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Le topic des contre-exemples

Posté par
infophile
09-12-09 à 15:50

Bonjour

Je propose à chacun dans ce topic de donner un exemple ou un contre-exemple sur un résultat mathématiques intéressant/surprenant. Et si beaucoup participent pourquoi pas ensuite les répertorier dans une fiche ?

Un exemple : il existe des fonctions continues, nulle part dérivable !

ex : les fonctions de Weirstrass 3$ f(x)=\Bigsum_{n=0}^{\infty}a^n\cos(b^n\pi x) avec 0<a<1 et ab<1+\frac{3}{2}\pi.

Le topic des contre-exemples

On pourra aussi donner des contre-exemples en dimension infinie, pleins de choses comme ça.

Qu'en pensez-vous ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Le topic des contre-exemples 09-12-09 à 15:58

Bonjour

C'est une idée! J'espère que le topic ne deviendra pas un grand ramassis illisible, mais on peut toujours essayer!

Ma contribution:

Citation :
Le polynôme P(X)=X^4+1 est réductible dans {\bb{Z}}/p{\bb{Z}}[X] pour tout nombre premier p, mais irréductible dans {\bb{Z}}[X].

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 09-12-09 à 16:13

Je propose que dès qu'un membre poste un message dans ce topic, celui-ci doit être accompagné d'un exemple ou contre-exemple sus-cités.

Cela évitera d'avoir un topic "gruyère".

Citation :
Il existe des applications continues, bijectives, dont la réciproque n'est pas continue !

exemple : Je note 3$ C le cercle unité de 3$ \bb C.

L'application 3$ t\to \exp(it) de 3$ [0,2\pi[\to C.


A vos claviers !

Posté par
Arkhnor
re : Le topic des contre-exemples 09-12-09 à 17:45

Bonjour.

Citation :
Le théorème des accroissements finis (ou de Rolle) n'est pas valable pour les fonctions à valeurs vectorielles, seule l'inégalité est valable.

L'application f \,:\, t \to (\cos t, \sin t) de [0,2 \pi] dans \mathbb{R}^2 est dérivable, vérifie f(2\pi) = f(0), et pourtant f'(t) \neq 0 \forall t \in ]0,2\pi[

Dans le plan, on est pas obligé de marquer une pause pour revenir sur ses pas !

Posté par
Arkhnor
re : Le topic des contre-exemples 09-12-09 à 22:28

Deux contre-exemples sur les evns de dimension infinie.

Citation :
La boule unité de C([0,1], \mathbb{R}) muni de la norme de la convergence uniforme n'est pas compacte.(cf Théorème de Riesz)

La suite x \to x^n n'a aucune valeur d'adhérence.


Citation :
L'espace C([0,1], \mathbb{R}) muni de la norme ||f||_p = \left(\Bigint_0^1|f(t)|^p dt\right)^{\frac 1 p}, pour 1 \le p < + \infty n'est pas complet.

En effet, si on pose g(t) = \left{-1 \; \rm{si} \; t \le -1 \\ \; t \; \rm{si} \; -1 \le t \le 1 \\ +1 \; \rm{si} \; t \ge 1
la suite (f_n) de C([0,1], \mathbb{R}) définie par f_n(t) = g(n(t - \frac{1}{2})) est de Cauchy, mais n'est pas convergente.
(alors que les espaces de Lebesgue sont complets)


C'est relativement classique, j'essayerai de trouver des trucs plus exotiques.

Posté par
plumemeteore
re : Le topic des contre-exemples 10-12-09 à 21:34

Bonjour Infophile.
Ton tracé ressemble à une fractale.
Une fonction représentée par une fractale serait telle partout indérivable ? La réciproque serait-elle vraie ?

Posté par
1 Schumi 1
re : Le topic des contre-exemples 10-12-09 à 23:40

Hey!

Il existe des fonctions R->R discontinues en tout point dont l'image de tout intervalle est encore un intervalle. (En clair, la propriété des valeurs intermédiaires ne caractérise pas du tout les fonctions continues).
De plus, toutes fonctions réelles s'écrit comme la somme de deux telles fonctions.

