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Niveau Maths sup
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Topologie

Posté par
tibad582
20-11-17 à 20:21

Bonjour. Voici un exercice :
Soit ( E, II.II ) un espace vectoriel  normé  , A et B deux parties de et      *   .
On definit A+B , A , A, B par :
A+B={a+b E : aA et bB }  
A={a : * et a A }
A ={ (x,y) ^2 : xy=1]}
B={(t,0) : t ]}
A et B sont fermés mais A+B n'est pas fermés
Montrer que :
a- adherence A+ adherence B= adherence (A+B)
b- adherenceA adherence (A)
c-interieur de A +interieur de B interieur de (A+B) ( pour le c/ on admet B(a,r°+B(b,r') =B (a+b,r+r')
d- adherence de A = adherence de A( pour le d-/  on admet B(a,r) = B(a,IIr  )
e- Montrer que si A est compact et B fermé alors A+B est fermé

Posté par
tibad582
re : Topologie 20-11-17 à 20:38

J'ai procédé ainsi:
a-Soit une suite Xn adherence A Xn a , a adherence de A
et    Yn adherence de B Yn b , b adherence  B
Zn = Xn + Yn adherence de A et adherence B avec Xn adhercne  et Yn adherence B Xn + Yn a+b adherence A + adherence B
On doit montrer que
a+b adherence A =afdherence B
a+b adherence A = adherence B signifie a A et b adherence de B
Or A et B sont fermés , alors
a A et b B
donc a+b A+B adherence(A+B)
d'ou a+b adherence (A+B) Par consequent adherence de A + adherence de B adherence (A+B)

Posté par
carpediem
re : Topologie 20-11-17 à 20:51

salut

l'énoncé semble poser pb ...

A et B sont des parties de R^2 ... donc E = R^2 ?

ne peux-tu pas calculer directement A* et B* ? (avec X* = adhérence de X)

Posté par
carpediem
re : Topologie 20-11-17 à 20:52

et A + B puis (A + B)* ?

Posté par
tibad582
re : Topologie 20-11-17 à 20:56

Desolé , j,ai omis une partie de l'enoncé
On prend E quelconque

Posté par
jsvdb
re : Topologie 20-11-17 à 22:01

Bonjour tibad582.
J'ai un peu de mal à suivre ton raisonnement pour le a).

Si (a_n) est une suite de A qui converge vers a alors a \in \bar A
Si (b_n) est une suite de B qui converge vers b alors b \in \bar B
Conséquence : a + b \in \bar A + \bar B

On a de plus que a_n + b_n est une suite de A + B qui converge vers a + b
Conséquence : a + b \in \bar {A + B}

D'où la conclusion.

Posté par
jsvdb
re : Topologie 20-11-17 à 22:30

Pour la b- : selon le même procédé, on a bien \lambda \bar A \subset \bar {\lambda A}.

En revanche, je ne vois pas pourquoi on n'aurait pas l'inclusion inverse. Je raisonne ainsi :

Soit u_n une suite convergente de \lambda A et soit u sa limite. Donc u \in \bar {\lambda A}
Comme il existe une suite de A telle que u_n = \lambda.a_n, et que u_n/\lambda est convergente vers u/\lambda, la conclusion est que a_n est convergente vers u/\lambda.
Comme a_n est une suite de A, sa limite est dans \bar A et donc u/\lambda \in \bar A et u \in \lambda \bar A.

Conclusion : \bar {\lambda A} \subset \lambda \bar A et par suite \bar {\lambda A} = \lambda \bar A
___________________________
N.B. : Toutefois, ce n'est pas parce que l'énoncé ne demande pas l'inclusion inverse que ladite inclusion est fausse

Posté par
tibad582
re : Topologie 20-11-17 à 22:40

Bonjour jsvd. je veux eclaicir un peu.
soit An est une suite de A qui converge vers a alors a appartient a barre car A est fermé( A=A barre)
Pareil pour Bn
d'ou a+b appartient A barre + B barre
De plus An + Bn est une suite de A +B  qui converge vers  a+b  car An  appartient à A et Bn appartient B
(On sait que dans un espace vectoriel norme un ensemble R est inclus dans R barre)
A+B A+B barre  d'ou la conclusion

Posté par
jsvdb
re : Topologie 20-11-17 à 22:47

c- vu l'indication, c'est un jeu d'enfant

d- voir mon message de 22:30.

e- alors là, du coup, je ne saisis pas pourquoi A doit être compact.

