suite cv dans deux evn

Bonjour à tous,

On sait bien trouver un espace vectoriel réel muni de deux normes non comparables mais auriez-vous sous la main un espace vectoriel $E$ avec deux normes $N_1$ et $N_2$, et une (même) suite qui converge vers deux limites différentes (une pour $E, N_1$ et une autre pour $E, N_2$)

Merci d'avance et bonne fin de vacances à tous.

Réponses

  • On prend E l'espace des polynômes à coefficients réels.

    comme norme N1 on choisit la norme du sup sur l'intervalle I = [1/2,1]
    et pour N2 la norme du sup sur J = [-1; -1/2]

    Ensuite on prend H une fonction créneau qui vaut 0 sur I et 1 sur J
    D'après le théorème de Weierstrass on peut trouver une suite H_n de polynômes (éléments de E) qui converge uniformément vers H sur le segment [-1; 1]

    Mais pour N_1, H_n converge vers la fonction nulle et vers la fonction constante égale à 1 pour N_2.

    Voilà je pense que ça convient

    le poulpe
  • Désolé le poulpe, je pense que c'est faux.
    Le théorème de Weierstrass se place dans l'ensemble des fonctions continues, pas dans $L^{\infty}$.
    Tu sais qu'une suite de fonctions continues uniformément convergente est de limite continue, donc ça ne peut pas marcher.
    Je crains qu'on ne puisse pas corriger ce problème, car si la suite de polynomes converge, il est clair que la limite ne sera pas un polynome.
    Bref, ça a l'air difficile à résoudre en se plaçant dans des espaces habituels, car on sait que presque toutes les convergences impliquent la convergence au sens des distributions, pour laquelle il y a unicité de la limite.

    Hs: Au fait, ça a donné quoi tes concours?
  • il me semble que prendre la fonction du Poulpe affine par morceaux plutot que créneau convient.
    on a bien convergence vers des polyômes (et non juste des fonctions polynômiales sur I et J) car les intervalles considérés contiennent une infinité de points (c'est ce qui assure que N1 et N2 sont des normes quoi)
  • Merci à Le poulpe, Corentin et Vp.

    Oui l'idée de Le poulpe modifiée par Vp me semble être celle-ci:

    (je reformule pour qu'une erreur de ma part me soit signalée)

    Soit E l'espace vectoriel des polynômes à coefficients réels.
    On prend $N_1$la norme sup sur $[0 ; 1]$

    $N_2$la norme sup sur $[2 ; 3]$.
    Puis d'après le théo. de Stone W. il existe une suite de polynômes qui converge uniformément sur $[0 ; 3]$ vers la fonction (continue) affine par morçeaux valant 0 sur $[0 ; 1]$ et 1 sur $[2 ; 3]$ . Cette suite convient (elle converge vers les 2 polynômes 0 et 1 pour $N_1$ et $N_2$ respectivement).

    Il n'y a pas d'erreur ?

    remarque: on montre ainsi qu'une telle suite existe; on doit pouvoir trouver un exemple plus explicite...???


    Merci et bonne fin de vacances à tous.
  • tu prends $P_n(x)=(1-x)^n$ qui tend vers 0 pour la norme de la CVU sur $[0,1/2]$ et vers 1 pour la norme de la CV en moyenne sur $[0,1]$
  • ce qui précéde est faux mais c'est parti trop vite !!!
    $P_n(x)=(1-x/2)^n$ CVU vers 0 sur $[1,2]$ et vers 1 sur $[0,1]$...
  • Merci tounet83,

    mais j'ai bien des doutes sur les deux exemples de tes deux messages (y compris sur le deuxième...) en particulier sur la convergence vers 1...

    vois un peu s'il te plaît ! merci et

    Bonsoir !
  • bon je me suis contenté d'un dessin...et tu as tout à fait raison c'est archi-faux !!! il faut que je cherche un peu et que j'oublie les vacances, le rosé, etc
  • que penses tu de cela:

    $P_n(x)=nx^n$. On a CVU vers 0 sur $[0,1/2]$ car $n/2^n$ tend vers 0 et d'autre part $$\int_{0}^{1}|1-P_n(x)|dx$$ tend vers 0 donc $P_n$ tend vers 1 pour la CV en moyenne sur $[0,1]$
    pourvu que ce soit juste. attention à bien couper l'intégrale en deux à cause de la valeur absolue...
  • Merci tounet83,

    je ne suis toujours pas convaincu que, dans ton dernier exemple, $ P_n$ tende vers 1 pour la norme $L_1$: une vision géométrique t'en convaincra et le calcul aussi...