Posté par
dpi
re : Le topic des contre-exemples 11-12-09 à 11:56

J'ai une question à la limite de la géographie,de la logique et des mathématiques (fractales):
QUELLE EST LA VERITABLE LONGUEUR DE COTES FRANCAISES
(marge d'erreur généreuse de 10 %)

Posté par
Arkhnor
re : Le topic des contre-exemples 11-12-09 à 12:29

Salut !

On peut construire une fonction définie sur [0,1], croissante, continue en tout point irrationnel, et discontinue ailleurs. (sur les rationnels)
En fait, on peut choisir les points de discontinuité comme on veut, du moment qu'ils sont en quantité dénombrable.

Pour répondre à dpi, je dirai volontiers que la longueur est infinie. (rien qu'une petite partie des côtes bretonnes suffit)

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 03-01-10 à 12:38

Bonjour

En dimension infinie on n'a en général pas 3$ E=F^{\perp}\bigoplus F ni 3$ (F^{\perp})^{\perp}=F

Citation :
Exemple : 3$ E=\mathbb{R}[X] et 3$ F=\{P\in \mathbb{R}[X], P(0)=0\}. On prend comme produit scalaire 3$ (P|Q)=\Bigint_{-1}^{1}P(t)Q(t)dt et on montre alors que 3$ F^{\perp}=\{0\}

Posté par
gui_tou
re : Le topic des contre-exemples 03-01-10 à 13:33

Y en a quelques uns là : (désolé de faire la pub d'un autre forum ^^)

Posté par
milton
re : Le topic des contre-exemples 04-01-10 à 17:18

salut

Citation :
il existe une fonction continue sur   ,qui sur tout segment se prend aumoins une fois une valeur negative,postive et la valeur nulle

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 04-01-10 à 18:27

Ha! milton

Ca me parait suspect ton histoire, si on prend un point a où f(a)>0 par exemple, alors par continuité il existe un voisinage du point a sur lequel f reste strictement positive... il suffit de prendre un segment inclus dans celui-ci.

Posté par
gardiano
aire d'un losange 04-01-10 à 20:25

pouvez vous m'aidez a résoudre un probleme je suis en 4 eme .

Posté par
milton
re : Le topic des contre-exemples 05-01-10 à 16:47

salut info
si ca existe. je l'ai trouvé  en lisant un  cours sur la H-K integration ( sans le verifier bien sur )

Posté par
rezoons
re : Le topic des contre-exemples 05-01-10 à 18:30

Bonjour ,
N'étant qu'un simple terminale S j'ai un peu de mal à comprendre tout ce que vous postez mais étant un fan de math je pense connaitre un résultat mathématique surprenant.
C'est samuel monnier qui a découvert un exemple ou en faisant simultanément plusieurs paris qui individuellement sont favorables on se retrouve dans un situation de paris cumulés défavorables.
Cela s'apelle le paradoxe de monnier pour ceux que ca intéresse.

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 05-01-10 à 19:30

milton > à mon avis il y avait des hypothèses supplémentaires sinon ça ne fonctionne pas (que penses-tu de mon post de 18:27 ?)

Tu as un lien vers ce cours ?

Posté par
1 Schumi 1
re : Le topic des contre-exemples 05-01-10 à 20:48

Pour la raison que Kéké a cité, une telle fonction n'a aucune chance d'exister...
Peut-être n'est que continue que lambda-presque partout ? Auquel cas, c'est possible mais c'est également totalement triviale donc j'pense pas que ça soit ça...
J'aimerai bien un lien également vers ledit cours...

Posté par
1 Schumi 1
re : Le topic des contre-exemples 05-01-10 à 20:52

Ah quoique... non, c'est pas si triviale que ça mais c'est vrai quand même.

