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Partie relativement compacte

Posté par
Rouliane
25-05-07 à 11:34

Bonjour,

On note E=C([0,1],\mathbb{R}) muni de la norme infinie.
Soit F une partie de E telle que :

3$ \rm \{ \{f(0)\;| f \in F \} soit borne dans \mathbb{R} \\ il existe M \ge 0 tel que \forall (x,y) \in [0,1]^2, \forall f \in F, |f(y)-f(x)| \le M \sqrt{|y-x|}

Je dois montrer que F est une partie relativement compacte.

Pour celà, je compte utiliser le Théorème d'Ascoli vu que [0,1] est compact et R est complet.

Je n'ai pas de problème à montrer que F est une partie équicontinue ( je montre que c'est un ensemble de fonctions lipschitziennes de rapport M ).
Je dois maintenant, pour pouvoir conclure, montrer que A=\{f(x)\;| f \in F \} est une partie relativement compacte.

J'imagine qu'il va falloir que j'utilise le fait que \{f(0)\;| f \in F \} est borné. Mais je vois pas par où commencer, quelles propriétés utiliser ,etc ...

Faut-il montrer que \bar{A} est compact ?

Merci d'avance

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 11:42

Je dois peut-etre montrer que A est inclus dans un compact ?

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 12:26

Si je garde ma dernière idée, je pensais faire quelque chose du genre :

3$ |f(x)|=|f(x)-f(0)+f(0)|\le |f(x)-f(0)|+|f(0)| d'où 3$ |f(x)| \le M\epsilon + K que l'on peut noter 3$ |f(x)| \le C

Ainsi A est inclus dans [-C,C] donc est relativement compact.

Mais c'est faux je pense, autant dire dirctement que |f(x)| < Sup .

J'ai un peu de mal en fait à manipuler tous ces ensembles quand on parle de relativement compact, équicontinue etc ...

Posté par
kaiser Moderateur
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 12:58

Bonjour Rouliane

Citation :
Je dois peut-etre montrer que A est inclus dans un compact ?


A est un ensemble de réels donc montrer que A est relativement compact revient à montrer que A est borné.

par contre, dans ton dernier message, qu'appelle-tu \Large{\varepsilon} ?

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 13:19

Salut kaiser,

Le epsilon vient de l'équicontinuité, mais je sais pas du tout s'il faut utiliser ça.
Pour montrer que A est borné, faut-il que je montre que |f(x)| < M ?

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 14:22

Plus précisement, j'aurais pu écrire \le M\sqrt{\alpha}+K.
le alpha vient de l'uniforme équicontinuité avec |y-x| \le \alpha

Posté par
kaiser Moderateur
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 15:32

Citation :

Le epsilon vient de l'équicontinuité, mais je sais pas du tout s'il faut utiliser ça.


dans ce cas, cette majoration sera vérifiée uniquement si x est proche de 0 et pas pour tout x de [0,1].

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 25-05-07 à 22:58

ah oui mince.

Je vais y réfléchir

Posté par
kaiser Moderateur
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 00:50

Je voudrais savoir une chose : comment as-tu montré que les éléments de F étaient des fonctions M-lipschitziennes ?

Kaiser

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 01:01

j'ai utilisé un argument qui était faux
T'as bien fait de me le demander

Si je prends 3$ \alpha=\epsilon^2 ça marche par contre pour l'équicontinuité, non ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 01:05

oui, ça marche !
si tu veux, tu peux même prendre \Large{\frac{\varepsilon^{2}}{(M+1)^{2}}} pour n'avoir que du \Large{\varepsilon } (le +1, c'est au cas où M=0) !

Kaiser

Posté par
otto
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 01:07

Il suffit de montrer que ta famille est équicontinue et uniformément bornée.

1)
Soient epsilon positif, alors tu trouves très facilement eta tel que pour tout f dans F
|f(x)-f(y)| < eta, dès que |x-y|<epsilon, ceci à cause de la 2e propriété. (eta=racine de epsilon / M)

2)
Pour montrer qu'elle est uniformément bornée, il suffit de montrer qu'il existe M' tel que pour tout f de F,
||f(x)||<M'

Pour celà, remarque que l'ensemble des |f(0)| est borné par un certain nombre N (hypothèse 1).

Ainsi, l'ensemble des |f(x)| pour x variant dans K est lui aussi borné.
En effet:
|f(x)|=|f(x)-f(0)+f(0)| <= |f(x)-f(0)| + N
le terme |f(x)-f(0)| est plus petit que M\sqrt{x}
Et x est plus petit que 1
Donc l'ensemble des |f(x)| est plus petit que M+N
Donc pour M'=M+N on a que pour toute fonction f de F
||f|| <= M'
CQFD
a+

Posté par
otto
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 01:09

Oups, tu as raison Kaiser, ce n'est pas une racine mais un carré.
Pour le M+1, tu as raison, mais si M=0, l'exercice est trivial
A+

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 01:10

Merci à vous !
Je me compliquais la vie pour pas grand chose

Posté par
kaiser Moderateur
re : Partie relativement compacte 26-05-07 à 01:12

Citation :
Pour le M+1, tu as raison, mais si M=0, l'exercice est trivial


C'était juste pour le style !

Kaiser

Posté par alabair (invité)contribution 01-10-07 à 21:53

La conclusion est immédiate d'après le théorème d'Ascoli.

Posté par
Rouliane
re : Partie relativement compacte 01-10-07 à 21:56

Ca recommence



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