Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau LicenceMaths 2e/3e a
Partager :

ouvert de R^2

Posté par
mousse42
06-02-20 à 00:53

Bonjour,

je viens de construire un ouvert X de (\R^2,d_{\infty}), défini comme ceci X:=\left\{(x_1,x_2)\in \R^2,\;x_1>0\implies x_2<\dfrac{1}{2x_1}\right\}.

Pour rappel, d_{\infty}(X,Y)=\max(|y_1-x_1|,|y_2-x_2|)

Cependant, je n'arrive pas à montrer que c'est un ouvert de (\R^2,d_{\infty}), c'est à dire :

\forall u\in X,\exists r>0,\;B(u,r)\subset X

Merci pour votre aide.

Posté par
Zormuche
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 01:38

Bonsoir

tu peux peut-être faire une disjonction de cas

en fonction du quadrant dans lequel se situe ton u de départ

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 01:49

ok, merci ,Zormuche je vais essayer de nouveau demain matin

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 03:23

Bonsoir,

Peut-être aussi remarquer que ton ensemble est l'image réciproque d'un ouvert par une fonction continue...

Posté par
etniopal
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 08:43


Il est beaucoup plu simple de  montrer que  F := ² \ X   est fermé .

F est l'ensemble des (x , y) tels que x > 0 et 2xy   1

Soient  u , v  2 suites à valeurs dans     telles que pour tout n   on ait u(n) > 0 et 2 u(n)v(n) 0  et telles que u   a et v   b .

  On a donc 2ab 1 et    a 0 .
Mais alors a ne peut être nul et donc (a, b) F .

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 10:40

merci etniopal, c'est exactement ce que je recherchais,

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 11:49

Citation :
Il est beaucoup plus simple de
Hmm...relatif

L'ensemble peut se ré écrire comme l'union de A et B, où A = \{ x_1 < 0 \} et B =\{ 2 x_1 x_2 < 1\} . Ils sont tout deux images réciproques d'ouverts par des fonctions continues , donc ouverts. Leur union est bien un ouvert.

Posté par
carpediem
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 19:08

salut

Foxdevil : es-tu sur de A ? (j'y aurai mis une inégalité large)

Posté par
XZ19
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 19:17

C'est pas clair son symbole dans la définition de X.  En tout cas l'écriture n'est pas coutumière.
perso je comprends que (x_1,x_2)  appartient à X  ssi
((x_2\leq 0))  ou si  (x_1>0  et   ,  x_2<  (1/2x_1) )  

et dans cas @foxdevil  me semble avoir raison car  le cas  x_2=0  entre dans l'écriture de B.  

Posté par
carpediem
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 20:19

je ne comprends toujours pas ...

on considère les couples (x, y) de R^2

1/ soit x \le 0 et on fait quoi ?

2/ soit x > 0 et on prend les (x, y) tels que y \le \dfrac1 {2x}

1/ nous dit que tout couple (x, y) avec x \le 0 appartient à X  ??

2/ nous dit que tout couple (x, y) avec 2xy < 1 appartient à X

Posté par
XZ19
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 20:33

@Foxdevil  dit que  X=A\cup B  autrement dit  son complémentaire F=\bar{A} \cap  \bar{B}
i.e   (x_1,x_2) \in F  \Leftrightarrow   (x_1\geq 0 \: et \; 2x_1 x_2 \geq 1)  
  \Leftrightarrow     (x_1>0   \;     et  \; 2x_1 x_2 \geq 1)

On  retrouve bien l'ensemble  F de ton message 8:43

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 20:44

Salut

Mon ensemble X est parfaitement défini, c'est quoi le problème? En tout cas mon exo est résolu avec la solution d'etniopal

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:09

Je reviens sur la méthode proposée par Foxdevil, les ensembles A et B sont les images réciproques d'ouverts par une fonction continue.

Il faut trouver la fonction, montrer qu'elle est continue, et de plus, montrer que ces ensembles qui ont pour images récitproques A et B,  sont des ouverts. Ca me semble plus long et plus ardu...

