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Niveau Maths sup
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Produit d'espaces métriques - erreur de raisonnement?

Posté par
jean1257
02-01-08 à 13:45

Bonjour à toutes et tous et bonne année 2008!

Voici quelques lignes que je voudrais partager et discuter avec vous.

Soit (E, d_{E}) un espace métrique. Je considère l'espace produit E\times E et je note \alpha=(x,y) un element de E\times E qui est muni de la distance produit
d_{E\times E}(\alpha_{1}, \alpha_{2})=[d_{E}(x_{1}, x_{2})^{2}+d_{E}(y_{1}, y_{2})^{2}]^{1/2}.

Une application \varphi: E\times E \to [0,\infty[, \alpha=(x,y)\to \varphi(\alpha)=\varphi(x,y) est k-lipschitz si |\varphi(\alpha_{1})-\varphi(\alpha_{2})|\leq k d_{E\times E}(\alpha_{1}, \alpha_{2}).

Soit \varphi(x,y)=d_{E}(x,y) et je remarque que

|d_{E}(x_{1}, y_{1})-d_{E}(x_{2}, y_{2})|\leq d_{E}(x_{1}, x_{2})+d_{E}(y_{1}, y_{2})\leq \sqrt{2}[d_{E}(x_{1}, x_{2})^{2}+d_{E}(y_{1}, y_{2})^{2}]^{1/2}

j'en conclu que l'application d_{E} est une application \sqrt{2}-lipschtzienne.
D'ailleurs, si l'on pose d_{E\times E}(\alpha_{1}, \alpha_{2})=d_{E}(x_{1}, x_{2})+d_{E}(y_{1}, y_{2}) on obtient une application 1-lipschitz par la première inégalité ci-dessus.

Dans le livre d'analyse de Xavier Gourdon je trouve dans la propositon 15, p. 15 (sans preuve) que l'application distance est lipschitzienne de rapport 2... où est mon erreur? (dans un autre message posté récemment on me disait qu'une distance n'est pas lispchitz )

J'ai vu que l'application d_{E}(x, x_{0}) pour x_{0} fixé est 1-lipschitz et de même l'application distance à un sous ensemble. Pourquoi cela ne marche pas avec une distance?

Avez-vous des références sur le sujet (un bon livre sur la topo+espaces métriques?)

Merci par avance!!

Posté par
Camélia Correcteur
re : Produit d'espaces métriques - erreur de raisonnement? 02-01-08 à 16:16

Bonjour

D'abord dans les messages précédents, on te disait qu'une distance quelconque n'est pas nécessairement lipschitzienne, mais il peut arriver qu'elle le soit.

Je n'ai pas vérifié tes calculs, mais une fonction 2-lipschitzienne est bien 2-lipschitzienne, donc je ne vois pas ce qui te trouble.

Posté par
jean1257
re : Produit d'espaces métriques - erreur de raisonnement? 02-01-08 à 18:23

Bonjour,

en fait je crois que j'ai compris d'où venait ma confusion: les lignes précédentes montrent que pour tout espace métrique (E, d_{E}), la distance d_{E} est lipschitz.

On peut toutefois munir cet espace métrique d'une autre métrique d_{1} qui n'est pas lipschitz-équivalente à la première. Le contre exemple était donné sur R par d_{1}(x,y)=|x^{3}-y^{3}| et la distance usuelle sur R  d_{R}(x,y)=|x-y|.

Ainsi d_{1} est trivialement une distance, mais n'est pas lipschitz par rapport à la distance d_{R}. En revanche d_{1} est évidemment lipschitz par rapport à elle-meme dans le sens où l'on considère (R, d_{1}) comme espace de base et non plus (R, d_{R}).

Voilà, c'est peut être pas très très bien expliqué...

Sinon, pour le coefficient de lipschitz, je pensais que 2 était optimal alors qu'il n'en est rien, tout dépend de la métrique que l'on définit sur l'espace produit.

Voilà, bonne soirée et à bientôt!

Posté par
jean1257
re : Produit d'espaces métriques - erreur de raisonnement? 02-01-08 à 18:34

Re bonjour,

dans le même ordre d'idée j'ai le petit problème suivant:

Soit (E, |\cdot|) un K-espace vectoriel normé. Est-ce que l'application \varphi:K\times E \to E définie par x\to \lambda x est lipschitz? uniformément continue? (j'ai déjà démontré la continuité)

@+

Posté par
Camélia Correcteur
re : Produit d'espaces métriques - erreur de raisonnement? 03-01-08 à 17:34

Oui, elle est bilinéaire continue, donc lipschitzienne.

Posté par
jean1257
re : Produit d'espaces métriques - erreur de raisonnement? 04-01-08 à 09:50

je ne connaissais pas cette propriété, je vais essayer de la démontrer



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