    à suivre...

    remarque : pour l'exemple que j'ai décrit on peut contruire effectivement une suite de polynômes qui converge uniformément (la suite classique quitte à se ramener à l'intervalle $[0 ; 1]$...) mais c'est pas très parlant...

    Bon dimanche à tous...
  • tu as encore raison
    c'est encore faux
    on dira que c'est pour te préparer à ta rentrée!!!
    je cherche encore...
    c'est vrai qu'expliciter les polynômes de Bernstein c'est pas enthousiasmant...
  • Pas de problème tounet83,

    et merci pour ta participation et pour me préparer à la rentrée !!!

    Bonne fin de vacances à tous.
  • bonsoir,

    la situation évoquée par alaina ne peut se produire

    plus généralement il n'existe pas dans un ensemble E deux distances d1 et d2
    telles qu'il puisse exister une suite xn convergeant vers a1 au sens d1 et vers a2 au sens d2 avec a1#a2

    exercice!

    indication : en supposant une telle situation et en appelant e le minimum de d1(a1,a2) et d2(a1,a2) contempler les boules B1(a1,e/3) et
    B2(a2,e/3)...

    ( et tounet reflechira à l'erreur de raisonnement qu'il commet..)

    Oump.
  • Oump> Cela me parait très faux. Prenons n'importe quel espace métrique $(E,d)$ ayant une suite $(x_n)$ qui tend vers $a$ telle que $\forall n \in \N \ x_n \neq a$. Soit $b$ un élément de $E$.

    Soit $d'$ définie par :
    1) $d'(x,y)=d(x,y)$ si $x$ et $y$ sont différents de $a$ et de $b$
    2) $d'(x,a)=d(x,b)$ si $x \neq a$ et $x \neq b$
    3) $d'(x,b)=d(x,a)$ si $x \neq a$ et $x \neq b$
    4) $d'(a,x)=d(b,x)$ si $x \neq a$ et $x \neq b$
    5) $d'(b,x)=d(a,x)$ si $x \neq a$ et $x \neq b$
    6) $d'(a,b)=d'(b,a)=d(a,b)$

    l'application $d'$ est une métrique $d'$ telle que $(x_n)$ tende vers $b$.
  • Re

    d'ac! j'ai été victime d'une illusion d'optique , les metriques sont plus tordus que les normés..

    cela dit, avec des normes ça ne me parait pas possible, faut voir ..
    d'ici la rentrée je me forgerai une opinion..

    Oump.
  • Ca ne m'empechera pas de ne pas croire à l'exemple proposé ici, puisque la fonction limite n'est pas un polynome.

    Et merci pour ton exemple Ludovic, il décrit bien une des pathologie des métriques.
  • il ne s'agit pas vraiment d'une question de croyance.

    notons $E$ l'espace vectoriel des fonctions polynômiales de $\R$ dans $\R$ à coefficients réels. si $a < b$, on définit une norme sur $E$ en posant $\|~\|_{\infty,[a;b]}\::\:u \mapsto sup_{x \in [a;b]} |u(x)|$. le seul point qui peut poser problème est $\|u\|_{\infty,[a;b]} = 0 \Rightarrow u = 0$, qui est dû au fait que $[a;b]$ contient une infinité de points distincts mais qu'un polynôme n'a qu'un nombre fini de racines.

    soit $f$ notre fonction continue affine par morceaux sur $[0,3]$ telle que $f_{/[0;1]} = 0$ et $f_{/[2;3]} = 1$. par le théorème de Stone-Weierstrass, il existe $(P_n)$ suite de $E$ convergeant vers $f$ pour $\|~\|_{\infty,[0;3]}$. Alors :

