Groupe compact: valeur adhérence x^n vers e

Bonjour,

Le résultat suivant est-il vrai ?
Soit $G$ un groupe compact d'élément neutre $e$. Pour tout $x \in G$, la suite $(x^n)_{n \in \mathbb N}$ admet $e$ comme valeur d'adhérence.

Si oui, comment le démontrer et si non, quel est un contre-exemple ?

Si besoin, on peut se restreindre au cadre métrique.

Merci d'avance !

Réponses

  • Bonjour,

    La suite $\{2^n\}_{n \in \mathbb{N}}$ a pour unique valeur d'adhérence $+\infty$ dans $\left(\overline{\mathbb{R}^*},\times\right)$, alors que l'élément neutre est $1$.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Merci de ta réponse, mais je ne suis pas sûr de comprendre en quoi ta structure algébrique est un groupe, notamment quel est l'inverse de $+\infty$...
  • Dans le cadre métrique : extrais une sous-suite $x^{\varphi(n)}$ qui converge vers quelque chose ( possible, par compacité + métrique)

    Quitte à réextraire, je me permets de supposer que $n\mapsto \varphi(n+1)-\varphi(n)$ est strictement croissante.

    Je te laisse faire la fin.
  • Merci, c'était facile je ne sais pas pourquoi j'ai bloqué là-dessus...

    Le résultat est-il encore vrai pour un groupe topologique compact non métrique ?
  • Je ne suis pas sûr.
    Pour les groupes profinis (non nécessairement métrisables), la réponse est oui aussi et ce n'est pas trop compliqué à voir. Je connais très peu de groupes compacts qui ne soient ni métrisable ni profini donc difficile de trouver un contre-exemple; et la preuve que je t'ai suggérée ne s'adapte pas facilement sans possibilité d'extraire.
    En plus, les exemples que je connais sont des produits de métrisables et profinis, et la propriété en question passe au produit.

    Je pense qu'on peut aussi le prouver pour les groupes compacts abéliens par dualité de Pontryagin (en se ramenant à un produit de cercles).

    Du coup je pense que c'est vrai, mais je n'en ai pas de preuve.
  • Soit $A$ l'ensemble des valeurs d'adhérence de $n\mapsto x^n$. Alors $A$ est fermé (c'est l'intersection des fermés $n \mapsto \overline {\{x^k \mid k \in \N,k \geq n\}}$), d'autre part pour tout $k\in \N$, $x^{-k}A\subseteq A$ (appliquer la définition). De plus, pour toute suite $u$ de $G$, tout $y\in G$ et toute valeur d'adhérence $v$ de $u$, $v^{-1}y$ est une valeur d'adhérence de $n\mapsto (u_n)^{-1}y$ (appliquer la définition; les valeurs d'adhérences d'une suite sont stables par applications de fonctions continues). Soit $a\in A$; il résulte de ce qui précède que $1_G=a^{-1}a$ est valeur d'adhérence de $n\mapsto x^{-n}a$ et que comme $x^{-p}a\in A$ (qui est fermé) pour tout $p\in \N$, $1_G\in A$.
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Foys : sympa (tu)
    j'ai perdu ma capacité à traduire des preuves par suites en preuves bien :-D
    (un fait amusant est que $(x^n)$ peut avoir beaucoup d'autres valeurs d'adhérences, mais si elle converge, c'est vers $1$)
  • Soient $N\in\N$ et $U$ voisinage de $e$. Il faut montrer $\exists n\in\N$, $n>N$ et $x^n\in U$. Soit $a$ valeur d'adhérence de $(x^n)$, $V$ voisinage de $a$ tq $VV^{-1}\subset U$, $n>N$ tq $x^n\in V$, et $m>2n$ tq $x^m \in V$. Alors $x^{m-n}\in U$ et $m-n>N$. CQFD
  • Bonjour,

    Bon, je devrais peut-être m'abstenir de toucher à l'analyse.
    Mais qu'en est il de $\left(\overline{\mathbb{R}},+\right)$ avec la suite $\{n\}_{n \in \mathbb{N}}$, qu'on peut toujours noter multiplicativement si on en a envie ?
    Est ce que j'ai encore dit une bêtise ? Probablement.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Comment fais-tu de $\bar\R$ un groupe, Rescassol ? La règle naturelle $\infty+1=\infty=\infty+2$ devrait donner $1=2$.
  • Bonjour,

    Bon d'accord, je retourne à ma sieste.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Maxtimax a écrit:
    j'ai perdu ma capacité à traduire des preuves par suites en preuves bien
    Vu tes aptitudes je pense que ça peut revenir très vite ;-)
    Je pense cela dit que pour des valeurs d'adhérences certains réflexes peuvent induire en erreur.
    A mon avis la bonne traduction serait:
    valeurs d'adhérence d'une suite -> valeur d'adhérence d'un filtre (l'intersection des adhérences de ses éléments)
    suite extraite -> ultrafiltre plus fin (qui jouerait le rôle d'une extraction "maximale" en quelque sorte).

    Les deux lignes ne sont pas la même chose et lorsque je ne suis pas dans un contexte métrisable je n'essaie même pas les suites extraites en général s'il y a des valeurs d'adhérences à gérer (ça ne me vient plus spontanément à l'esprit).
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
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