Posté par
milton
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 02:19

bon
je vous envois le lien.j'ai eu un probleme avec mon pc donc je ne peut pas le commenter avec vous ;mais si vous avez un moyen de l'afficher sans que ce la ne soit en pdf ,je pourai dans ce cas
en voici une autre:
pour tout ensemble donné ,il existe un element de l'ensemble  different de tous les elements de l'ensemble.  

Posté par
milton
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 02:21

ha j'oubliais; http://www-fourier.ujf-grenoble.fr/~demailly/manuscripts/henstock.pdf

Posté par
minkus Posteur d'énigmes
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 02:32

Bonjour,

Sympa cette idee. Ma (pietre) contribution :

Citation :
Il existe des carres greco-latins de tout ordre sauf 2 et 6.


minkus

Posté par
1 Schumi 1
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 13:54

pour tout ensemble donné ,il existe un element de l'ensemble  different de tous les elements de l'ensemble >> Euh oui, mais c'est pas un résultat ça... C'est l'axiome de fondation, on décide qu'il est vrai. ^^

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 14:54



Citation :
Théorème de Erdös-Kaplansky : en dimension infinie E n'est jamais isomorphe à son dual E*.


Salut vieux ça va à Ulm ? dis tu t'y connais en homotopie ? ^^

Posté par
1 Schumi 1
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 15:13

kéké >> J'suis sceptique là. C'est quoi que t'appelles dual? L'espace des formes linéaires ou l'espace des formes linéaires continues? Si c'est le deuxième, il manque des hypothèses à ton théorème parce que THE théorème sur les espaces de Hilbert dit qu'ils sont isomorphes (et même isométriques) à leur duaux!

En homotopie, ça dépend de ce que tu veux. Je peux bien t'aider comme ne pas du tout comprendre ce dont tu parles...

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 06-01-10 à 15:36

Pour moi le dual c'est l'espace des formes linéaires.

Pour l'homotopie va faire un tour dans le forum supérieur tu vas comprendre

Posté par
jeanseb
re : Le topic des contre-exemples 29-01-10 à 17:00

Bonjour

Je ne poste pas pour les cadors, mais pour "celui que j'étais avant de me remettre aux maths".

Je croyais que toutes les applications linéaires étaient continues.

Contre-exemple:

E = IR[X] muni de la norme ||P|| = sup|ak|

et f: P P'

La suite de polynomes Pn(x) = Xn/n  tend vers le polynôme nul, mais la suite des images reste imperturbablement de norme égale à 1.

D'où la non-continuité de f.

Ca m'a beaucoup impressionné à l'époque. Et ça m'a fait toucher du doigt la dimension infinie (ça ne marche pas sur IRn[X]).

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 29-01-10 à 21:37

Bonjour jeanseb

Un autre exemple avec 3$ E=C^{\circ}([0,1],\mathbb{R}) et 3$ \delta:f\to f(0).

3$ \delta est continue relativement à 3$ ||.||_{\infty} mais pas relativement à 3$ ||.||_{1}.

Par exemple la suite de fonctions suivante :

Le topic des contre-exemples

On a 3$ f_n(0)=1 et 3$ ||f_n||_{1}=\frac{1}{2n} (l'aire du triangle), donc 3$ \frac{|f_n(0)|}{||f_n||_1}=2n\to +\infty.

Ceci met en défaut la continuité de 3$ \delta, car on a une caractérisation bien sympa de la continuité :

3$ g\in L(E,E') continue si et seulement si 3$ \exist k\ge 0, ||g(x)||'\le k||x||.

En revanche en dimension finie toutes les applications linéaires sont continues.

Posté par
infophile
re : Le topic des contre-exemples 30-01-10 à 14:36

Dans un espace de Banach toute série absolument convergente est convergente. Donnons un contre exemple si l'espace vectoriel normé n'est pas complet.

Citation :
Le sous-espace de 3$ L^{\infty}(\mathbb{R}) formé des fonctions à support compact n'est pas complet, et la série des fonctions 3$ f_n valant 3$ \frac{1}{2^n} sur 3$ ]n,n+1[ est AC mais ne converge pas dans ce sev.




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