On a vu que \bar A + \bar B = \bar {A + B}.

Si A et B son fermés alors A + B = \bar {A + B} donc A + B est fermé. A fortiori si A est compact.

Posté par
luzak
re : Topologie 20-11-17 à 23:05

Bonsoir !

Citation :
A et B sont fermés mais A+B n'est pas fermés

Il me semble qu'il faut le démontrer (à opposer à la dernière question où on suppose en plus A compact) donc chercher un point adhérent à A+B qui n'est pas dans cet ensemble.

Soit n\in\N^*,\;a_n=(n,\frac1n)\in A,\;\;b_n=(-n,0)\in B on a bien a_n+b_n=(0,\frac1n)\in A+B.
Mais  la limite (0,0) n'est pas dans A+B.

Posté par
tibad582
re : Topologie 21-11-17 à 01:12

Bonjour jsvdb.
Si A barre + B barre (a+b) barre .
On aurait besoin du fait que A soit compact?

Posté par
jsvdb
re : Topologie 21-11-17 à 01:24

A = \{(x;1/x); x \neq 0 \} et B = \{(t;0);~t\in \R\} : ce sont deux fermés non compacts.

et donc A + B = \{(x;1/x)+(t;0) / x \neq 0; t\in \R\}= \R^2-\{(t;0)/ t\in \R\} qui n'est ni fermé ni ouvert.

Citation :
a- Montrer que adhérence A+ adhérence B = adhérence (A+B)

Non, faux, pourtant j'ai répondu :

jsvdb @ 20-11-2017 à 22:01

Si (a_n) est une suite de A qui converge vers a alors a \in \bar A
Si (b_n) est une suite de B qui converge vers b alors b \in \bar B
Conséquence : a + b \in \bar A + \bar B

On a de plus que a_n + b_n est une suite de A + B qui converge vers a + b
Conséquence : a + b \in \bar {A + B}

D'où la conclusion. ... certes, mais laquelle ?...

... celle-ci : \bar A + \bar B \subset \bar {A+B}. La réciproque étant fausse en général.

Examinons la réciproque :

soit c_n une suite de A + B qui converge vers c. Il est bien entendu que c \in \bar {A+B}.

Or c_n = a_n + b_n avec (a_n) suite de A et (b_n) suite de B.
Certes, la suite a_n + b_n converge, mais on ne peut rien conclure sur les suites a et b (penser à a_n = (-1)^n et b_n = (-1)^{n+1}).

On ne peut rien conclure sauf si ... A ou B est compact. Supposons que ce soit A.
On peut donc extraire de (a_n)_n une sous-suite convergente que l'on va noter a_{\varphi(n)} et à ce moment là la sous-suite b_{\varphi(n)}= c_{\varphi(n)}-a_{\varphi(n)} est convergente.

Par suite, comme a_{\varphi(n)} converge vers un élément de \bar A et que b_{\varphi(n)} converge vers un élément de \bar B, il s'ensuit que c \in \bar A + \bar B=A+B=\bar {A+B} et A+B est fermé.

Posté par
tibad582
re : Topologie 21-11-17 à 04:37

Je vous  remercie

Posté par
jsvdb
re : Topologie 21-11-17 à 09:32

Erratum :

Citation :
A + B = \{(x;1/x)+(t;0) / x \neq 0; t\in \R\}= \R^2-\{(t;0)/ t\in \R\} qui n'est ni fermé ni ouvert.

C'est un ouvert, bien entendu

Posté par
Wilfred1995
re : Topologie 24-11-17 à 10:07


et donc A + B = \{(x;1/x)+(t;0) / x \neq 0; t\in \R\}= \R^2-\{(t;0)/ t\in \R\} qui n'est ni fermé ni ouvert.
C'est bien un ouvert



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