Posté par
XZ19
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:33

mousse42 @ 06-02-2020 à 21:09

Je reviens sur la méthode proposée par Foxdevil, les ensembles A et B sont les images réciproques d'ouverts par une fonction continue.

Il faut trouver la fonction, montrer qu'elle est continue, et de plus, montrer que ces ensembles qui ont pour images récitproques A et B,  sont des ouverts. Ca me semble plus long et plus ardu...



Il faut trouver la fonction ....... d'abord c'est  fonctions (une pour A et une pour B) et elles sont évidentes à voir
montrer qu'elle est continue...........     des fonctions polynomiales, on sait que c'est continue...
que ces ensembles qui ont pour images réciproques A et B,  sont des ouverts  ....
et bien ceux  sont des intervalles ouverts.


Je crois que tu n'as pas compris pour dire que c'est plus long et plus ardu,  parce que une fois que que tu as écris  X=A  \cup B ....  il faut une fraction de seconde pour voir  le résultat  (au passage un dessin c'est encore mieux).

Et puis, il ne vaut mieux  pas  comparer en \pm simple  2 démos qui sont quasiment équivalentes    car s'il n'y a une différence elle est epsilon_esque.

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:34

carpediem @ 06-02-2020 à 19:08

salut

Foxdevil : es-tu sur de A ? (j'y aurai mis une inégalité large)
Oui, on peut mettre une large. Mais ça ne donne plus un ouvert. Pour se tirer de là, il suffit de constater que les valeurs x_1 = 0 sont déjà dans B .

Citation :
1/ nous dit que tout couple (x, y) avec x \le 0 appartient à X  ??

2/ nous dit que tout couple (x, y) avec 2xy < 1 appartient à X
Oui, voilà.
Une implication A => B signifie non A ou B. Du coup, son ensemble couvre les différentes situations exactement comme tu l'as décrit.
Pour le 2) il manque juste la condition x>0.

Citation :
Il faut trouver la fonction, montrer qu'elle est continue, et de plus, montrer que ces ensembles qui ont pour images récitproques A et B,  sont des ouverts. Ça me semble plus long et plus ardu...
Faut quand même pas pousser mémé dans les orties hein.
Le seul "tilt" est de penser à la bonne fonction, et elle est quand même ultra-suggérée par la définition de l'ensemble. Pour la continuité, on a du polynomial (difficile de faire plus simple niveau continuité....). Les ensembles dont on prend l'image réciproque sont respectivement ] - \infty; 1[ et ] - \infty; 0[, Là aussi je vois difficilement comment on peut faire plus simple niveau ouverts de \mathbb{R}.

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:36

XZ19: Ah! on s'est croisé! Bah du coup je plussoie, on a dit tout pareil

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:39

Foxdevil @ 06-02-2020 à 21:36

XZ19: Ah! on s'est croisé! Bah du coup je plussoie, on a dit tout pareil
(enfin presque 🙃)

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:44

Citation :
C'est pas clair son symbole dans la définition de X.  En tout cas l'écriture n'est pas coutumière.
Je suis parfaitement d'accord. ça m'a fait buggué un peu j'avoue

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:44

Si je prends A=\{(x,y)\in \R^2, x_1<1\}

et la fonction f:(x,y)\mapsto (-e^{x},y), on a f(\R^2)=A et \R^2 est un ouvert, maitenant il me faut montrer que $f$ est continue et c'est ici que ça se gâte pour moi (je n'ai pas encore vu le module "calcul différentiel")...

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:48

Correction :

mousse42 @ 06-02-2020 à 21:44

Si je prends A=\{(x,y)\in \R^2, x<0\}

et la fonction f:(x,y)\mapsto (-e^{x},y), on a f(\R^2)=A et \R^2 est un ouvert, maitenant il me faut montrer que $f$ est continue et c'est ici que ça se gâte pour moi (je n'ai pas encore vu le module "calcul différentiel")...

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:50

Ok....mais au juste, pourquoi tu prends cette fonction là? 😳

Ensuite, attention on ne prend pas une image directe d'un ouvert pour conclure que A est ouvert.

