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topologie (adhérence, intérieur...)

Posté par
paulinette
26-10-07 à 14:56

Bonjour,
J'ai un problème avec un exercice d'analyse qui consiste à déterminer (et prouver) l'adhérence, l'intérieur, l'ensemble des points isolés, l'ensemble des points d'accumulation et la frontière de l'ensemble suivant:
A={(1/n)+(1/m),n,m appartiennent à N-{0}}. Je n'ai pas trop d'idée pour comment procéder trouver les ensembles demandés et démontrer les résultats obtenus.
Merci

Posté par
romu
re : topologie (adhérence, intérieur...) 26-10-07 à 16:34

Bonjour,

tu peux déjà jeter un coup d'oeil sur ce topic: Trouver l'adhérence d'une partie

Posté par
paulinette
re : topologie (adhérence, intérieur...) 26-10-07 à 16:49

Merci pour cette indication.
Si j'ai bien compris, l'adhérence de A est A U {0} U {1/n, n dans N}, non? Ensuite la démo de Ksilver utilise les compacts, mais je n'ai pas encore vu le cours sur les compacts, donc il doit y avoir une autre méthode en trouvant des suites extraites convergentes je suppose, mais je n'arrive pas à voir comment faire.

Posté par
romu
re : topologie (adhérence, intérieur...) 26-10-07 à 16:58

Oui c'est bien ce qu'il faut trouver, mais je n'ai pas encore eu le temps de le faire

Peut-être en adaptant la démo en utilisant cette définition des compacts sera plus claire pour toi:

A est compact si toute suite de points de A admet une sous-suite convergente,

dans les espaces vectoriels normés de dimension finie (et peut être même si c'est de dimension infinie, à voir) cette définition convient très bien.

Posté par
romu
re : topologie (adhérence, intérieur...) 26-10-07 à 16:58

Pardon, je réécris:

A est compact si toute suite de points de A admet une sous-suite convergente.

Posté par
paulinette
re : topologie (adhérence, intérieur...) 26-10-07 à 17:21

ok, je vais essayer avec cette définition, je ne vois pas tres bien la démo, mais je vais essayer de regarder ça.

Posté par
paulinette
re : topologie (adhérence, intérieur...) 26-10-07 à 21:07

J'ai essayé quelque chose:
Soit X={(1/n(p))+(1/m(p)) tq p appartient a N}
Soit X est fini, soit X est infini
1)X fini:
X={1/r_1+1/s_1;1/r_2+1/s_2;....;1/r_q+1/s_q}
Il existe i=1...q et k=1...q tels que x_n_p=1/r_i + 1/s_kpour une infinité d'indices np
Donc la suite (x_p)admet une ss-suite stationnaire: (x_n_p)tq x_n_p=1/r_i + 1/s_k
Or x_p tend vers 0 quand p tend vers l'infini et (1/r_i +1/s_k)est valeur d'adhérence de (x_p) donc x=1/r_i +1/s_kappartient à A.

2)X infini
X infini donc (x_p)n'est pas bornée. Donc on peut extraire une sous-suite tq x_p_n tend vers 0 quand n tend vers l'infini, donc x=0.

Est-ce que ça tient debout? Dans le cas où ça serait bon ( pas sure du tout!!!) il me resterait encore à prouver que {1/n, n appartenant à N} est dans l'adhérence, alors là, je ne vois vraiment pas

Posté par
paulinette
re : topologie (adhérence, intérieur...) 27-10-07 à 14:54

J'ai finalement trouvé
Adhérence=A U {0} U {1/n, n appartenant à N*} Mais je n'arrive pas à le démontrer entièrement et mon début n'est pas certain (voir plus haut)
Intérieur=vide car A inclu dans Q et l'intérieur de Q est vide
Points d'accumulation={0}U{1/n, n appartenant à N*} (= adhérence\points isolés)
Points isolés=A (voici ma démonstration: Soit x dans A, x=1/n+1/mA-t-on epsilon>0 tq ]x-epsilon;x+epsilon[inter A={x}
On choisit epsilon=min(1/n(n+1);1/m(m+1)).
Est-ce correct?Frontiere= adhérence\intérieur=adhérence

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : topologie (adhérence, intérieur...). 27-10-07 à 17:20

Bonjour ;

Bref\hspace{5}rappel\hspace{5}topologique\hspace{5}:

Points d'accumulation , points isolés:

