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les compactes de R sont les ens fermés bornés

Posté par ptitmax (invité) 06-06-07 à 23:45

Bonjour à tous
J'aurais besoin d'aide pour montrer ceci :
Les compactes de R sont les ensembles bornés et fermés.

Je pense qu'il faut utiliser ceci pour montrer que les compacts de R sont les ensembles fermés:

Toute partie compacte d'un espace topologique séparé est fermée.

Démontrons cette propriété par contraposition. Soit A un espace qui n'est pas fermé. Alors il existe un point b adhérent à A et qui n'est pas élément de A. Si ce n'était pas le cas A serait égal à son adhérence qui est par définition fermée. Pour chaque point a de A, il existe alors un ouvert Oa contenant a et un ouvert Ba contenant b tel que leurs intersection est vide, car l'espace est séparé. L'ensemble des Oa forment un recouvrement ouvert de A. Et tout recouvrement fini extrait ne rencontre pas l'intersection des Ba associés. Or cette intersection finie est un ouvert (car il est défini comme une intersection finie d'ouverts) contenant b. Elle possède une intersection non vide avec A car tout voisinage d'un point adhérent à un ensemble rencontre cet ensemble. Et A n'est pas compact.


Mais comment montrer que R est un espace compacte séparé ?
Ensuite il faut aussi utiliser le théorème de Bolzano Weierstrass mais je n'y arrive pas.
Merci pour votre aide
Maxime

Posté par
robby3
les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 13:49

Bonjour ptitmax,
je crois pouvoir t'aider mais je sais pas trop si ça répond à ta question...
Si tu veux montrer que les compacts de R sont les fermés-bornés,est ce que c'est pareil de montrer que tout intervalle fermée bornée de R est un compact?
si oui,je pense pouvoir t'aider,sinon bonne chance.

Posté par
Camélia Correcteur
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:15

Bonjour

>robby3 Non, il y a des compacts (fermés bornés) qui ne sont pas des intervalles.

>ptitmax ça dépend de la définition que tu as de compact. C'est assez facile de vois qu'un compact est nécessairement fermé borné en utilisant Bolzano-Weierstrass. La réciproque est plus problématique... Il faudrait vraiment savoir de quel matériel tu disposes.

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:18

Ok Camélia(Salut au passage ), c'est bien ce que je pensais je n'est pas bien compris la question.

ici,on veut montrer qu'un fermé borné est un compact?

Posté par
Camélia Correcteur
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:22

Je pense qu'il veut démontrer une proposition qui en principe est la première traitée dans tout cours: qui est l'équivalence dans R de (fermé borné) avec compact.
Mais il est le seul à pouvoir confirmer.

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:23

ok bon je sais pas si j'ai compris, attendons la confirmation
Bonne aprés midi à toi Camélia.

Posté par
fusionfroide
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:34

Salut tout le monde !

Toujours pas les résultats robby ?

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:37

Salut Fusion!
Si on aeu les résultats=> direction la troisieme année!!
je passe pas les rattrapages. J'ai pas eu des notes exceptionnelles mais juste ce qui faut pour continuer,c'est déja ça,l'année prochaine on verra bien, je vais pouvoir profiter des vacances à fond.
et toi ça a marché?

Posté par
Camélia Correcteur
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:40

robby3 (l'année prochaine tu vas t'appeler robby4?)

Et toi, fusionfroide? Tu as eu tes résultats?

Posté par
fusionfroide
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:41

Bravo robby !

Camélia >> je n'aurai les miens que lundi !
Enfin ils arrivent demain mais je ne peux pas me déplacer avant lundi

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:45

merci merci
Camélia>

Citation :
robby3 (l'année prochaine tu vas t'appeler robby4?)

je sais pas comment on peut changer le pseudo...mais je pense pas,meme si c'est une bonne idée

Fusionfroide>Bonne chance à toi,je suis assez confiant pour toi

Posté par
fusionfroide
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 14:45

merci

Posté par ptitmax (invité)re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 07-06-07 à 23:52

salut a tous
dsl de ne pas avoir répondu plus tot
voila en fait je dois montrer la double inclusion:
1/les compacts de R==>sont les ensembles fermés bornés
2/les ensembles fermés et bornés de R===>sont les compacts de R
pour la première on m'a dit de faire par contraposé mais j'ai un peu de mal
pour la deuxième c'est la que j'ai utilisé le théorème de Bolzano-weierstrass

robby3 oui c'est ca tu peux m'aider
camélia par contre je suis partie a l'inverse de toi peux tu m'expliquer comment tu fais avec BW?
merci
max

Posté par
romu
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 08-06-07 à 00:08

Salut,
vu que ptimax a montré le théorème :
A: "Tout sous-espace compact d'un espace topologique séparé est fermé."