    $\| P_n - 0 \|_{\infty,[0;1]} = sup_{x \in [0;1]} | P_n(x) - 0 | = sup_{x \in [0;1]} | P_n(x) - f(x) | \leq sup_{x \in [0;3]} | P_n(x) - f(x) | = \| P_n - f \|_{\infty,[0;3]} \to 0$

    lorsque $n \to +\infty$ par définition de $(P_n)$, qui converge donc vers 0 (c'est bien une fonction polynômiale !) dans $(E, \|~\|_{\infty,[0;1]})$.
    un calcul similaire te convaincra aisément que $(P_n)$ converge aussi dans $(E, \|~\|_{\infty,[2;3]})$ vers la fonction polynômiale 1.
  • Merci à tous pour vos messages,

    toutefois sur l'idée de Le poulpe et vp j'ai décrit un exemple explicite en demandant si il ya une erreur !(message du 8/18/06 à 16h 12)

    personne ne m'a signalé d'erreur (sauf Corentin, mais Corentin je crois que tu n'as pas bien vu qu'il y a 2 limites et ce sont bien sauf erreur des polynômes à savoir les polynômes de $ \R[X]$ : 0 et 1 !!! et pas la fonction affine !) Les poly. de Berstein et une affinité donne explicitement la suite cherchée...

    Qu'en pensez-vous ?

    Bonne soirée à tous.
  • Merci Vp pour ton message qui dit beaucoup mieux que le mien la même chose (ils se sont croisés)

    Bonsoir à tous.
  • dans le même esprit on peut démontrer que $|x|$ est limite uniforme sur [-1,1] d'une suite de polynôme (via une suite récurrente mais aussi avec une astuce que j'ai oubliée...peut être via Fourier). Cette suite a donc pour limite le polynôme $x$ pour la norme de la CVU sur [0,1] et le polynôme $-x$ pour la norme de la cvu sur [-1,0] dans $R[x]$. Mais bon c'est pas non plus trés explicite;-)
  • "je crois que tu n'as pas bien vu qu'il y a 2 limites et ce sont bien sauf erreur des polynômes à savoir les polynômes de $ \mathbb{R}[X]$ : 0 et 1"

    Justement, pour moi ce sont des suites de Cauchy non convergentes, ce qui montre que ton espace n'est pas complet.
  • Corentin, il y a ici {\bf deux} espaces normés : $(\R[X],\|~\|_{\infty,[0;1]})$ et $(\R[X],\|~\|_{\infty,[2;3]})$, donc tu veux sans doute dire : "{\bf tes} espaces ne sont pas complets".


    Mais je ne suis pas d'accord : quelle est ta définition de la convergence ?
    N'est-il pas vrai que $\|P_n - 0\|_{\infty,[0;1]} \rightarrow 0$ d'une part, et que $\|P_n - 1\|_{\infty,[2;3]} \rightarrow 0$ d'autre part ? N'est-ce pas exactement, par définition, le fait que la suite converge vers le polynôme 0 dans le premier espace et vers le polynôme 1 dans le second.


    Bien sûr elle diverge dans $(\R[X],\|~\|_{\infty,[0;3]})$ , ou dans $(\R[X],\|~\|_1)$ avec $\|~\|_1$ la somme des valeurs absolues des coefficients ; tout en étant de cauchy dans $(\R[X],\|~\|_{\infty,[0;3]})$ (pour l'autre, je n'ai aucune idée). On peut trouver des raisons de dire >, mais c'est une autre question.
  • "N'est-il pas vrai que"etc
    Si, il faut que j'arrête de faire des maths du point de vue de la croyance.
  • Oumpapah a l'air assez convaincu qu'il y a erreur également, puisque les espaces en question sont bien des espaces normés et pas seulement métriques. Ca impose la circonspection.

    Mais si problème il y a, je ne vois vraiment pas où. Pire, je n'ai pas compris du tout sa suggestion avec les boules...
  • bonjour,
    je n'ai pas le buquin sous les yeux mais il y a un exemple dans le Gostiaux tome 2 avec des polynomes dans IR[X] muni de deux normes et d'une suite qui converge vers deux limites distinctes selon chacune d'elles...Si ça peut aider
  • Bonjour

    Oui ça marche avec des normés. J'étais sceptique à priori .. à tort !
    (victime d'anthromorphisme vulgaire !)

    Oump.
  • Bien vu cette fois Tounet83 !!!

    Ton exemple semble simple car on construit facilement une suite de polynômes convergeant uniformément sur $[0;1]$ vers $|t|$ (en changeant $t $ en $ t^2$ dans la dém de cours de Dieudonné tome I page 138) puis on fait une transformation affine pour se ramener à $[-1; 1]$.

    Encore plus simple on peut dans ta proposition remplacer $|t|$ par $|t-1/2|$ et rester sur $[0;1]$ ...

    Sauf erreur !

    Bonne journée à tous .
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