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spectre approché d'un opérateur

Posté par
Saiga
15-12-18 à 22:01

Bonsoir,

J'ai quelques soucis pour l'exercice suivant :

Soit T\in L(E). On appelle valeur propre approchée de T tout \lambda\in \mathbb{C} pour lequel il existe une suite (x_n)_n d'éléments de S_E=\left\{ x\in E : \lVert x \rVert=1 \right\} telle que :

\lim\limits_{n\rightarrow+\infty} Tx_n-\lambda x_n =0 dans E.

On note : \sigma_a(T) l'ensemble des valeurs propres approchées de T.

1) Soit \lambda\in \mathbb{C}. On pose : \alpha(\lambda)=\inf\left\{\lVert Tx-\lambda x \rVert : x\in S_E\right\}  .

(a) Montrer que \alpha(\lambda)=0 si et seulement si \lambda\in \sigma_a(T).

(b) Montrer que \alpha est 1-lipschitzienne.

2) Montrer que si \lambda \in \rho(T), alors \alpha(\lambda)=\cfrac{1}{\lVert R_\lambda(T)\rVert}.

3) Montrer que \sigma_a(T) est compact et que : \overline{\sigma_p(T)}\subset\sigma_a(T) \subset \sigma(T) \ \ (\ast) .

4) Prouver que \sigma_a(T) contient la frontière de \sigma(T), ie : \sigma(T)\cap \overline{\rho(T)}\subset \sigm_a(T)

5) (a) Soit S\in L(E) non inversible. Montrer que s'il existe C>0 de sorte que pour tout x\in E, on ait \lVert x \rVert \leq C \lVert Sx\rVert, alors Im(S) n'est pas dense dans E.

(b) Montrer que : \sigma_c(T)\subset\sigma_a(T). A-t-on l'égalité ?

6) Supposons que T soit une isométrie. Montrer que : \sigma_a(T) \subset \sigma(T) \cap \left\{ \lambda \in \mathbb{C} : |\lambda|=1\right\} .

7) Donner des exemples de T pour lesquels les inclusions de (\ast) soient strictes.

__________________________________________________________________________________________________

Voici ce que j'ai réussi à faire jusqu'à maintenant :

1) - Si \alpha(\lambda)=0, alors la caractérisation de la borne inférieure nous dit que pour tout \epsilon>0, il existe y\in S_E vérifiant : 0\leq \lVert Ty-\lambda y\rVert < \epsilon.

En posant \epsilon=1/n, pour n\geq 1, on construit une suite d'élément de S_E qui vérifie ce qu'on veut.

- Si \lambda\in \sigma_a(T), alors pour tout \epsilon>0, il existe N\in \mathbb{N} tel que pour tout n\geq N, on ait : 0\geq \lVert Tx_n-\lambda x_n \rVert et donc la caractérisation de la borne inférieure est vérifiée.

(b) Je suis probablement rouillé en ce qui concerne la manipulation des \inf....

2) Pour celle là c'est bon, j'ai montré qu'on avait les inégalités dans les deux sens.

et pour le reste c'est le néant abyssal ....

Posté par
carpediem
re : spectre approché d'un opérateur 16-12-18 à 09:50

salut

qui est E ?

qui est R_z(T) ?

que c'est chiant toutes ces lettres grecques pénibles à écrire (en latex ou naturel) ainsi que tous ces indices ...


revois la dernière ligne de ce que tu as répondu à 1/a


tout d'abord remarquer que : \lim_{n \to +\infty} (Tx_n - zx_n) = 0 => \lim_{n \to +\infty} ||Tx_n- zx_n|| = 0

donc z \in \sigma_a (T) => \alpha (z) = 0 trivialement

réciproquement si \alpha (z) = 0 alors la définition de la borne inf nous dit que pour tout n il existe x_n dans S_E telle que ||Tx_n- zx_n|| \le \dfrac 1 n

et par définition d'une norme on en déduit que \lim_{n \to +\infty} (Tx_n - zx_n) = 0

1b/

pour tous complexes y et z et tout x dans E (ou S_E) l'inégalité triangulaire inverse nous permet d'écrire :

\big| ||yx - Tx|| - ||zx - Tx|| \big| \le ||yx - zx|| = ||x|| \cdot ||y - z||

on conclut en prenant x dans S_E

Posté par
carpediem
re : spectre approché d'un opérateur 16-12-18 à 09:51

2/ qui est rau(T) ?

trop de notations non définies ne permettent pas de comprendre ...

Posté par
Saiga
re : spectre approché d'un opérateur 20-12-18 à 19:15

Bonjour Carpediem,

Désolé de l'heure tardive à laquelle je répond...

Je commence par préciser les notations ici :

- E est un espace de Banach quelconque.
- \rho(T) est l'ensemble résolvant de T, ie : \left\{ \lambda\in \mathbb{C} / (\lambda\mathrm{id}-T)\text{ soit inversible } \right\}
- R_\lambda(T) est la résolvante de T associé à \lambda, ie : (\lambda\mathrm{id}-T)^{-1}.
- \sigma(T) est le spectre de T, ie : \mathbb{C}\backslash\rho(T)
- \sigma_p(T) est le spectre ponctuel de T, ie : \left\{ \lambda\in \mathbb{C} / \ker(\lambda\mathrm{id}-T)=\left\{0\right\} \right\}\cap\sigma(T)

Et enfin, je finis par annoncer que finalement j'ai réussi à répondre à toutes les questions. Mais je prends bonne note de tes remarques pour la première question.

Merci beaucoup!

Posté par
carpediem
re : spectre approché d'un opérateur 20-12-18 à 19:39

et bien tant mieux et bravo !!



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