Formes linéaires et topologies
S'il vous plait est ce que quelqu'un peut m'aider avec le problème suivant :
Soient $X\subset\mathbb C^n$ un ouvert et $C(X,\R)$ l'ensemble des fonctions continues et bornées de $X$ a valeur dans $\R$. Soient $(K_i)_i$ une suite de compacts de $X$ tel que $K_i\subset K_{i+1}$ et $\cup_i K_i=X$. Pour $f\in C(X,\R)$ posons $$p_i(f)=\sup_{K_i} |f|.$$ On peut definir deux métriques sur $C(X,\R)$. Si $f,g\in C(X,\R)$ on pose
$$ D(f,g)=\sup_X |f-g| $$ et $$d(f,g)=\sum_i 2^{-i} \frac{p_i(f-g)}{1+p_i(f-g)}.$$
Soit $F$ une forme lineaire continue definie sur $ C(X,\R)$ est ce que $F$ est continue pour les métriques $D$ et $d$?
Soient $X\subset\mathbb C^n$ un ouvert et $C(X,\R)$ l'ensemble des fonctions continues et bornées de $X$ a valeur dans $\R$. Soient $(K_i)_i$ une suite de compacts de $X$ tel que $K_i\subset K_{i+1}$ et $\cup_i K_i=X$. Pour $f\in C(X,\R)$ posons $$p_i(f)=\sup_{K_i} |f|.$$ On peut definir deux métriques sur $C(X,\R)$. Si $f,g\in C(X,\R)$ on pose
$$ D(f,g)=\sup_X |f-g| $$ et $$d(f,g)=\sum_i 2^{-i} \frac{p_i(f-g)}{1+p_i(f-g)}.$$
Soit $F$ une forme lineaire continue definie sur $ C(X,\R)$ est ce que $F$ est continue pour les métriques $D$ et $d$?
Réponses
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La questions est de savoir si tes normes $D$ et $d$ son equivalente a $p_i(f-g)=\displaystyle\sup_{K_i}|f-g|$.
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Si $F$ est une forme lineare alors elle est continue pour la topologie faible la question est de savoir si les topologies induites par $D$ et $d$ sont plus fines que la topologie faible.
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La réponse est non. Quand on sait ce qu'est un ultrafiltre (je n'ai pas d'idée plus simple pour l'instant ) on peut faire la construction Suivante: Soit $\Omega$ un ultrafiltre de $X$ contenant tous les ensembles de la forme $X \backslash K$ où $K$ est compact contenu dans $X$. Si $f$ est bornée (donc à valeurs dans un compact de $\mathbb \R $) il existe une limite $\lambda(f)$ de $(f(T))_{T \in \Omega}$. Alors $\lambda$ est une forme linéaire croissante (si $f \leq g$ clairement $\lambda(f) \leq \lambda (g)$). Cela entraîne que $\lambda$ est $C^0$ pour la norme infinie. De plus si $K \subseteq X$ est compact considérons $f_K$ nulle sur $K$ et telle qu'il existe $L \subseteq X$ compact tel que $K \subseteq \overset{\circ}L$ et $f_K(x)=1$ pour tout $x \in L$ (de tels $L,f_K$ existent toujours; cf Urysohn pour les espaces localements compacts). Comme $f_K$ et la fonction constante $1$ coïncident sur un élément de $\Omega$ on a $\lambda(f_K)=1$ pour tout $K$.
Or tout voisinage de $0$ au sens des semi-normes $(p_i)_{i \in \N}$ contient un $f_K$ (On a $p_i(f_{K_{n+1}})=0$ quand $i=1,...,n$) et donc si $\lambda$ était continue pour ces semi-normes on aurait $\lambda(0)=1$ ce qui est impossible.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 $y = z$. -
Merci Foys
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Sans ultrafiltre, mais toujours avec l'axiome de choix : on plonge $X$ dans le compactifié d'Alexandroff de $\C^n$ et on prend $x\in \partial X$. Soit $E=\{u; u\hbox{ admet une limite en }x\}$ et $F$ un supplémentaire algébrique de $E$. La forme linéaire $\lambda(u)=\lim_x u$ si $u\in E$, $\lambda(u)=0$ si $u\in F$ est continue pour la norme uniforme mais pas pour la topologie de la convergence compacte.
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