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Niveau Licence Maths 1e ann
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Espaces de Lebesgue, de Hilbert et séries de Fourier

Posté par
SkyMtn
14-07-17 à 22:32

Bonsoir. Je pense que la théorie de Lebesgue demeure assez imparfaite dans le cadre des espaces L^p, car trop d'abus sont fait au point de ne pas "coller" à la théorie sur certains points.

Travailler sur des classes d'équivalence ne me pose aucun soucis, donc définir une "vraie" norme sur le quotient des fonctions mesurables p-intégrables par la relation d'équivalence "être = \mu-presque partout", dans le but de pouvoir parler de convergence de ces fonctions modulo une égalité \mu-presque partout... pourquoi pas.

Là où cela me dérange (désolé si je parais assez "chiant"), c'est lorsque l'on aborde la théorie des séries de Fourier. Pour que les fonctions de carré intégrable T-périodiques "forment" un espace de Hilbert, on doit malheureusement quotienter. Ainsi les classes forment un espace de Hilbert, avec le produit scalaire défini par (\tilde f\vert \tilde g) = \frac{1}{T}\int_{[0,T]} f\overline g\,\mathrm d\lambda (f et g sont des représentants des classes)

On a un Hilbert, c'est bien beau, mais lorsque l'on veut décomposer un élément de cette espace dans une base hilbertienne... il s'agit de classes de fonctions

Donc en pratique on ne peut pas utiliser les séries de Fourier sur les fonctions de \mathcal L^2... et comme j'ai l'impression que le passage aux représentants n'est pas "continu", i.e. que  \lim \tilde f_n = \tilde f \not\Rightarrow \lim f_n = f presque partout, ça ne semble pas trop simplifier les choses (pour des séries de Fourier valides "presque partout")

Soit j'ai très mal compris ces notions, soit il y a une réelle incohérence, avec une identification "classe = fonction" très imprudente... :/

Toutefois, si vous pouvez m'expliquer comment "surpasser" tout cela, remettre les choses au clair (ou je ne sais quoi... même me dire si je suis complètement à côté de la plaque )... je suis preneur !

Posté par
WilliamM007
re : Espaces de Lebesgue, de Hilbert et séries de Fourier 14-07-17 à 23:54

Bonsoir,

Honnêtement je ne vois pas bien le problème. Serait-ce possible de donner un exemple précis ?

Posté par
Razes
re : Espaces de Lebesgue, de Hilbert et séries de Fourier 15-07-17 à 16:50

Bonjour,

Citation :
Les fonctions de carré sommable ne sont pas en général sommables, on ne peut pas définir leurs transformée de Fourier par la formule intégrale .


Source: Page 180
Cours d'analyse - Théorie des distribution et analyse de Fourier
Bony Jean-Michel - Les éditions de l'Ecole Polytechnique

Posté par
jsvdb
re : Espaces de Lebesgue, de Hilbert et séries de Fourier 18-07-17 à 17:33

Ça c'est du lourd, du très lourd ...



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