\fbox{.} Dans \mathbb{R} usuel , un réel x est point d'accumulation d'une partie X de \mathbb{R}
s'il est limite d'une suite strictement monotone d'éléments de X.
\fbox{.} Un point d'accumulation de X est adhérent à X et peut ne pas appartenir à X.
\fbox{.} Si x\in X n'est pas d'accumulation il est dit isolé .
\fbox{.} \fbox{Adh(X)=Acc(X)\cup Is(X)}. (réunion disjointe) , \fbox{Adh(X)=Acc(X)\cup X}. (réunion non nécessairement disjointe)
\fbox{.} \fbox{Acc(X\cup Y)=Acc(X)\cup Acc(Y)}.
\fbox{.} Si F est fini , \fbox{Acc(F)=\empty}.



Sujet\hspace{5}du\hspace{5}topic\hspace{5}:

Il est clair qu'on a aussi 3$\red\fbox{A=\{\hspace{5}\frac{1}{n}+\frac{1}{m}\hspace{5}/\hspace{5}(n,m)\in\mathbb{N}^*\hspace{5},\hspace{5}n\le m\hspace{5}\}}.


\fbox{.} 2$\blue\fbox{Acc(A\cap]1,2])=\{1\}} ,

en effet si \hspace{5}\fbox{\frac{1}{n}+\frac{1}{m}>1}\hspace{5} alors \hspace{5}\fbox{\frac{2}{n}>1}\hspace{5} ce qui exige \hspace{5}\fbox{n=1}\hspace{5} et par suite \fbox{A\cap]1,2]=\{1+\frac{1}{m}\hspace{5}/\hspace{5}m\in\mathbb{N}^*\}}
qui admet clairement 1 pour unique point d'accumulation.

\fbox{.} 2$\blue\fbox{Acc(A\cap]0,1])=\{0\}\cup\{\frac{1}{n}\hspace{5}/\hspace{5}n\in\mathbb{N}^*\}} ,

On a clairement \fbox{0=\lim_{n}\hspace{5}\frac{1}{n}+\frac{1}{n}} et \fbox{(\forall n\ge1)\hspace{5}\frac{1}{n}=\lim_{m}\hspace{5}\frac{1}{n}+\frac{1}{m}} .

Inversement si \hspace{5}\fbox{\frac{1}{n}+\frac{1}{m}\in A\cap]0,1]}\hspace{5} on peut trouver \hspace{5}\fbox{s\in\mathbb{N}^*}\hspace{5} tel que \hspace{5}\fbox{\fbox{\frac{1}{s+1}<\frac{1}{n}+\frac{1}{m}\le\frac{1}{s}}}\hspace{5} ,
ce qui exige \hspace{5}\fbox{s+1\le n\le2s+1}\hspace{5} ( soit (s+1) valeurs possibles pour n ) ,
pour chaque \fbox{n\in\{s+2,..,2s+1\}} , les m vérifant la double inégalité (doublement encadrée) sont en nombre fini ,
( car sinon en faisant tendre m vers l'infini on tombe sur la contradiction n=s+1 ) ,
l'ensemble F_s des points de \fbox{A_s=A\cap]\frac{1}{s+1},\frac{1}{s}]} qui s'écrivent \fbox{\frac{1}{n}+\frac{1}{m}} avec \fbox{s+2\le n\le m} est donc fini ,
l'ensemble I_s des points de A_s qui s'écrivent \fbox{\frac{1}{s+1}+\frac{1}{m}} avec \fbox{s+1\le m} admet clairement \frac{1}{s+1} pour unique point d'accumulation ,
d'où \fbox{Acc(A_s)=Acc(I_s)\cup Acc(F_s)=\{\frac{1}{s+1}\}}.


ce qui prouve que les éléments de A ne s'accumulent qu'à droite de 0 ou d'un \frac{1}{s} pour s\in\mathbb{N}^*. (sauf erreur bien entendu)

Posté par
paulinette
re : topologie (adhérence, intérieur...) 27-10-07 à 18:06

Merci pour cette indication, c'est en effet ce que j'avais vu sur mon dessin, mais je n'arrivais pas à le démontrer.
Est-ce que quelqu'un peut me donner quelques pistes pour l'adhérence car je pense voir l'idée de la démo:je pense quil faut extraire des sous-suites, mais je n'arrive pas du tout à la mettre en pratique.
Merci à tous



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