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Niveau Maths sup
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espace euclidien

Posté par Djeffrey (invité) 08-01-06 à 22:50

Bonsoir, j'ai une question sur les ev normés que voici :

Soit E un espace euclidien
Les F_i (pour i allant de 1 a p) sont des sous espaces de E tels que leur intersection est {0}.
Montrer que il existe (a,b) \in \mathbb{R}^{+2} tels que pour tout x de E :
a||x||\le \Bigsum_{i=1}^p d(x,F_i)\le b||x||

En fait cela m'a rapellé bien sur les normes equivalentes sur un ev de dimension fini, donc je pense qu'il suffit de montrer que la somme mise en jeu definit bien une norme egalement.

La separation est claire je crois par l'hypothèse faite sur les Fi, par contre je n'arrive pas a prouver les 2 autres axiomes...

Pourriez vous m'aider la dessus svp?
Merci d'avance a tous

Posté par
kaiser Moderateur
re : espace euclidien 08-01-06 à 22:52

Bonsoir Djeffrey

Qu'entends-tu par séparation ?

Kaiser

Posté par
otto
re : espace euclidien 08-01-06 à 22:53

La séparation est le fait que ||x||=0 implique que x=0
Enfin je crois ...

Posté par
kaiser Moderateur
re : espace euclidien 08-01-06 à 22:54

Merci otto.
Au fait : Bonsoir otto

Posté par
kaiser Moderateur
re : espace euclidien 08-01-06 à 22:57

Mais j'y pense || || désigne bien la norme associé au produit scalaire.
Je pense donc qu'on peut expliciter ce qu'est d(x,Fi).

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : espace euclidien 09-01-06 à 00:13

Bonsoir Djeffrey,kaiser et otto;
On pourra considérer l'application \fbox{f{:}E\to\mathbb{R}\\x\to\Bigsum_{i=1}^{p}d(x,F_i)} qui est continue puisque somme (finie) de fonctions continues et comme on est dans un espace de dimension finie (euclidien) la boule unité B est compacte (fermée bornée) d'où f est bornée et atteint ses bornes a et b sur B et on a donc \fbox{(\forall x\in E)\\(||x||=1)\Longrightarrow a\le\Bigsum_{i=1}^{p}d(x,F_i)\le b} on remarquera que f ne s'annule pas sur B puisqu'elle ne s'annule que sur \Bigcap_{i=1}^{p}F_i=\{0_E\} on a donc a>0 et par suite b>0.
soit maintenant y\in E-\{0_E\} en posant x=\frac{y}{||y||} on a ||x||=1 donc a\le\Bigsum_{i=1}^{p}d(\frac{y}{||y||},F_i)\le b} et en remarquant que par définition d(\frac{y}{||y||},F_i)=\inf_{z\in F_i}\hspace{5}d(\frac{y}{||y||},z)=\inf_{z\in F_i}\hspace{5}||\frac{y}{||y||}-z||=\frac{1}{||y||}\inf_{z\in F_i}\hspace{5}||y-||y||z||=\frac{1}{||y||}\inf_{z'\in F_i}\hspace{5}||y-z'||=\frac{1}{||y||}d(y,F_i) (puisque z\to||y||z est une permutation de F_i car une homothétie de rapport non nul d'un espace vectoriel en est un isomorphisme) on voit que \fbox{(\forall y\in E-\{0_E\})\\ a||y||\le\Bigsum_{i=1}^{p}d(y,F_i)\le b||y||} cet encadrement étant trivial pour y=0_E vu que 0_E est dans tout sous espace de E on conclut finalement que \fbox{(\forall x\in E)\\ a||x||\le\Bigsum_{i=1}^{p}d(x,F_i)\le b||x||}.
Remarque:
A mon avis l'hypothése E euclidien n'est pas necessaire pour conclure.
Sauf erreurs bien entendu


Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : espace euclidien 09-01-06 à 01:01

Une rectification il sagit plutot de la sphére unité B=\{x\in E/||x||=1\} qui est bien compacte en dimension finie.

Posté par Djeffrey (invité)re : espace euclidien 09-01-06 à 19:11

merci beaucoup a tous, et particulierement elhor
a bientot



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