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Topologie dans $ \mathbb{R}$

Modifié (16 Nov) dans Analyse
Bonjour
Je cherche à résoudre : 

Réponses

  • C'est plutôt très détaillé, tu as de la chance !
    Souvent, les énoncés se contentent plutôt de la première ligne de celui-ci.
  • Modifié (17 Nov)
    1. Pourquoi $E$ n'est pas vide?
    2. Montrer que tout majorant de $E$ est au plus $b$. Traiter le cas où $b=f(b)$.
    3. Il y a suivant les auteurs deux définitions de $E$ stable par $f$ : la première c'est $f(E)\subset E$ la deuxième c'est $f(E)=E$.

    Les mathématiques ne sont pas vraies, elles sont commodes.
    Henri Poincaré
  • Bonjour,
    Ne pas suivre ce qu'écrit @AlainLyon pour 2). Pour 3), la stabilité veut bien sûr dire que pour tout $x$ de $E$, $f(x)$ appartient à $E$.
  • @GaBuZoMeu Pour $2$ à quel public cet exercice est-il destiné?
    Les mathématiques ne sont pas vraies, elles sont commodes.
    Henri Poincaré
  • Modifié (17 Nov)
    Bonjour Math65.
    Tu es loin d'être un nouveau sur le forum, tu as eu le temps de lire la charte, en particulier la fin du 1 :
      (!) Ne demandez pas à d'autres de faire des devoirs que vous n'avez pas le courage de faire vous-même. Par contre, si vous avez cherché sans succès et que vous exposez ce que vous avez tenté et les résultats déjà obtenus, il se trouvera sûrement quelqu'un pour donner un coup de pouce ou une piste...

    Si tu avais appliqué le conseil, dit ce que tu as fait, ça aurait évité les insanités  de AlainLyon (b+1 est bien un majorant de E), et on aurait su où t'aider. Car les questions sont tellement détaillées qu'il y a une réponse quasi évidente à chaque fois. Probablement d'ailleurs écrite dans ton cours !

    Donc à toi de faire ...

  • Modifié (17 Nov)
    Bonjour
    Pour le 1), je vois puisque $[a,b]$ est borné.
    Pour le 2), il faudrait que je montre que $E$ est fermé ?
    Merci
  • Pour le 1) Majoré ... et non vide ! (d'ailleurs il aurait été utile de préciser que $a \leq b$ mais bon).

    Pour le 2), E n'est pas forcément fermé.
  • @math65 Z=]0,1]  n'est pas fermé et pourtant la borne supérieure de Z est  dans Z. 
    Non revient à la définition. Dire que $c$ appartient à $E$ signifie que $c\leq f(c).$ Donc c'est ça qu'il faut démontrer et rien d'autre.  
     
  • Modifié (17 Nov)
    Pour le 2), si je veux montrer que $c\leq f(c) $.
    Je commence par pour tout $x \in E$, $x\leq c$. En appliquant $f$, on a $f(x) \leq f(c) $ donc $ x \leq f(x) \leq f(c) $
    Est ce que c'est la bonne voie ?
    Merci.
  • Pas vraiment.

    Tu prends une suite xn de E qui tend vers c.

    Alors on a xn plus petit que c donc f(xn) plus petit que f(c). Or xn plus petit que f(xn), donc xn plus petit que f(c) puis passage à la limite.
  • Bonjour, 
    Tu peux aussi démontrer le 2) par l'absurde, ça fait deux méthodes si tu veux t'entraîner.
  • Juste pour dire que la méthode de math65 ci-dessus est également bonne. En effet il montre que pour tout $x\in E$, $x\leq f(c)$, donc $f(c)$ est un majorant de $E$, donc $c\leq f(c)$ car...
  • Modifié (17 Nov)
    Je pense que par l'absurde, j'y arrive.
    On suppose $c>f(c) $, cela signifie que il existe $b \in E$ tel que $c \geq b >f(c) $.
    Or, $f(b) \geq b >f(c) $ soit $ f(b) > f(c) $
    Cela n'est pas cohérent car la fonction $f$ est croissante.
    Donc, $c\leq f(c) $.
    Pour les autres questions, je n'ai pas de problème.
    Sauf la dernière, mais je pense que le résultat n'est plus valable car on utilise $f$ croissante dans la question 2) ?
  • Je me suis précipité, raoul a parfaitement raison, tu n'étais pas loin d'y arriver avec ta propre méthode.
  • Modifié (17 Nov)
    C'est bien pour la 2)

    Pour la dernière question, oui ce n'est plus valable mais il faut donner un contre exemple. Ca ne suffit pas de montrer un endroit où la démonstration ne marche pas. On pourrait avoir une autre démonstration qui marche dans le cas décroissant.
    Il faut trouver un exemple de $a,b$ et une fonction décroissante de $[a,b]$ dans $[a,b]$ qui n'admet pas de point fixe. 
    Une façon de trouver place toi dans le cas $a=0,b=1$, tu peux faire un dessin, dessine la droite $y=x$ et essaye de dessiner une fonction décroissante de $[0,1] \to [0,1]$ (qui est simple pour retrouver son expression) et qui n'intersecte pas la droite $y=x$.
  • Difficile de trouver une fonction décroissante sur $[0;1]$ décroissante qui n'intersecte pas $y=x$.
  • Modifié (17 Nov)
    $f(x)=1-\frac 12x$ sur $[0,1/2[$ puis ... sur $[1/2,1]$.
    Je te laisse faire un dessin et choisir toi-même la seconde partie de la définition.
  • Il faut prendre une fonction non continue ?

    Aussi, pour l'exercice, le point fixe est bien $c$ ?
  • Oui et oui.
  • Modifié (20 Nov)
    Pour 2), on peut aussi faire : 
    pour tout $x \in E$, $x \leq c$. En appliquant $f$ croissante, on obtient, $f(x) \leq f(c) $, donc $x\leq f(x) \leq f(c) $.
    Cela signifie que $ f(c) $ est un majorant de $E$, donc supérieur à sa borne supérieure. Donc $c\leq f(c) $ et $c \in E$.
  • Modifié (19 Nov)
    Oui, c'est mieux que d'autres preuves car tu n'utilises pas le fait que $\leq $ est un ordre total, ce qui donne une preuve à la portée un peu plus générale.
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