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Niveau Maths sup
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enveloppe inférieure

Posté par
romu
18-05-07 à 13:58

Bonjour,

cette fois, A est un sous-ensemble fermé de \mathbb{R}, \chi_A\ :\ \mathbb{R}\longrightarrow \{0,1\} est l'application caractéristique de A.

Montrer que \chi_A est l'enveloppe inférieure des fonctions continues qui sont partout \geq \chi_A.

Notons C l'ensemble des fonctions continues qui sont partout \geq \chi_A.

Alors d'abord \geq \chi_A est un minorant de C,

par contre si A \neq \mathbb{R},  \chi_A \notin C,

puisqu'elle n'est pas continue en un nombre fini de points, vu que A peut s'écrire comme union finie d'intervalles disjoints,
et \chi_A n'étant pas continue aux bornes de ces intervalles.

A priori, il me semble qu'il faut que je procède par l'absurde en cherchant un minorant de C plus grand que \chi_A,
mais je ne vois pas trop comment procéder pour trouver une contradiction.


  

Posté par
Camélia Correcteur
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 14:33

Bonjour

Ton énoncé m'inquiète un peu. Sans hypothèse sur A, il y a un problème. Supposons que A=Q. Une fonction continue qui est supérieure à 1 sur Q, est certainement supérieure à 1 partout, donc dans ce cas l'enveloppe serait la fonction constante de valeur 1. D'après un exo précédent, ce que tu appelles l'enveloppe inférieure est simplement la fonction définie en x par inf(f(x)) quand f décrit l'ensemble de fonctions considérées, est-ce bien ça?

Posté par
Camélia Correcteur
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 14:38

Désolée, j'ai mal lu, je n'ai pas vu fermé! Oublie mon post précédent.

On veut donc montrer que pour un x n'appartenant pas à A on peut trouver une fonction continue qui majore A et qui vaut 0 en A. Or il existe a>0 tel que ]x-a,x+a[A=. Il suffit de prendre 1 pour tx+a, 0 en x et de recoller avec des bouts de droite pour rendre continu!

Posté par
romu
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 14:42

Salut Camélia,

ton exemple avec Q a permis quand même de m'éclairer, parce que je voyais pas pourquoi A devait être fermé, déjà.

Posté par
Camélia Correcteur
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 14:45

Tant mieux!

Posté par
romu
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 15:03

Par contre je comprends pas trop, le raisonnement.

Donc on cherche une fonction continue f telle que  f majore chi_A, c'est à dire f est dans C,
telle que
si x \notin A, f(x) \geq 0;
si x \in A, f(x) = 1.

Donc si x\notin A, il existe un réel a>0 telle que  ]x-a,x+a[ \cap A = \emptyset.

On choisit alors f_x(t) = 1 si t\in ]x-a,x+a[,\ f_x(x) = 0 sinon.

Quand tu dis de recoller avec des bouts de droite pour rendre continu!
ces droites relient quels points à quels points?

cette fonction f joue quel rôle pour montrer que \chi_A est le plus petit des majorants de C ?

Posté par
romu
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 15:10

pardon

f_x(t) = 1 si t \notin ]x-a,x+a[
f_x(t) = 0

et une droite relie (x-a, 1) à (x,0) et une autre relie (x,0) à (x+a, 1).

Ainsi définie f_x est continue

et la fonction f qu on cherche est  inf_{x \notin A} f(x) ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 15:14

D'abord pour montrer que A est bien la borne inférieure, il faut montrer que pour x fixé pas dans A, inf f(x)=0 avec f continue. Le plus simple est de fabriquer une fonction f continue A qui vaut 0 en x.

Or donc f(t)=1 pour tx+a, f(t)=(x-t)/a si x-attx+a et tu vérifies que ça marche!

Posté par
Camélia Correcteur
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 15:15

Ben voilà, tu as répondu le premier! (la première?)

Posté par
romu
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 15:20

le premier

d'accord, je vois.
Merci pour ton aide Camélia

Posté par
Camélia Correcteur
re : enveloppe inférieure 18-05-07 à 15:22

Avec plaisir!



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