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Niveau Maths sup
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Espace Hilbertiens et forme lineaire !

Posté par
Ksilver
20-10-06 à 18:49

Bonsoir !


est-ce vrai que dans un Espace Hilbertiens, pour toute forme lineaire Continu f il existe un vecteur a, telle que f(x) = <a|x> ?


et surtous... comment prouve t'on ce resultat ?

Posté par
Gauss-Tn
Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 20-10-06 à 22:48

SALUT ,  oui  le résultat est vrai et on meme  le réciproque

Posté par
Cauchy
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 00:20

Bonsoir ,


pour le montrer tu prend un vecteur u dans l'orthogonal du noyau de f(le cas ou f est nulle est trivial tu prend a=0).

Ensuite pour tout vecteur x , tu poses v=x-(f(x)/f(u))*u donc v appartient au noyau de f. Donc <u,v>=0,développes avec l'expression de v et voit ce que tu obtiens.

Posté par
Ksilver
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 12:45

hum oui en effet sa marche tous seul, Merci !


euh donc si je ne me trompe pas cette propriété est vrai aussi dans les espaces préhilbertien non ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:40

Salut Ksilver!

Non, tu as besoin de la complétude en dimension infinie.
Tu as des espaces préhilbertiens non isomorphes à leur dual topologique , par exemple L^p pour p\ge 3, dont le dual est L^q.

Tigweg

Posté par
kaiser Moderateur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:43

Bonjour à tous

Tigweg> Pour p supérieur ou égal à 3, \Large{L^{p}} n'est pas un espace préhilbertien, il me semble.

Kaiser

Posté par
Ksilver
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:45

mais dans ce cas, a qu'elle moment on utilise la completude dans la demonstration dont parle cauchy ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:48

Et bien-sûr pour \frac1{p}+\frac1{q}=1

Je m'explique car je me rends compte que je n'ai peut-être pas été très clair : si toute forme linéaire continue s'écrit de la façon indiquée, alors le dual topologique L(H,)=H' est isomorphe à H, puisque toute flc sur H correspond à un élément de H (et les structures sont les mêmes).Ainsi si la propriété que tu énonces était vraie dans tout espace préhilbertien H, tout espace préhilbertien H serait réflexif (càd serait tel que H'=H), ce qui est faux d'après mon post précédent

Tigweg

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:49

Euh...En effet Kaiser!
Décidément je vais aller me recoucher moi...

Tigweg

Posté par
Ksilver
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:52

oui surement (j'ai commencé la taupologie il y a peine une semaine... donc la tu sors de mes connaissances)


mais le probleme c'est que je n'ai pas l'impression d'utiliser la completude dans la demonstration dont parle cauchy !
j'en deduit que : soit je l'utilise sans m'en rendre compte (dans ce cas... a  quel moment ? ), soit la demonstration est fausse ^^

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:54

Par contre l'ensemble B des fonctions réelles bornées sur [0;1] est préhilbertien, mais il n'est pas réflexif me semble-t-il, donc je pense qu'on a quand même besoin de la complétude pour conclure.

Tigweg

Posté par
kaiser Moderateur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 13:57

Juste un petit détail Tigweg : tes fonctions doivent être continues (sinon, le produit scalaire qu'on imagine bien n'en sera pas un).

Kaiser

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 14:04

Oui, merci Kaiser, j'avais encore omis ce détail(désolé d'être si peu fiable aujourd'hui...)

Sinon la démo de Cauchy me semble juste à condition de choisir u dans Ker f tel que f(u)=||u||².
Donc la propriété semble finalement vraie dans tout espace préhilbertien.
En revanche peut-être a-t-on besoin de la complétude pour prouver l'UNICITE d'un tel vecteur u, auquel cas cela expliquerait tout, vu qu'il n'y aurait pas non plus isomorphisme entre H et H' dans le cas où H n'est que préhilbertien.

Autrement dit le résultat que tu énonces n'implique pas que tout espace préhilbertien est réflexif, Ksilver, finalement

Tigweg

Posté par
Rodrigo
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 14:11

Non la démo de Cauchy necessite d'etre dans un espace de Hilbert pour la raison suivante, L'existence d'un supplémentaire orthogonnal d'un espace fermé n'est en général pas vrai dans un espace prehilbertien quelconque.
C'est le theo de projection sur un convexe qui assure que dans un espace de Hilbert tout sous espace fermé admet un supplementaire orthogonnal or pour ce theorème, la complétude est essentielle.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 14:23

Ah oui voilà c'est ça, merci Rodrigo !!
L'unicité de u est en fait triviale, quel que soit l'espace:

s'il existe u et v vérifiant pour tout x:

f(x) = =

alors on obtient pour x= v-u la relation 0 = = ||u-v||², c'est-à-dire u=v.

Tigweg

Posté par
Ksilver
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 14:25

Ok, je pense avoir fait le tour de mon probleme alors ^^


Merci a tous !

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 21-10-06 à 14:32

Encore désolé pour mon manque de clarté, Ksilver, ma mémoire commence à flancher ces derniers temps...
Eh oui, ça part vite, les maths!!

Tigweg

Posté par
stokastik
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 22-10-06 à 13:52

Ksilver j'ai déjà pu estimer ton niveau en maths en te lisant sur ce forum et je suis fort étonné que tu dises que tu as commencé la topologie il y a seulement une semaine.

Posté par
Ksilver
re : Espace Hilbertiens et forme lineaire ! 22-10-06 à 21:51

et bien si je suis rentré en math spé cette année, et on ne fait pas de topologie en sup !



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