Posté par
XZ19
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:52

Donc  là, oui on  a dit le même ( sauf que quand je vois mes  fautes de frappes!!!)  

sinon en relisant, je pense qu'@etnopial  a voulu dire que c'est plus simple de faire comme il a dit, ceci  en comparaison avec le fait que @mousse42  voulait montrer que X est ouvert en exhibant  pour chaque  élément u de X   une boule centrée en u  est incluse dans U.
Alors on, peut y arriver mais c'est plus pénible à faire.  

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:54

attendez lorsque vous dites que c'est évident pour vous peut être, la continuité de f de \R dans \R pas de soucis, mais lorsqu'il s'agit de fonctions de \R^n dans \R^n, je n'ai aucun résultats sur lesquels je peux m'appuyer...

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:54

Foxdevil @ 06-02-2020 à 21:50

Ensuite, attention on ne prend pas une image directe d'un ouvert pour conclure que A est ouvert.
Il faut exprimer ton ensemble comme image réciproque d'un ouvert par une fonction continue.

Tu as simplement la fonction évidente (x,y) \mapsto x. Et tu auras A = f^{-1}(] - \infty ; 0[ ).

Posté par
Foxdevil
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 21:56

Citation :
attendez lorsque vous dites que c'est évident pour vous peut être, la continuité de f de \R dans \R pas de soucis, mais lorsqu'il s'agit de fonctions de \R^n dans \R^n, je n'ai aucun résultats sur lesquels je peux m'appuyer...
Les définitions sont exactement les mêmes. Il faut juste remplacer les valeurs absolues par des normes...

Citation :
sinon en relisant, je pense qu'@etnopial  a voulu dire que c'est plus simple de faire comme il a dit, ceci  en comparaison avec le fait que @mousse42  voulait montrer que X est ouvert en exhibant  pour chaque  élément u de X   une boule centrée en u  est incluse dans U.
Alors on, peut y arriver mais c'est plus pénible à faire.
Oui, effectivement. De ce point de vue, c'est plus facile alors.

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 06-02-20 à 22:02

ok, merci beaucoup, je vais réfléchir la dessus et proposer une réponse dans un futur proche

Posté par
XZ19
re : ouvert de R^2 07-02-20 à 08:48

Bonjour
Si tu n'a pas encore étudié  les fonctions à plusieurs variables, c'est assez normal que tu n'ai pas trouvé cela évident. Par la suite tu verras que c'est le cas mais tu peux comprendre dès maintenant en grande partie si on t'explique un peu:
D'abord, attention  ici,  les fonctions évoquées sont des fonctions de \R^2 vers \R
J'explique maintenant pour  B= \{(x,y)\in \R^2: 2 x y<1\}  
On B=f^{(-1)} (]-\infty, 1[)    où  f:\R^2 \rightarrow  \R est définie par
f(x,y)=2 xy.  C'est une fonction polynomiale,  elle est continue sur \R^2.
Pour t'en convaincre et pour faire simple, tu considères  
une suite quelconque (x_n,y_n) de \R^2 qui converge vers (a,b), je pense que tu es d'accord que la suite f(x_n,y_n)=2 x_n y_n converge  2a b =f(a,b), ce qui est explique que f est continue en (a,b) et donc sur \R^2.    

Finalement B  est l'image réciproque   d'un ouvert de \R (ici  ]-\infty, 1[ ) par l'application continue f , B est donc un ouvert  de \R^2.
Nota: On pourra remarquer que la topologie a été passée sous silence.

Posté par
mousse42
re : ouvert de R^2 07-02-20 à 10:54

je te remercie XZ19, en effet j'ai très peu manipulé ce genre de fonctions pour le moment, merci pour ces informations, j'ai également trouvé cette fonction de mon coté, il me restait à montrer rigoureusement qu'elle soit continue, chose pas facile lorsque l'on utilise la définition, avec les suites c'est beaucoup plus simple, merci !!

Posté par
carpediem
re : ouvert de R^2 07-02-20 à 20:15

Foxdevil : ok merci  et d'accord on met l'ensemble {x= 0} dans B et pas dans A puisque'il appartient au deux et qu'on fait une union ... j'avais pas tilté la dessus

merci



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !