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Niveau Maths sup
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projections

Posté par Djeffrey (invité) 19-05-06 à 17:33

Bonjour, un petit probleme en algebre :

On considere E=\mathbb{R}^n muni de la norme euclidienne.
Soit x dans E, et C une partie non vide, convexe et fermée de E.

1) Justifier l'existence d'un element x_c de C tel que : pour tout y de C, ||x-x_c||\le ||x-y|| (1)

2) Montrer qu'un seul element x_c de C verifie (1).

MErci a vous

Posté par
Cauchy
re : projections 19-05-06 à 19:07

Bonjour Djeffrey,

poses a=inf_{y \in C} ||x-y|| . Ensuite par definition de la borne inferieure il existe une suite y_n \in C telle que  lim_{n\rightarrow +\infty} ||x-y_n||=a..

Si tu montres que y_n est de Cauchy alors tu as gagné car R^n muni de cette norme est complet donc y_n sera convergente et comme C est fermé sa limite sera donc dans C et realisera le minimum.

Pour montrer que y_n est de Cauchy il faut utiliser l'identité du parallelogramme si je me souviens bien. Je te laisse le faire si tu trouves pas j'essaierais de retrouver ca.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : projections 20-05-06 à 13:09

Bonjour Djeffrey et Cauchy;
Existence de x_C:
Soit \fbox{x\in E} et soit \fbox{r>0} tel que \fbox{B\cap C\neq\empty} ( B=\bar{B(x,r)} désigant la boule fermée de centre x et de rayon r )
Notons alors \fbox{K=B\cap C} (partie foncée du dessin) et remarquons que c'est un compact non vide (fermé borné de \mathbb{R}^n).
Considérons alors l'application 2$\fbox{f{:}K\to\mathbb{R}^+\\y\to||x-y||} qui étant continue atteint sa borne inférieure c'est à dire 2$\fbox{\exists x_C\in K\\||x-x_C||=\inf_{y\in K}||x-y||} et comme 2$\fbox{\forall z\in C-K\\||x-z||>r\ge||x-x_C||} on voit qu'on a en fait 3$\blue\fbox{\exists x_C\in C\\||x-x_C||=\inf_{y\in C}||x-y||}
Unicité de x_C:
Supposons qu'il existe dans C un second point \fbox{x_C'\neq x_C} tel que 2$\fbox{||x-x_C'||=||x-x_C||=\inf_{y\in C}||x-y||} et notons \fbox{m=\frac{x_C+x_C'}{2}} (c'est le milieu du sgment [x_C,x_C'] et par conséquent on a m\in C par convéxité)
L'identité de la médiane donne alors:
3$\fbox{4||x-m||^2+\underb{||x_C-x_C'||^2}_{>0}=2(||x-x_C||^2+||x-x_C'||^2)=4||x-x_C||^2} et donc que 3$\red\fbox{||x-m||<||x-x_C||} ce qui est absurde par définition de x_C



projections

Posté par
Cauchy
re : projections 20-05-06 à 13:24

Bien joue elhor je voulais faire une demo qui marche dans le cas ou E est un Hilbert quelconque mais c'est vrai qu'ici comme on est en dimension finie ta methode est beaucoup plus rapide.



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