Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Licence Maths 1e ann
Partager :

topologie boules emboitables

Posté par
picbille
19-08-16 à 14:41

Bonjour j'ai un problème

Soit deux normes équivalentes |  | _inf et | |_1 sur E un K-ev.
il est facile d'établir que  | x| _inf < |x|_1 < n *|x|_inf, mais je voudrais visualisé cela en tant que boules emboités :

D'ou par exemple pour E = R^2 prenons pour rayon r = 1, je ne comprends pas cette inégalité :

B_fermé_inf( 0 , 1 / racine( n ) ) B_fermé(0,1).

Merci cordialement.

Posté par
Camélia Correcteur
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 15:34

Bonjour

Je ne comprends pas ta question. Qu'est-ce que c'est B_ferme_inf ?

Posté par
picbille
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 15:56

Bonjour merci de votre réponse,

B_ferme_inf c'est la boule fermé défini sur l'espace vectoriel de norme infini.

B_fermé_normeinf( 0 , 1 / racine( n ) )   B_fermé_normeinf(0,1) B_fermé_norme1(0,1)

C'est cette inégalité que je ne comprends pas que l'on déduit de cette inégalité (| x| _inf < |x|_1 < n *|x|_inf)

Posté par
Camélia Correcteur
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 16:12

C'est toujours bizarre, tu ne dois pas tout dire. Tu as un espace de dimension infinie muni de deux normes équivalentes. A priori il n'y a aucune raison pour que l'une soit inférieure à l'autre. On te le dit? Si oui, je ne vois pas où est ton problème; il est clair que

\left| \dfrac{1}{\sqrt n}\right|_{inf} \leq |1|_{inf}\leq |1|_1

Posté par
verdurin
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 16:40

Bonjour,

une petite lecture dans ma boule de cristal m'apprend que le K-ev est E=Kn
avec K= ou K=
puis que | |_inf est la norme infinie (sup des valeurs absolues des coordonnées)
et | |_1 est la somme des valeurs absolue des coordonnées.

Dans le cas de 2
la boule fermé de centre 0 et de rayon a pour la norme 1 est le carré (vu comme surface) de sommets (a,0) (0,a) (-a,0) (0,-a)
la boule fermé de centre 0 et de rayon b pour la norme infinie  est le carré (vu comme surface) de sommets (b,b) (-b,b) (-b,-b) (b,-b)

Tu peux faire un dessin avec a=1 et b=2-1/2.

PS : Salut Camélia

Posté par
Camélia Correcteur
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 16:44

Bonjour verdurin, tu as certainement raison, et j'avais bien subodoré la même chose. Mais je tenais à souligner que tout ça n'est pas garanti, en particulier si la dimension infinie n'est pas dénombrable!

Posté par
jsvdb
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 18:26

Bonjour Picbille,
je serai heureux de collaborer avec vous pour résoudre votre problème.
Je vous propose pour cela de se contacter en privé via nos adresses mail si vous en êtes d'accord.
Je suis à***
Bien cordialement

Posté par
verdurin
re : topologie boules emboitables 19-08-16 à 19:55

Salut jsvdb.

Le principe d'un forum est que les réponses sont publiques.

Posté par
jsvdb
re : topologie boules emboitables 20-08-16 à 17:25

Le nœud du problème de Picbille est qu'il ne comprend pas comme on déduit l'emboitement des boules unités à partir des inégalités de normes équivalentes.

Posons donc le problème de façon plus générale :
Soient  N1 et N2 deux normes sur E, un K-EV de dimension quelconque.
On suppose que pour tout x de E, ces deux normes vérifient N1(x) \leq k.N2(x), où k est une constante réelle strictement positive.
Alors la boule unité ouverte liée à N2 est incluse dans la boule de rayon k ouverte liée à N1.

Preuve :
Soit x un élément de la boule unité ouverte de N2.
Alors, par hypothèse N2(x) \leq 1 et N1(x) \leq  k
D'où la conclusion.

On en conclut en dimension finie, le principe des boules emboîtées :
Dans un espace vectoriel de dimension finie, toute boule ouverte pour une norme contient une boule ouverte pour une quelconque autre norme.

Contre-exemple en dimension infinie :
E = espace des fonctions continues de [0, 1] dans .
On munit cet espace des normes suivantes :
N1(f) = sup f sur [0,1] (c'est la norme 'infini')
N2(f) = \int_{0}^{1}{f}

On a N2 N1 et aucune égalité en sens inverse.
On en conclut que la boule unité ouverte liée à N2 contient la boule unité ouverte liée à N1, mais aucune inclusion inverse n'est possible.

Posté par
verdurin
re : topologie boules emboitables 20-08-16 à 18:18

J'ai la nette impression que le problème original est en dimension finie, égale à n.

Ceci à cause de l'inégalité

Citation :
| x| _inf < |x|_1 < n *|x|_inf
que je lis comme

\forall x \in K^n \quad \lVert x \rVert_{\infty}\le\lVert x \rVert_{1}\le n\lVert x \rVert_{\infty}  

Posté par
jsvdb
re : topologie boules emboitables 20-08-16 à 18:30

Certes, mais le vrai problème est complètement indépendant de la dimension de l'EV.

On prend un EV, deux normes sur cet EV qui vérifient une relation d'inégalité de type N1 N2 et on conclut que toute boule selon N1 contient une boule selon N2. Le tout indépendamment de toute notion de norme.

Après, si on veut, on fait intervenir la dimension.

Posté par
verdurin
re : topologie boules emboitables 20-08-16 à 19:57

Attention, il faut inverser l'inégalité pour que ta phrase soit vraie.

Posté par
jsvdb
re : topologie boules emboitables 20-08-16 à 21:10

Non, c'est bon, eu égard à ma démonstration ci-dessus.
Donc, pour récapituler :

E : Espace vectoriel de dimension quelconque
N1 et N2 : deux normes sur E
k constante réelle vérifiant N1 k.N2
B1(0,k) : boule de rayon k selon N1
B2(0,1) : boule de rayon 1 selon N2
Alors B2(0,1) B1(0,k)

A partir de là, vous prenez tous les exemples d'applications qui vous intéressent.

Posté par
lafol Moderateur
re : topologie boules emboitables 20-08-16 à 21:51

attentionextrait de c_faq la FAQ du forum :

Q07 - Puis-je mettre mon adresse mail dans mon message afin d'inviter les visiteurs du forum à rentrer en contact avec moi ?



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1768 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !