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Niveau Licence Maths 1e ann
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Logique, sur les traces de Hahn Banach

Posté par
Aalex00
14-02-20 à 13:16

Bonjour,

Soit E un espace vectoriel réel.
Je considère l'ensemble
       M = \{  h:D_h\rightarrow\mathbb{R} | D_h sous espace vectoriel de E  et h linéaire\}
muni de la relation d'ordre
       (h_1 \preccurlyeq h_2) ssi (D_{h_1} \subseteq D_{h_2} et h_2 prolonge h_1 sur D_{h_1}).

Je me donne maintenant un ensemble (h_j)_{j\in J} de M totalement ordonnée (deux élément sont comparables par la relation \preccurlyeq).

Je pose h : \begin{cases} D_h=\bigcup_{j \in J}D_{h_j}\rightarrow\mathbb{R} \\ x \mapsto h_i(x) \textrm{  , avec i vérifiant }x\in D_{h_i}\end{cases}

Voila comme (h_j)_{j\in J} est totalement ordonnée, quitte à ré-indicer J je peux écrire :
       J = \{j_1, j_2, \cdots\}  et  h_1 \preccurlyeq h_2 \preccurlyeq \cdots
Ce qui me donne ensuite (les inclusions qui suivent montrent en particulier que h est bien défini, qu'importe le choix de i ) :
       D_{h_1} \subseteq D_{h_2} \subseteq \cdots

Puis-je dire alors que D_{h} = D_{h_{j_0}} et h = h_{j_0} pour un j_0 donné de J ? Et donc dire que h est dans M ?

Pour le contexte, cette question s'inscrit dans la preuve du théorème de Hahn Banach (forme analytique cas réel).

Posté par
jsvdb
re : Logique, sur les traces de Hahn Banach 14-02-20 à 13:34

Bonjour Aalex00

Citation :
Voila comme (h_j)_{j\in J} est totalement ordonnée, quitte à ré-indicer J je peux écrire :
       J = \{j_1, j_2, \cdots\}  et  h_1 \preccurlyeq h_2 \preccurlyeq \cdots

Non !

Ton ensemble est "totalement ordonné",  et pas "bien ordonné", même si, en soi, il peut l'être. Mais alors, ce ne sera plus la relation d'inclusion des graphes.

Exemple :

pour x > 0, considérons h_x :~]x;+\infty[ \rightarrow \R,h_x(t) = 1/t

La famille (h_x)_{x>0} est totalement ordonnée pour l'inclusion des graphes, mais pas bien ordonnée.

Posté par
Aalex00
re : Logique, sur les traces de Hahn Banach 14-02-20 à 14:00

Bonjour jsvdb,

Ah oui effectivement.

Mais dans ce cas je ne vois pas comment montrer un point de la preuve du théorème de Hahn Banach..
Je ne mets d'image puisque ce forum l'interdit (c'est une capture d'un document original : livre de Haïm Brezis si jamais tu le possède) ...

En tout cas merci à toi !

** image supprimée **
* Sylvieg >Demande réalisée   *

Posté par
Aalex00
re : Logique, sur les traces de Hahn Banach 14-02-20 à 14:01

Mince le fichier est reste attaché,
supprimez mon message c'est pas voulu svp !

Posté par
jsvdb
re : Logique, sur les traces de Hahn Banach 14-02-20 à 14:35

La forme analytique du théorème de HB repose sur le lemme de Zorn, après, la démonstration n'est pas très compliquée, juste chiante ... et instructive quand même.
C'est un théorème de prolongement des formes linéaires.

Posté par
etniopal
re : Logique, sur les traces de Hahn Banach 14-02-20 à 15:06

Je préfère  considérer   X et Y étant des K-ev  l'ensemble  Z formé des  (F , u)  où F est un sv de E et u  un élément de  L(F,Y)  , sur lequel  on note    (F , u) R (G ,v)   la relation  " F G et v = u sur F "  L'inverse de R peut être notée P ( R pour restriction et P pour prolongement ..
R et P sont des  relations d'ordre .

Soient J un ensemble  totalement ordonné et   j (Fj , uj)  une application croissante .
On  pose E =: j  Fj
   Soit x F . L'ensemble Kx formé des j   J tels que x   Fj est non vide et si i et j sont dans Kx  on a Fj Fi ou   Fi   Fj donc uj(x) = ui(x) .
Autrement dit { uj(x) │ j Kx }  est un singleton qu'on peut noter { u(x) } .

On définit ainsi une application de  E vers Y  et il est facile de montrer que u L(F , Y) et que (E , u) est la borne supérieure de  {  ((Fj , uj) │ j J } .

Posté par
Aalex00
re : Logique, sur les traces de Hahn Banach 15-02-20 à 14:42

Bonjour jsvdb et etniopal,

Merci de vos réponses. Et merci Sylvieg, c'était une une maladresse.

Cependant il y toujours un point qui me gène. Dans mon premier post, d'après la remarque de jsvdb je ne peux pas écrire D_{h_1} \subseteq D_{h_2} \subseteq \cdots mais alors comment montrer que D_h est bien un sous espace vectoriel puisqu'en général ce n'est pas le cas pour une union de sous espaces vectoriels ?

Il y a d'ailleurs équivalence entre l'union de s.e.v. est un s.e.v. et ces s.e.v. sont inclus dans l'un d'eux. Comment puis-je alors montrer que il existe un j\in J tel que D_h = D_{h_j} ? Si je ne m'abuse cela revient déjà à parler d'un élément maximal avant même de montrer que h est dans M ..

Merci de votre aide.



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