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Niveau Reprise d'études
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Espace métrique

Posté par
Fractal
13-03-20 à 15:52

Bonjour,

Je regarde l'exercice suivant :

Soit (E,d) un espace métrique et O\subset E.
Montrer que O est ouvert si et seulement si pour toute suite (x_n) de E qui converge vers un élément de O il existe n_0\in\N tel que \forall n\geq n_O, x_n\in O

Bon, j'ai donc supposé que O est un ouvert, que la suite converge vers un élément l\in O, et donc qu'il existe un tel que  B(l,\epsilon)\subset O

x_n\rightarrow l, donc \exists n_0\in\N\mid \forall n\in\N,n\geq n_O \Rightarrow d(l,x_n)<\epsilon

Donc x_n\in B(l,\epsilon)\subset O \Rightarrow x_n \in O


Je ne sais pas si ce que j'ai fait est de la plus grande rigueur, mais ma difficulté, c'est de faire la réciproque (dans l'autre sens).
Là je bloque.

Posté par
mokassin
re : Espace métrique 13-03-20 à 16:07

Bonjour,
Par contrapose c'est quasi immédiat.

Posté par
mokassin
re : Espace métrique 13-03-20 à 16:08

Pardon pas contrapose. Montre que le complementaire est ferme.

Posté par
matheuxmatou
re : Espace métrique 13-03-20 à 18:10

Fractal

pour ce que tu as fait c'est correct

pour la réciproque c'est bien la contraposée qui me semble appropriée...

Si O n'est pas ouvert, il existe un élément L de O pour lequel aucune des boules centrées sur L n'est incluse dans O

En prenant les boules de rayon 1/n, à chaque fois tu construis un élément xn qui est dans cette boule sans être dans O ... et donc une suite qui converge vers L sans qu'aucun élément n'y soit ...

à rédiger évidemment !

Posté par
Fractal
re : Espace métrique 14-03-20 à 07:57

Je vous remercie, c'est cette phrase là que je ne comprends pas :

Citation :
il existe un élément L de O pour lequel aucune des boules centrées sur L n'est incluse dans O

Enfin, en terme d'expression, je la comprends bien sûr, mais en terme de logique dans la démonstration, je ne la comprends pas. En fait je ne vois pas "le truc" : je ne vois pas un élément L appartenant à O, ou aucune boule centrée en L ne puisse y appartenir. La première chose qui me vient à l'esprit, c'est de prendre un rayon tellement petit que la boule sera dans 0 (je le vois comme ça  ). Ou alors c'est que le L est sur la frontière de O, mais dans ce cas on a affaire à un Fermé non ? Et comme un "non Ouvert" n'est pas forcément un Fermé, ben du coup ça me fait des trous dans la tête ...

Si vous pouviez m'éclairer là-dessus.

Ah oui, une autre question, comment trouves-tu "comme ça" cette question de rayon=1/n, l'expérience ?

Te remerciant.  

Posté par
mousse42
re : Espace métrique 14-03-20 à 10:00

Bonjour,
Soit A\subset E

A $ est ouvert $ \iff (\forall a\in A) (\exists r>0)(B(a,r)\subset A)

Il me semble que ça donne :

A $ n'est pas ouvert $ \iff (\exists a\in A) (\forall r>0)(B(a,r)\cap C_EA\ne \varnothing)

Posté par
lafol Moderateur
re : Espace métrique 14-03-20 à 10:12

Bonjour

Citation :
Ou alors c'est que le L est sur la frontière de O, mais dans ce cas on a affaire à un Fermé non ?

Non. on a un point de la frontière qui est dans O. on ne sait rien du reste de la frontière. Exemple dans IR : O=]-L;L].

Posté par
Fractal
re : Espace métrique 14-03-20 à 10:36

@lafol

Citation :
Non. on a un point de la frontière qui est dans O. on ne sait rien du reste de la frontière. Exemple dans IR : O=]-L;L].


Ok, donc on ne sait rien de la frontière, dont acte, mais ce point en question tel que je le disais ci-dessus
Citation :
Ou alors c'est que le L est sur la frontière de O
est bien sur la frontière de O pour remplir les conditions requises , à savoir la suivante :
Citation :
un élément L appartenant à O, ou aucune boule centrée en L ne puisse y appartenir.


Oui ? Non ?

Posté par
mousse42
re : Espace métrique 14-03-20 à 11:00

Si tu prends l'ensemble  A=\{-2\}\cup ]1,2[ de E=\R


Il n'est pas ouvert, car il existe x\in A tel que \forall r>0, B(x,r)\cap C_E A\ne \varnothing
et ce x c'est -2

Posté par
matheuxmatou
re : Espace métrique 14-03-20 à 11:01

bonjour mousse42
je te laisse continuer à lui expliquer la démo... je ne peux pas rester.
il a un problème avec la traduction de "A n'est pas ouvert" !
sinon, je pense lui avoir donné la feuille de route de la démo...

Posté par
mousse42
re : Espace métrique 14-03-20 à 11:03

Pour la frontière on a : \partial A=\{-2,1,2\}

Posté par
mousse42
re : Espace métrique 14-03-20 à 11:05

Bonjour matheuxmatou, merci je vais essayer car je ne suis loin d'être un expert, mais cela me permet de travailler mon cours. Bon week end

Posté par
mousse42
re : Espace métrique 14-03-20 à 11:33

Fractal

D'après ce que j'ai lu, il me semble tu utilises un "savoir passé" qui te bloque dans ton étude.

Il faut appliquer les définitions et rien d'autre. Tu auras certainement des surprises.

Prends par exemple E=\R_+

A=[0,1[\subset E et A est un ouvert de  E et \partial A=\{1\}

Posté par
mokassin
re : Espace métrique 14-03-20 à 12:06

matheuxmatou @ 13-03-2020 à 18:10

Fractal

pour ce que tu as fait c'est correct

pour la réciproque c'est bien la contraposée qui me semble appropriée...

Montrer que le complémentaire est fermé est encore plus direct.



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