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Topologie:adhérence(suites)

Posté par
robby3
12-02-07 à 12:42

Bonjour à tous,je bute encore sur un exercice de topologie,j'espere que vous aller pouvoir m'aider,voici le sujet:

Soit E l'ensemble des suites de réels tendant vers 0.
Soit d définie par d(x,y)=sup{|xn-yn|}.Montrer que d est une distance(ça c'est ok).
      Montrer que l'ensemble des suites nulles à partir d'un certain rang est dense dans E.
      Que peut-on dire de l'ensemble des suites(xn) telles que \sum_{n=0}^n x_n converge.

Pour montrer que l'ensemble des suites nulles à partir d'un certain rang est dense dans E,il faut montrer que l'adhérence de l'ensemble des suites qui sont nulles à partir d'un certain rang est l'espace E tout entier: donc en fait pour montrer cette égalité,j'ia penser à montrer les 2 inclusions: on montre facilement que l'adherence de l'ensemble des suites nulles à partir d'un certain rang est inclus dans E,mais j'arrive pas à montrer l'autre inclusion.

Merci d'avance de votre aide.

Posté par
robby3
Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 12:45

je m'excuse,je dois aller en cours la,mais je reviendrais ce soir.
Merci d'avance à ceux qui y auront réfléchis.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 12:46

Bonjour robby3

Donne toi un élément x de E et considère la suite \Large{(y_{n})} qui est égale à \Large{x} pour les n premiers termes et qui est nulle ensuite.
Je ne sais pas si j'ai étét clair.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 16:13

Salut Kaiser,merci de ta réponse,je vois ce que tu veux dire : on considere donc (yn): cette suite est égale à x(élément de E donc x est une suite qui tend vers 0) pour les n premiers termes puis est nulle;on doit sans doute ce servir de la distance qui nous est proposer mais je vois pas comment du tout on s'en sert...
Merci encore de ton aide Kaiser.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 21:02

Il faut voir ce que donne \Large{d(y_{n},x)} : n'oublie pas que les premiers termes de \Large{y_{n}-x} sont nuls don en fait, on ne s'intéresse au sup mais seulement pour k supérieur à n.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 21:44

Oui justement,les n premiers termes sont nulles pour yn-x donc aprés pour k>n on a en fait d(yn,x)=sup{|0-x|} cad x élément de E donc ayant une limite nulle à l'infini.
Donc voila en fait c'est tout ce que l'on a montré?? On fait "tout d'un coup" donc par cette méthode??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 21:48

Il faut être un tout petit plus précis !
En fait, il faut dire que :

\Large{d(y_ {n},x)=\sup_{k > n}|x_{k}|}

mais il fait dire pourquoi ce truc a une limite nulle (c'est vrai mais il faut justifier )

Citation :
On fait "tout d'un coup" donc par cette méthode??


C'est-à-dire ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 21:55

lol, tu veux que je dise pourquoi sup|xk| a une limite nulle? bah déja il a une limite parce que |.|(la fonction) est continue donc le sup est atteint  pour tout k>n et ensuite cette limite est nulle car les x appartiennent à E qui par définition est l'ensemble des suites tendant vers 0.

quand je dis tout d'un coup,en fait moi je voulais montrer en deux inclusion mais la on montre tout court l'égalité non?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 21:56

le sup n'est pas forcément atteint !

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 21:57

enfin si, mais tu ne l'as pas montré !

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:03

Mais ça ne vient pas du fait que  la valeur absolue est continue et que toute fonction continue sur un segment est bornée et atteint ces bornes...??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:07

oula ! De quel segment parles-tu ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:12

lool je sais pas,la fonction valeur absolue elle est pas continue sur [k,+oo]?? (je considere +oo] en pensant aux valeurs d'adhérence...)
C'est pas ça du tout?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:15

si elle est continue mais c'est pas un segment !
Bref, on a pas le choix : il faut le prouver d'une autre manière.
Déjà, essaie de prouver que la limite existe.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:22

bon la je comprends pas,je dois montrer que la limite de sup|xk| existe?? Mais les xk ce sont bien des suites de E qui tendent donc vers 0 donc leur limite existe et si on en prends le sup pourquoi il y aurait plus forcément de limite??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:30

C'est le passage au sup qui casse tout !

Par exemple, imagine que pour n entier, et dans [0,1[ on pose \Large{f_{n}(x)=x^{n}}

Pour tout x dans [0,1[, on a \Large{f_{n}(x) qui tend vers 0 mais \Large{\sup_{x\in [0,1[}f_{n}(x)=1} donc il peut se passer des choses bizarres.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:36

ahh oui,lol en effet,tu m'as débouté lool...est ce que  pour montrer que la limite existe il faut que je montre que le sup existe parce que la je vois rien!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:38

Etudie la monotonie de cette suite.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:44

Mais...euhh lol la monotonie de xk?? Mais comment on peut déduire un truc de xk+1-xk comment savoir si c'est >0 ou <0 on sait jsute que ça tend vers 0,ça peut trés bien croitre ou décroitre pour tendre vers 0??!!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:46

Je parlais de la suite des sup !

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:56

ok bon d'accord mais alors voila ce que j'écris en fait sur ma feuille de brouillon quand je cherche la:
pour montrer que c'est croissant ou décroissant je fais sup|xk+1|-sup|xk| et aprés faut que je voiye si ce truc la est >0 ou<0 donc ce truc la comme je l'appelle si bien est <= sup|xk+1-xk| non? donc sup|xk| est décroissante.OUI??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 22:58

Je te conseille de raisonner ainsi :
lorsque l'on passe de n à n+1, on prend le sup sur un ensemble plus petit donc ...

