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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Sous-suite et valeur d'adhérence

Posté par
AnneDu60
03-08-18 à 02:28

Bonsoir !
J'essaye de comprendre la démonstration du théorème suivant :
"(,| |) est complet.

Soit (an) de Cauchy.
Alors (an) est bornée.
Pour tout n, {ak, kn} est non vide, majoré.  Donc il admet une borne inférieure.
On pose xn=inf {ak, kn}.
Comme (an) est majorée, (xn) aussi.
{ak, kn+1} {ak, kn}.
Donc xn+1 xn.
Donc (xn) est croissante, majorée donc elle converge vers un .

On veut montrer que (an) admet comme valeur d'adhérence.
On sait que \lim_{n\rightarrow +\infty }x_n = \alpha
Soit >0.
Il existe N1/ nN1, -<xx.  #J'imagine que la deuxième inégalité provient du fait que (xn) est croissante, et convergente vers .
Donc n N1, - <an.
D'autre part, il existe kN1, ak<+ #Oui car :
Supposons que pour tout k N1, ak+ alors xN[sub]1[/sub] + ce qui est contradictoire.
Donc il existe kN1 / |ak-|<
Donc est bien une valeur d'adhérence de (an).
Mais pourquoi ?
est une valeur d'adhérence de (an)
>0, N, nN, |an-|<.
Mais dans cette définition N ne dépend pas de alors que le N1 oui.
On aurait pas plutôt montré qu'il existe une suite : strictement croissante tel que \lim_{n\rightarro\ +\infty }a_\varphi(n)= ?

A ce propos, pouvez vous m'envoyer la démonstration de la propriété suivante :
"Soit (X,d) un espace métrique. Soit (xn)X et xX.
x est une valeur d'adhérence de (xn) Il existe : strictement croissante telle que \lim_{n\rightarro\ +\infty }x_\varphi(n)=x

Posté par
luzak
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 03-08-18 à 08:22

Bonjour !

Citation :

Mais dans cette définition N ne dépend pas de \varepsilon alors que le N1 oui.

Ce n'est pas grave : s'il existe N_1 tel que   n>N_1\implies \alpha-\varepsilon<a_n\leqslant\alpha.
il suffit de prendre n>N_1\text{ et } n>N pour avoir \alpha-\varepsilon<a_n<\alpha+\varepsilon
En fait toute cette partie
Citation :
D'autre part, il existe kN1, ak<+ #Oui car :
Supposons que pour tout k N1, ak+ alors xN[sub]1[/sub] + ce qui est contradictoire.

est inutile : quand un réel est inférieur à \alpha il est strictement inférieur à \alpha+\varepsilon.

Ta suite \varphi strictement croissante, elle n' a pas été définie : ce n'est pas difficile de le faire mais ... (dans ta définition de x_n il suffit de prendre la borne inférieure de [tex\{a_k,\;k>\varphi(n)\}[/tex] pour définir, par récurrence, la suite strictement croissante).

.............................................
Tu procèdes de même pour ta question sur les espaces métriques :
Il existe \varphi(0)>0 tel que d(x,x_{\varphi(0)})<1.
En supposant définis \varphi(0)<\varphi(1)<\dots<\varphi(p) tels que d(x,x_{\varphi(k)})<2^{-k} il existe un entier q>\varphi(p) tel que d(x,x_q)<2^{-p-1} et tu prends \varphi(p+1)=q.
La suite n\mapsto2^{-n} ayant une limite nulle il n'est pas difficile de conclure.

Posté par
jsvdb
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 03-08-18 à 11:43

Bonjour

Pour mémoire :

Soit (X,\tau) un espace topologique, u \in X^\N et a \in X.

On dit que a est valeur d'adhérence de la suite u si a est adhérent à tous les \{u_n~/n\geq N\},~N\in \N.

Autrement dit, tout voisinage de a dans X contient une infinité de termes de u.

Donc une condition suffisante pour que a soit valeur d'adhérence de la suite u est qu'il existe une sous-suite de u qui converge vers a.

Dans les espaces métrisables (ou plus généralement, à base dénombrable de voisinages), cette condition devient nécessaire.

Un très beau contre-exemple est donné par l'espace d'Arens-Fort qui est \N^2 muni de la topologie dont les ouverts sont :

- les parties qui ne contiennent pas le point (0;0).
- les parties dont « presque toute » colonne contient « presque tous » les entiers, où « presque tous » signifie ici : tous sauf un nombre fini.

Le point (0;0) est valeur d'adhérence de toute suite exhaustive de point de \N^2-\{(0;0)\} mais n'est limite d'aucune sous-suite.

Posté par
jeanseb
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 03-08-18 à 17:55

Intéressant contre-exemple!

Cette topologie est utilisée dans quel type de problèmes ?

Posté par
jsvdb
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 03-08-18 à 18:16

Le problème qui consiste à trouver des contre-exemples aux fin d'illustrer des notions pas forcément simples à l'instar de tout ce qu'on peut trouver dans ceci :

Posté par
AnneDu60
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 03-08-18 à 23:56

Alors si j'ai bien compris.
Soient (X,d) un espace métrique, (xn) X et x X.
On suppose que x est une valeur d'adhérence de (xn).
Donc on a :
>0, N, n> N,
d(x,xn)<.

* Il existe n0=(0)>0 tel que d(x,x(0))<1.
*Il existe n1=(1)>(0) tel que d(x,x(1))<\frac{1}{2}
....... (on continue le processus)
*Il existe np=(p)>(p-1) tel que d(x,x(p))<1/(2^p)

Ainsi on a : \small \lim_{p\rightarrow +\infty }x_\varphi (p)=\lim_{p\rightarrow +\infty }d(x,x_\varphi (p))=x

Posté par
luzak
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 04-08-18 à 10:49

Ta dernière ligne est curieuse !
La limite d'une distance (un réel) serait un élément de l'espace métrique ?
En fait la limite de la suite p\mapsto d(x,x_{\varphi (p)}) est le réel 0.

Pour avoir \varphi(p) (le tout) en indice il faut utiliser les accolades comme dans le "corrigé" ci-dessous.

Citation :
Ainsi on a : \small \lim_{p\rightarrow +\infty }x_{\varphi (p)}=\lim_{p\rightarrow +\infty }d(x,x_{\varphi (p)}=x

J'ai utilisé "x_{\varphi (p)}".

Posté par
AnneDu60
re : Sous-suite et valeur d'adhérence 04-08-18 à 17:06

Bonjour ! Oui excusez-moi j'ai écris n'importe quoi à la dernière ligne!
D'accord merci beaucoup !



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