On peut procéder comme ça:

Si F est compact dans R, F est fermé dans R puisque R est séparé(théorème A).
F est borné puisque du recouvrement ouvert de F: (A_n)_n, avec A_n = ]-n,n[,
on peut extraire un sous-recouvrement fini, et que le plus grand intervalle de cette famille finie recouvre F.


Ensuite pour montrer que R est séparé il suffit de considérer pour tous réels x,y tels que x<y, un réel z tel que x<z<y ,
on a alors

 ]-\infty,z[ comme voisinage de x,
 ]z,+\infty[ comme voisinage de y.

Et ces deux voisinages sont disjoints.


Pour la réciproque : (F est fermé et borné dans R) \Longrightarrow (F est un sous-espace compact de R)

On peut utiliser le théorème de Heine-Borel-Lebesgue qui dit que tout intervalle fermé borné [a,b] est compact.
Ensuite si F est une partie fermée et bornée de R, il existe un intervalle fermé borné [a,b] contenant F (car F est borné) et F est fermé dans le sous-espace [a,b] (car F est fermé dans R).

Là on peut utiliser ce théorème pour conclure:
B:"Dans tout espace compact, tout sous-ensemble fermé est un sous-espace compact"

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 08-06-07 à 01:03

je sais donc pas si ça aide mais voici ce que j'ai:

Soit R un recouvrement ouvert de [a,b].
Soit c=(a+b)/2.
Si [a,b] n'admet pas de recouvrement fini par des ouverts de alors [a,c] ou [c,b] n'admet pas de reocuvrement fini par des ouverts de .
Si par exemple [a,c] n'admet pas de recouvrement fini par des ouverts,alors en posant:
a1=(a+c)/2: [a,a1] ou [a1,c] n'admet pas de recouvrement fini...etc(dichotomie et absurde).
On recommence ce raisonnement n fois,pourtout n dans N.
On construit ainsi deux suites (an) et (bn) ([an,bn] inclus dans [a_n-1,b_n-1] pour tout n dans N) telles que:

(bn) décroit,(an) croit et (bn-an) tend vers 0 et pour tout n dans N [an,bn] n'admet pas de reocuvrement fini.(en supposant que [a,b] n'admet pas de recouvrement fini).
Les suites (an) et (bn) sont donc adjacente.Elles sont donc convergentes et ont la meme limite.
Soit e la limite commune de an et bn.
Comme R est un recouvrement de [a,b] ouvert,on sait que e appartient à [a,b] donc il existe O ouvert de / e appartiennent à O.
Comme an->e,bn->e et [an,bn] inclus dans O pour n assez grand.
Si [a,b] n'admet pas de recouvrement fini,alors on aboutit à une contradiction avec la propriété vérifiée par [an,bn].
(on a construit an et bn de sorte que leur intervalle n'admettent pas de recouvrement fini d'ou la contradiction)

Je sais pas si ça a servi a quelque chose mais bon...
Je laisse des personnes plus compétentes prendre le relais...Camélia,Fusion,Romu...Kaiser?
Bonne soirée.

Posté par ptitmax (invité)re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 08-06-07 à 01:29

salut robby3 merci pour ta réponse elle m'a bien servie!!
bonne soirée

Posté par
romu
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 08-06-07 à 01:36

C'est la démonstration du théorème de Heine-Borel-lebesgue:
Tout intervalle fermé borné [a,b] est compact.

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 08-06-07 à 11:56

Ptitmax> y'a pas de quoi.
Romu> je savais pas du tout!
A bientot tout le monde.

Posté par
frenicle
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 09-06-07 à 10:41

Bonjour,

Camelia >

Citation :
robby3 (l'année prochaine tu vas t'appeler robby4?)


ça me rappelle l'histoire idiote du type qui va voir le prof et lui dit :
- ça ne va pas, voilà deux ans que je suis à la fac, et je suis toujours Guadeloupéen.
- Je ne comprends pas...
- Quand est-ce que je vais passer Guadelou P2 ?

Bon d'accord, mais moi, elle me fait rire.

Cordialement
Frenicle

Posté par
robby3
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 09-06-07 à 13:30


Pas mal Frenicle

Posté par
Cauchy
re : les compactes de R sont les ens fermés bornés 09-06-07 à 15:31



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