Les espaces vectoriels sur R de dimension finie, muni de la norme infini, sont complets.
Bonjour
J'essaie de montrer qu'un $\R$-espace vectoriel $E$ de dimension $p$ muni de la norme infini est complet. J'ai bien compris la démonstration que les espace $\R^p$ sont complets (démonstration du livre de M.Dantzer), et le livre dit qu'on montre de la même manière qu'un $\R$-espace vectoriel $E$ de dimension finie avec la norme infini est complet.
J'ai bien repris la démonstration, je la comprends, mais ayant du mal avec l'abstraction "espace vectoriel" + "normes" + "suite de Cauchy", j'ai peur d'avoir fait une boulette en suivant la démonstration pour $\R^p$, je vous préviens, c'est sûrement nul comme question.
Dans $(E, \text{norme infinie})$, je prends une suite de Cauchy $(X_n)$, qui se note $(X_n)=((x_{1,n},\dots,x_{p,n})$. J'ai, pour tout $k$ entre 1 et $p$, pour tout $(n,m)$ entiers, $|x_{k,n}-x{k,m}| \leq \text{norme infinie} (X_n -X_m) $. Puisque $(X_n)$ est de Cauchy, chaque suite réelle $x_{k,n}$ est de Cauchy donc converge dans $\R$ vers un réel $l_k$. On note $L=(l_1 , \dots , l_k)$. Finalement, en prenant $N$ assez grand (rapport à chaque suite de Cauchy), j'arrive à $\text{norme infinie}(X_n - L)< \epsilon$. Donc la suite de Cauchy $(X_n)$ converge vers $L$, donc $(E, \text{norme infinie})$ est complet.
Là où j'ai un sale doute, c'est sur le fait que $L$ appartient bien à $E$. J'ai du mal à concevoir la tête qu'à mon espace vectoriel, en plusieurs dimensions, avec des suites indexées... Bref, si j'ai écrit une absurdité en mélangeant norme, valeur absolue, nombres réels... Merci.
J'essaie de montrer qu'un $\R$-espace vectoriel $E$ de dimension $p$ muni de la norme infini est complet. J'ai bien compris la démonstration que les espace $\R^p$ sont complets (démonstration du livre de M.Dantzer), et le livre dit qu'on montre de la même manière qu'un $\R$-espace vectoriel $E$ de dimension finie avec la norme infini est complet.
J'ai bien repris la démonstration, je la comprends, mais ayant du mal avec l'abstraction "espace vectoriel" + "normes" + "suite de Cauchy", j'ai peur d'avoir fait une boulette en suivant la démonstration pour $\R^p$, je vous préviens, c'est sûrement nul comme question.
Dans $(E, \text{norme infinie})$, je prends une suite de Cauchy $(X_n)$, qui se note $(X_n)=((x_{1,n},\dots,x_{p,n})$. J'ai, pour tout $k$ entre 1 et $p$, pour tout $(n,m)$ entiers, $|x_{k,n}-x{k,m}| \leq \text{norme infinie} (X_n -X_m) $. Puisque $(X_n)$ est de Cauchy, chaque suite réelle $x_{k,n}$ est de Cauchy donc converge dans $\R$ vers un réel $l_k$. On note $L=(l_1 , \dots , l_k)$. Finalement, en prenant $N$ assez grand (rapport à chaque suite de Cauchy), j'arrive à $\text{norme infinie}(X_n - L)< \epsilon$. Donc la suite de Cauchy $(X_n)$ converge vers $L$, donc $(E, \text{norme infinie})$ est complet.
Là où j'ai un sale doute, c'est sur le fait que $L$ appartient bien à $E$. J'ai du mal à concevoir la tête qu'à mon espace vectoriel, en plusieurs dimensions, avec des suites indexées... Bref, si j'ai écrit une absurdité en mélangeant norme, valeur absolue, nombres réels... Merci.
Réponses
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Bonjour,C'est correct, on a $L \in \mathbb{R}^p$ mais on dit aussi que $L \in E$ car on identifie $L$ à son image par l'automorphisme $\phi : (x_1, ..., x_p) \longmapsto \sum_k x_k e_k$ où $(e_1, ..., e_p)$ est une base de $E$. C'est la même chose quand on dit que $1 \in \mathbb{R}$ alors que $1$ est un entier naturel et donc sa définition est complètement différente de celle d'un réel. Et il faut aussi préciser que $\|X_n - L\|_{\infty} < \varepsilon$ pour TOUT $n \geq N$.Edit : C'est évidemment partiellement vrai. $\phi$ n'est évidemment pas un automorphisme mais seulement un isomorphisme. De plus, il faut que $\|\sum_k x_k e_k\|_{\infty} = \max((x_k)_k)$.
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salut
si p réels $L_k$ sont les limites des p suites de réels $(x_k)_n$ avec $ 1 \le k \le p$ ben le p-uple $ (L_1, L_2, ..., L_p)$ n'est-il pas par définition un éléments de E ?
ce qu'il faudrait peut-être, c'est écrire plus proprement ce que signifie que $(X_n) est une suite de Cauchy pour la norme infinie dans E ...Ce ne sont pas les signes, les symboles qui constituent la science ; le seul principe qui y domine, c’est l’esprit de sagacité auquel les objets soumis servent d’auxiliaire. BHASCARA
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Merci à vous deux pour vos retours ! Cette histoire d'automorphisme me va bien, j'ai compris que j'avais donc un "faux problème". Pour la définition d'une suite de Cauchy pour la norme infini dans E, je suppose que c'est proche de celle que je connais... Je dirais donc: Pour tout epsilon strictement positif, il existe un entier N tel que, pour tout m,p supérieur à N: norme infini de $X_m - X_p$ est inférieure à epsilon.
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certes $||X_m - X_n||_\infty \le \epsilon $
mais ça veut dire quoi en terme de norme infinie ?Ce ne sont pas les signes, les symboles qui constituent la science ; le seul principe qui y domine, c’est l’esprit de sagacité auquel les objets soumis servent d’auxiliaire. BHASCARA
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Et bien... Que le max des $|x_{m,k}-x_{n,k}|$ est inférieur à epsilon ?
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Bonjour!
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