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:01

dsl mais je comprends pas ce que tu veux me faire dire lol,on prends le sup sur un ensemble plus petit oui mais cela veut-il dire que sup|xk+1|>sup|xk|???

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:03

eh bien non justement :

si A et B sont deux ensembles tels que A est inclus dans B, alors le sup de A est plus petit que le sup de B.

Tu es d'accord ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:07

euhh oui ahh ok donc c'est le contraire,donc c'est décroissant ok et donc la suite est décroissante...mais je vois pas du tout ce que j'en fais lool

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:08

Elle est décroissante donc que reste-t-il à dire pour montrer qu'elle converge ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:12

qu'elle est minorée?? cette suite elle est minorée par les xk...non? donc admet une limite et par passage a la limite,comme les xk converge vers 0 il en est de meme pour sup|xk| non??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:13

non !
je voudrais que tu me minores ça par un truc fixe !

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:20

bon un truc fixe: pouff je vois pas  on peut mettre pleins de trucs fixes,0 peut-etre mais je dis ça sans grande conviction??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:23

eh bien oui 0 !

Pour tout k > n, \Large{|u_{k}|\geq 0} donc le sup aussi !
Maintenant, montre moi que celle limite est nulle en utilisant, entre autre, la définition de la borne supérieure.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:29

Bon bah déja c'est 0 lool, la définition de la borne superieur?? c'est le plus petit des majorants non mais bon??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:33

et ça donne quoi avec les \Large{\varepsilon} ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:35

On a pour tout epsilon positif,il existe x dans les xk tel que sup|xk|-epsilon<x<sup|xk| non??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:38

c'est ça !
Si jamais, tu prends \Large{\varepsilon=\frac{1}{n}} alors ton entier k va dépendre de n et donc on aura presque une sous-suite !

Tu vois où je veux en venir ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:41

euhh je suis d'accord que si epsilon=1/n le k dépend ensuite de n mais pourquoi a t-on une sous suite??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:43

Cet entier dépendant de n, on va le noter \Large {k(n)}.

Tout d'abord, on a que k(n)>n par définition de k(n) tend vers l'infini mais n'est pas forcément strictement croissante (c'est pour cela que j'ai dit presque).

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:45

oui ok je suis encore jusque la lool.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:47

ensuite, es-tu d'accord avec moi que comme k(n) tend vers l'infini, alors il existe une application strictement croissante \Large{\varphi} de \Large{\mathbb{N}} dans \Large{\mathbb{N}} tel que \Large{k(\varphi(n))} est strictement croissante (et donc tend vers l'infini) ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:51

hum hum mué ok ademttons

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 12-02-07 à 23:59

ça se comprend assez facilement !

On prend \Large{\varphi(0)=0} et par récurrence, on dit que pour tout entier naturel, on pose :

\Large{\varphi(n+1)=\min\{p > \varphi(n) / k(p) > k(\varphi(n))\}}
(entres parenthèses : cet ensemble est non vide car k(n) tend vers l'infini).


En d'autres termes un peu plus parlant : on prend des termes de la suite k(n) de plus en plus grand (pour obtenir une application strictement croissante)

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 00:02

ok donc on a fabriqué une sous suite...et aprés on en fait quoi dans l'inégalité avec le epsilon?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 00:03

Quelle inégalité obtenons nous ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 00:10

on a sup|xk(phi(n))|-1/n<x<sup|xk(phi(n))| non??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 00:17

Pas exactement !
au départ, on avait pour tout n non nul :

\Large{\sup_{p>n}|x_{p}|-\frac{1}{n}\leq x_{k(n)}\leq \sup_{p>n}|x_{p}|} (j'ai mis p ai lieu de k car on se serait emmêlé les pinceaux).

Maitenant, c'est n qu'il faut remplacer par \Large{\varphi(n)}.

et donc ?

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 00:23

Bon Kaiser,merci déja mais je te propose de remettre ça a demin si tu n'y vois pas trop d'inconvénient lol,la je suis à bout (et je me leve a 6h demain)

et donc? xk(n)+1/(phi(n))=sup|xp| donc tend vers 0 non??
Bon dsl je m'excuz mais la faut que j'aille dormir lol.
A demin si tu es la.
MERCI.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 00:25

En fait, on n'a pas l'égalité mais il suffit juste de faire tendre n vers l'infini et on a le résultat voulu.

Citation :
Bon dsl je m'excuz mais la faut que j'aille dormir lol.


Aucun problème !
Bonne nuit !

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 17:30

Salut Kaiser,lorsque n tend vers l'infini,on a que la suite extraite est bornée par sup|xp|??et aprés lol,le but etait de montrer que sup|xp| converge vers 0 non?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 17:33

Salut

Le but est d'utiliser le théorème des gendarmes en utilisant l'encadrement de mon message de 00h17 mais en remplaçant n par \Large{\varphi(n)}.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 17:39

ok donc on remplace n par phi(n),lorque n->+oo phi(n) aussi mais le theoreme des gendarmes?? on sait pas que sup|xp| converge vers 0 si??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Topologie:adhérence(suites) 13-02-07 à 17:46

C'est précisément ce que l'on veut montrer, mais on n'aura pas travaillé pour rien juste avant : on a prouvé que la limite existe (notons la l ).

Kaiser

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