Théorie de la mesure !

Bonsoir:
J'ai une petite question à vous poser, la voiçi :
Soit : $\ f \in C([0,1],\R) $
On cherche à construire une suite de fonctions en escalier $\ (f_{n})_{n \in \N} $ telle que $\ f $ soit limite uniforme de $\ (f_{n})_{n \in \N} $ lorsque $\ n \longrightarrow +\infty $.
Voiçi la demonstration de mon cours:
Pour $\ n \geq 1 $, on choisit $\ f_{n} $ ainsi:
$\ f_{n}(x) = f(\frac{i}{n}) $, si $\ x \in [\frac{i}{n},\frac{i+1}{n}[ $ ,$\ i \in \{0,...,n-1\} $. Pour bien definir $\ f_{n} $ sur tout $\ [0,1]$ , on prend aussi, $\ f_{n}(1)=f(1) $.
$\ f_{n} $ est bien en escalier.
Puisque : $\ f \in C([0,1],\R) $ alors : $\ f $ est uniformement continue.
Par conséquent : $\ f_{n} $ converge uniformement vers $\ f $ quant : $\ n \longrightarrow +\infty $.
Plus précisement:
$\ || f_{n}-f ||_{u} = max \{ |f_{n}(x)-f(x)| $,$\ x \in [0,1] \} \leq max \{ |f(x)-f(y)| $,$\ x,y \in [0,1] $,$\ |x-y| \leq \frac{1}{n} \} \longrightarrow 0 \} $ quant : $\ n \longrightarrow +\infty $.
Question:
Pouvez vous m'expliquer ce qui suit :
"Plus précisement:
$\ || f_{n}-f ||_{u} = max \{ |f_{n}(x)-f(x)| $,$\ x \in [0,1] \} \les max \{ |f(x)-f(y)| $,$\ x,y \in [0,1] $,$\ |x-y| \leq \frac{1}{n} \} \longrightarrow 0 \} $ quant : $\ n \longrightarrow +\infty $."
Merçi infiniment !!!

Réponses

  • Bonsoir
    La 1ère égalité ||f-fn||=max{|f(x)-fn(x)|,x dans [0;1]}, c'est la définition de la norme ||.||
    La 2ème égalité max{|f(x)-fn(x)|,x dans [0;1]}=max{|f(x)-f(y)|, |x-y|<1/n}, ça se voit en écrivant que f(x)-fn(x)=f(x)-f(i/n), pour x dans l'intervalle [i/n;(i+1)/n[ ; et donc cette quantité est, pour tout nombre x, plus petite que max{|f(x)-f(y)|, |x-y|<1/n}.
    Enfin la dernière quantité max{|f(x)-f(y)|, |x-y|<1/n} tend vers 0 car f est uniformément continue (il suffit d'appliquer la définition).
  • Bonsoir:
    Pouvez vous me dire comment montrer que :
    Si $\ a_{1}, ... , a_{n} $ sont les valeurs prises par une fonction $\ f $ : $\ E \longrightarrow \R $ ( $\ f $ prend un nombre fini de valeurs ) alors: $\ f = \displaystyle \sum_{i=1}^{n} a_{i}.1_{f^{-1}(\{a_i\})} $.
    Je la vois très clair dans ma tête, mais je ne sais pas comment rediger ça en language mathematique.
    Merçi d'avance !!
  • Voilà , c'est fait, c'est trouvé ...!!
    Voiçi comment je procède ... !!
    $\ \forall x \in E \exists ! a_{i} \in \R $: $\ x \in f^{-1}(\{a_{i}\}) $.
    J'ai oublié de mentionner que, selon l'exercice du cours que j'ai, les $\ \{a_{i}\} $ sont deux à deux disjoints, et sont en nombre fini ...
    Alors celà permet d'écrire que : $\ \forall x \in E $ : $\ f(x) = a_{i} = a_{i}.1_{f^{-1}(\{a_{i}\})}(x) = \sum_{i=1}^{n} a_{i}.1_{f^{-1}(\{a_{i}\})}(x) $.
    Donc: $\ f = \sum_{i=1}^{n} a_{i}.1_{f^{-1}(\{a_{i}\})} $.
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