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Ouvert et application réciproque

Posté par
H_aldnoer
16-11-06 à 21:51

Bonsoir,

je n'arrive pas à démontrer que si U est un ouvert alors f^{-1}(U) est aussi un ouvert (avec f continue)

Je prend un élément x_1 de f^{-1}(U) donc f(x_1)=x_0 avec x_0 un élément de U.
Mais puisque U est ouvert quelque soit l'élément x_0 de U, il existe un rayon \epsilon strictement positif telle que la boule de centre x_0 et de rayon \epsilon soit incluse dans l'ensemble U :
B(x_0,\epsilon)\subset U
Donc il existe un intervalle du type ]x_0-\epsilon,x_0+\epsilon[ inclus dans U.
Or f(x_1)=x_0 d'ou ]x_0-\epsilon,x_0+\epsilon[=]f(x_1)-\epsilon,f(x_1)+\epsilon[

Et la je bloque, je ne sais même pas si je suis bien partit!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 21:54

(Re)bonsoir H_aldnoer

On travaille dans \Large{\mathbb{R}} ou dans \Large{\mathbb{R}^{n}} avec n quelconque (remarque, ça ne va pas changer grand chose) ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 21:56

Dans \mathbb{R} (pourquoi, ça changerai quoi ?)

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:00

Euh.. ce n'est pas la définition d'une application continue?





David

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:01

Citation :
Euh.. ce n'est pas la définition d'une application continue?

Peut-être! En tout cas ça y ressemble fortement!

Mais bon moi je me contente de répondre à la question posée initialement.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:06

La seule chose qui change c'est les boules. Ici, on aura affaire à des intervalles.
Mais sinon ça ne change absolument rien.
Bref, passons.
Dans ce genre d'exo, il faut vraiment repasser par la définition de la continuité.
Tu as bien commencé.
À ce niveau, utilise la continuité de f en \Large{x_{1}} avec ce \Large{\varepsilon}.

Kaiser

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:06





David

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:12

Puisque f est continue en x_1

quelque soit \epsilon strictement positif, il existe un \eta strictement positif telle que |x-x_1|\le \eta \Rightarrow |f(x)-f(x_1)|\le \epsilon

?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:14

C'est bien ça.
À quelle conclusion veut-on aboutir ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:16

On veut aboutir au fait que f^{-1}(U) soit ouvert : c'est à dire que cette même boule soit incluse dans f^{-1}(U) ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:18

Quelle boule ?

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:20

celle de centre x_1 et de rayon \epsilon non ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:22

C'est pas forcément le même \Large{\epsilon}.
N'oublie pas qu'il y a un \Large{\eta} qui est apparu.
Pourquoi ne pas s'en servir ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:27

Donc on va prendre la boule de centre x_1 et de rayon \eta (on sait qu'il existe car f est continue).
Si x est un élément de cette boule on aura que :
|x-x_1|\le\eta
Et comme f continue en x_1
|f(x)-f(x_1)|\le\epsilon quelque soit \epsilon strictement positif.
Mais pourquoi cette boule est elle incluse dans f^{-1}(U) !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:30

Par définition, y appartient à \Large{f^{-1}(U)} si et seulement si f(y) est dans U.
Considère alors y dans la boule de centre \Large{x_{1}} et de rayon \Large{\eta} et montre que f(y) est dans U en utilisant la définition de \Large{\eta}.

Kaiser

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:33

4 $f: X\longrightarrow Y est continue sur 4$ X si et seulement si 4$ \forall O ouvert de 4$ Y, 4$ f^{-1}(O) est un ouvert de 4$ X est assez simple à démontrer en supposant f continue..






David

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:35

Soit donc y appartenant à la boule de centre x_1 et de rayon \eta.
Alors |y-x_1|<\eta \Rightarrow |f(y)-f(x_1)|<\epsilon
Donc f(y) appartient à la boule de centre x_0 et de rayon \epsilon, cette même boule qui est incluse dans U.
Donc c'est ouvert !!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:37

Blackdevil> je ne comprends pas. Tu veux montrer que f est continue en supposant f continue ou alors j'ai pas compris ce que tu voulais dire.
Par contre, ton équivalence est vraie.

H_aldnoer> C'est tout à fait ça.

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:39

Merci kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:39

Mais je t'en prie !

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:44

Oups J'ai du mal m'exprimer c'est montrer que l'image réciproque de O est un ouvert en supposant f continue, sinon effectivement

^


David

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 22:45

OK !

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:01

Quoi que je ne suis pas sur de ma démonstration,


Si on suppose f: A-->B continue et U un ouvert de B, b un point de U et a un point de l'image réciproque de U avec f(a)=b .


Sachant que U est ouvert, c'est un voisinage de a.


La je doute.. si on considère que x est choisie au hasard dans f^-1(U) alors f^-1(U) est un voisinage de chacun de ces points.
D'ou l'image réciproque de U est un ouvert de X (en utilisant  qu'un sous ensemble X est ouvert si et seulement si il est voisinage de chacun de ses points.)


Sans certitude :s



David

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:05

C'est tout à fait ça.
D'ailleurs, c'est exactement l'analogue de ce qui a été fait plus haut ( il suffit de remplacer les boules par les voisinages).

Kaiser

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:09

Merci kaiser c'est ce qui me semblait mais c'est quand même nettement plus "joli" avec les boules (le "x est choisie au hasard" ne me convainc pas tant que ça )





Merci pour tout kaiser et bonne soirée,




David

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:12

Mais je t'en prie !
Bonne soirée à toi aussi !

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:27

(juste un peu hors sujet tu es à l'ENS Cachan kaiser?)


David

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:32

oui.

Posté par
Blackdevil
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:34

Oki dsl c'est un peu personnel :/

Mais félicitation


reBonne soirée,



David

Posté par
kaiser Moderateur
re : Ouvert et application réciproque 16-11-06 à 23:34

pas de problème !



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