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Niveau Maths sup
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probleme en topologie

Posté par didicool34 (invité) 18-12-05 à 13:43

bonjour tous le monde

Voila j'ai un peu de mal à répondre à deux questions de topologie et j'aurais vraiment besoin d'aide le plus vite possible c'est pas la panique mais presque lol

soit (X,d) un espace métrique:

1/ soit (An)n une suite décroissante de compacts de X et f: X -> X une fonction continue. A t-on l'égalité:
f(intersection (An))= intersection (f (An))

J'ai réussi (je pense) a montrer l'inclusion directe c plus pour l'inclusion indirecte que j'ai du mal.

2/ Soit A une partie compacte de X et D un sous-ensemble de A dense dans A, montrer que pour tout k>0 il existe une partie finie J de D telle que
A est inclus dans Union(B[x,k]) avec x appartenant à J

là par contre je n'ai aucune idée

voila donc si quelqu'un a une idée qu'il n'hésite surtout pas!
merci

a+

Posté par
lolo217
re : probleme en topologie 18-12-05 à 14:31

Pour le 1) l'inclusion directe n'utilise d'ailleurs aucune propriété.
Réciproquement  si  z  est dans l'intersection des  f(An)
z= f(a_n)  où  a_n  est dans An donc dans  A0 il existe une sous suite de  a_n  qui converge dans  A0 et...je te laisse continuer.

lolo

Posté par
kaiser Moderateur
re : probleme en topologie 18-12-05 à 14:40

Bonjour didicool34

1) Montrons que f(An)=f(An)

Preuve de l'inclusion gauche-droite :
Soit y un élément de f(An)
alors il existe un x élément de An tel que y=f(x)
Pour tout n, x est dans An, donc pour tout n, y=f(x) est dans f(An), d'où y=f(x) est dans f(An).
D'où l'inclusion souhaitée.

Preuve de l'inclusion droite-gauche :
Soit y un élément de f(An), alors pour tout n, il existe xn un élément de An tel que y=f(xn).
Ainsi, la suite (xn) est suite du compact A0 (car la suite de compacts est décroissante).
On en déduit qu'il existe une extraction telle que (x(n)) converge vers un certain x, un élément de A0.
On a donc y=f(x(n)) pour tout n, donc en passant à la limite, on a par continuité de f, y=f(x).
Il suffit alors de montrer que x est dans An

Considérons p un entier naturel quelconque. Montrons que x est dans Ap

comme est strictement croissante et qu'elle ne prend que des valeurs enières, alors elle elle tend vers + et il existe un entier n0, tel que pour tout nn0, (n)p. Ainsi, comme la suite de compacts est décroissante, alors on a pour tout n supérieur à n0, A(n)Ap. Ainsi, comme (x(n)) converge et que Ap est fermé (car compact), alors x est dans Ap, d'où le résultat.

2)Avant de te donner ma méthode pur cette question, je voulais savoir (même si tu es en sup) si tu savais ce qu'était la propriété de Borel-Lebesgue.
Dans ce cas, c'est plus ou moins immédiat.

Kaiser

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : probleme en topologie 18-12-05 à 14:40

Bonjour didicool34;
1)
\fbox{(\forall y\in X)\\y\in\Bigcap_{n\in\mathbb{N}}f(A_n)\Longrightarrow(\forall n\in\mathbb{N})\hspace{5}y\in f(A_n)\Longrightarrow(\forall n\in\mathbb{N})\hspace{5}(\exists x_n\in A_n)\hspace{5}f(x_n)=y}
la suite (x_n) est une suite d'éléments du compact A_0 elle admet donc au moins une valeur d'adhérence x soit alors \fbox{\phi{:}\mathbb{N}\to\mathbb{N}} une application strictement croissante telle que \fbox{\lim_{n\to+\infty}\hspace{5}d(x_{\phi(n)},x)=0} comme f est continue en x on a aussi \fbox{\lim_{n\to+\infty}\hspace{5}d(f(x_{\phi(n)}),f(x))=0} c'est à dire \fbox{y=f(x)} il suffit maintenant pour conclure de voir que \fbox{x\in\Bigcap_{n\in\mathbb{N}}A_n} en effet pour tout \fbox{p\in\mathbb{N}} la suite \fbox{(x_{\phi(n)})_{n\ge p}} est une suite d'éléments de \fbox{A_p} qui est fermé (puisque compact) donc contient la limite de la suite \fbox{(x_{\phi(n)})_{n\ge p}} qui n'est autre que x.
2)Soit \fbox{k>0} comme D est dense dans A pour tout x'\in A on a que B(x',k)\cap D\neq\empty et donc que \exists x\in D\hspace{5}/\hspace{5}x'\in B(x,k) ce qui veut dire que \fbox{A\subset\Bigcup_{x\in D}B(x,k)} et ainsi les B(x,k)_{x\in D} est un recouvrement d'ouverts du compact A il admet donc un sous recouvrement fini de A c'est à dire qu'il existe J partie finie de D telle que \fbox{A\subset\Bigcup_{x\in J}B(x,k)}.

Sauf erreurs bien entendu




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