrivée

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:43

Ok!
Mais elle est ou la contradiction dans ce cas ?
On ne peut pas trouver de telle f continue ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:47

non!

par contre c'est plus simple si je pars de (x;y=sin(1/x)) pour arrivé en M(0;1):

si je pars de (x;y=sin(1/x)) la seule facon d'aller vers un autre point continûement dans A c'est de parcourir la courbe ok?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:52

La je suis plus trop!
On veut montrer non connexe par arcs :
\exists x,y\in\bar{A} \forall [a,b] f(a)\neq x ou f(b)\neq y ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:53

excuse moi on a             _
                 f:[0;1] -> A
tq                  f(0)=(x; sin(1/x)) et f(1)= (0;1)

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:54

on veut montrer que si on suppose l'adhérence de A connexe par arc alors on a une contradiction

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:59

entre autre je veux montrer que si je suppose l'adhérence de A est connexe par arc alors on a

lim en 0 de sin(1/x) existe et vaut 1 ce qui est absurde

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 00:59

ok, je vois a peu près.
ensuite, c'est ou la contradiction

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 01:02

(0,1) c'est bien dans l'adhérence mais il n'existe pas de réels a et b tels que f(a)=0 ou f(b)=1

c'est ça ?

Posté par smoke2joint (invité)re : Ensemble connexe, connexe par arc 09-05-07 à 01:13

non la contradiction va porter sur la fonction f regarde je te dis tout d'un coup et tu me demande aprés:

bah si je suppose que je peux relier le point (x;sin(1/x)) à M(0;1)
(attention par rapport à ta definition le x c'est (x;sin(1/x)) et y c'est M(0;1))

mais (x;sin(1/x)) est dans A et les seuls chemins continus dans A qui partent de (x;sin(1/x)) c'est exactement les morceaux de courbe qui partent de (x;sin(1/x))

Donc la seule fonction f qui est possible c'est:

f:[0,1] -> adhèrence de A

tq f(z)= ((1-z)x; sin(1/((1-z)x))) on a alors f(0)= (x;sin(1/x)) f continue a valeur dans l'adhèrence de A

et f(1)=(0;1) or lim sin(1/((1-z)x) quand z tend vers 0 n'existe pas

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