topologie et convexité

Bonjour, j'ai une petite question d'analyse fonctionelle:

Dans un Banach $E$, j'ai un sous-espace dense $F$ et un convexe fermé $P$ d'intérieur non-vide. Je me demande si l'adhérence de $P\cap F$ est égale à $P$. (En dimension finie, c'est déjà faux si l'intérieur peut etre vide...).

Quelqu'un a une réponse ou une intuition la-dessus?

Réponses

  • Je prend $x \in P$ et je veux montrer qu'il est dans l'adhérence de $P \cap F$. Je prend $B$ une boule ouverte incluse dans $P$. Alors, par convexité, pour tout $t \in ]0,1]$, on a : $B_t=(1-t)x+tB \subset P$. Mais pour tout $t$ dans cet interval $B_t$ est un ouvert non vide et donc je peux trouver $x_t \in B_t \cap F \subset P \cap F$. Comme $x_t \to x$, on a que $x \in \overline{P \cap F}$.
  • P=[0;1]

    F=]1/3;2/3[

    F inter P = ]1/3;2/3[
  • Merci pour cette jolie preuve Erable!
  • à mamane, ton F n'est pas dense.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • à mamane, ton F n'est pas dense.

    Non seulement, il n'est pas dense, mais ce n'est pas un sous-ev.
  • oui, mais je n'avais que survolé, en fait le preuve de Erable ne fait pas usage d'autre chose que de la densité de F.
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  • Si Christophe, il utilise toute les hypothèses.
  • [size=x-large]Où?[/size] (Je parle du post d'Erable)
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  • Du calme mon grand, du calme :)

    Je prend $B$ une boule ouverte incluse dans $P$. <== Il utilise le fait que $P$ est d'intérieur non vide.
    $x_t \in B_t \cap F$ <== $B_t \cap F$ est non vide car $F$ est dense dans $E$.
    On utilise fermé pour l'autre inclusion et la convexité est indiquée.
  • :)-D mais je le mettais en gros pour qu'on le voit bien mon mot "où" je suis calme... Vive internet. Je répondais à Omega, concernant le fait qu'il n'utilise pas que F est un espace vectoriel. Il va de soi que pour le reste, il utilise les hypothèses concernant P.
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  • Oui, ma preuve n'utilisait pas le fait que $F$ était un sous-espace vectoriel. D'ailleurs je pense que c'était une faute de frappe dans la question initiale, vu la petite remarque en dimension finie qui suivait.

    Pour ceux qui veulent séparer un poil les choses, on peut écrire la preuve en deux temps :
    - (L'adhérence de (l'intersection de $F$ et de l'intérieur de de $P$)) est (l'adhérence de l'intérieur de $P$) : par densité de $F$.
    - l'adhérence de l'intérieur de $P$ est $P$ : car $P$ convexe fermé d'intérieur non vide.
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