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normes equivalentes

Posté par thibaut (invité) 05-09-06 à 17:49

bonjour a tous.
venant de débuter le programme de math spé (MPSI) sur les E.V.normé, je cherche a demontrer que sur (R)^n toute les normes sont equivalente et a travers un exo que:
sur (R)^n,
N1(x), N2(x) et N inf (x) sont equivalentes , ce qui d'après le theoreme revient a chercher les alpha et beta et ainsi pouvoir ecrire les inéquation et prouver les équivalence...
ce que je n arrive pas a demontrer ( pour le moment)...
j espere que vous pourrez m aider

merci d avance

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
Re : normes equivalentes. 05-09-06 à 20:07

Bonjour thibaut ;
Soit E un \mathbb{R}-espace vectoriel de dimension finie (c'est le cas en particulier des espaces \mathbb{R}^n) et N_1 et N_2 deux normes sur E.En considérant l'application \fbox{I{:}(E,N_1)\to(E,N_2)\\x\to x} qui est clairement continue et en utilisant la compacité de la sphére unité S_1 de (E,N_1) on conclut que I est bornée sur S_1 et ainsi il existe une constante réelle \fbox{a>0} telle que \fbox{\forall x\in E\hspace{5}(N_1(x)=1)\\N_2(x)\le a} et il suffit maintenant de poser \fbox{x=\frac{y}{N_1(y)}} pour voir que \blue\fbox{\forall y\in E-\{0_E\}\\N_2(y)\le a.N_1(y)} cette inégalité étant satisfaite pour y=0_E on a le résultat pour tout y de E.
En échangeant dans cette preuve le rôle symétrique de N_1 et N_2 on a l'existence d'une constante réelle \fbox{b>0} telle que \blue\fbox{\forall y\in E\\N_1(y)\le b.N_2(y)}.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
Re : normes equivalentes. 05-09-06 à 20:55

Le théorème d'équivalence des normes en dimension finie nous donne l'existence des constantes a et b mais ne fournit aucun moyen de les calculer et vu la preuve ci dessus on comprend que ces deux constantes dépendent du couple de normes en question.
Ainsi par exemple sur \mathbb{R}^n pour les trois normes:
\fbox{N_1(x_1,..,x_n)=\Bigsum_{i=1}^{n}|x_i|\\N_2(x_1,..,x_n)=sqrt{\Bigsum_{i=1}^{n}x_i^2}\\N_{\infty}(x_1,..,x_n)=\max_{1\le i\le n}|x_i|} qui (on le sait) sont 2 à 2 équivalentes,il est facile de vérifier que 3$\blue\fbox{\forall x\in\mathbb{R}^n\\N_{\infty}(x)\le N_1(x)\le n.N_{\infty}(x)\\N_{\infty}(x)\le N_2(x)\le\sqrt{n}.N_{\infty}(x)}

Posté par thibaut (invité)re : normes equivalentes 06-09-06 à 20:57

merci elhor_abdelali g effectivement reussi a prouver l equivalence(avec la seconde méthode).ce qui est assez facile.
la première méthode est elle plus compliqué. en effet nous n'avons pas encore traité les boules,compact,...
merci encore



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