Partie non vide et convexe

OShine
Modifié (September 2022) dans Arithmétique
Bonjour
Je bloque sur cet exercice. Je n'arrive pas à montrer que c'est non vide.

Réponses

  • C’est le plus dur. Soit $\delta>d(x,V)$. Que peux-tu dire de $\{v \in V \ \vert \ \Vert x-v\Vert \leq \delta\}$ ?
  • Essaie déjà de comprendre ce qu'il se passe dans $\R^2.$ Prends $V$ une droite quelconque et $x$ un point hors de cette droite. Peux-tu dessiner l'ensemble dont-il est question dans l'énoncé ?
  • Tu construis un élément à la bonne distance.
    The fish doesnt think. The Fish doesnt think because the fish knows. Everything. - Goran Bregovic
  • Soit $x\in E$ fixé. Par définition de la borne inférieure, pour tout $n\in \N$, il existe $a_n\in V$ tel que $d(x,V)\leq d(x,a_n)\leq d(x,V)+\dfrac{1}{n}$. Donc la suite $(a_n)$est bornée, d'après le théorème de Bolzano-Weirstrass, il existe une suite extraite $(a_{\varphi(n)})$ qui converge vers un élément $a$. Puisque $V$ est de dimension finie il est fermé et donc $a\in V$ et vérifie $d(x,a)=d(x,V)$. En gros...
  • OShine
    Modifié (September 2022)
    @Amédé je n'ai rien compris. 
    Ce genre d'exercice de topologie difficile pour moi, je dois le faire seul pour le comprendre. 

    @Georges Abitbol. Soit $\delta > d(x,V)$.
    Alors par caractérisation de la borne inférieure, il existe un élément $u$ dans l'ensemble $\{ ||x-v || \ | \ v \in V \}$ tel que $u < \delta$.
    Je ne comprends pas le rapport avec l'ensemble $\{v \in V \ | \ ||x-v|| \leq \delta \}$...

    @Cyrano. Le voici.

  • Amédée t'a donné une solution parfaitement conforme au programme que tu suis. Fais donc un effort pour suivre le fil de son discours pas à pas puisque tu ne sais faire essentiellement que ça.
  • bd2017
    Modifié (September 2022)
    Pratiquement @Amédé a donné la solution:  On pose $d(x,V) =d_0$  l'inf de ...
    Il existe donc une suite $(a_n)$ de $V$  telle que $d(x,a_n)$ tend vers $d_0$  quand  $n$ tend vers l'infini. Donc à partir d'un certain rang, on a
    $d(x,a_n)\leq d_0 + 1.$   La suite  $(a_n)$ est donc bornée..  finir en utilisant les indications  (V fermé...)    
     
     
  • OShine
    Modifié (September 2022)
    Je vais relire la preuve de @Amede alors.
    Mais l'énoncé manque de précision non ?
    L'espace normé est-il un espace vectoriel ?
  • Non.
    cf définition.
    The fish doesnt think. The Fish doesnt think because the fish knows. Everything. - Goran Bregovic
  • Espace normé n'existe pas sur google, je tombe que sur "espace vectoriel normé"... 
  • OShine
    Modifié (September 2022)
    Ok j'ai compris la preuve d'Amédé, tout espace vectoriel de dimension finie est fermé. Jolie preuve.
    Ici l'énoncé est faux, il manque espace vectoriel...
    Je vais essayer de montrer la convexité.
  • bd2017
    Modifié (September 2022)
    Encore n'importe quoi! Fais l'exercice et regarde comment tu rédiges.
     
  • Soc
    Soc
    Modifié (September 2022)
    Tu dois bien disposer d'un cours quelconque... Regardes les propriétés d'une norme et demandes-toi dans quel cadre elles pourraient bien avoir du sens...
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  • lourrran
    Modifié (September 2022)
    Dans le dessin que tu as fait pour répondre à Cyrano, la droite verte est une droite vectorielle ??? Tu es sûr ?
    Quel est le critère qui fait que cette droite n'est pas une droite vectorielle ?
    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • OShine
    Modifié (September 2022)
    Je n'ai étudié que des espaces vectoriels normés, je n'ai jamais étudié autre chose donc je ne connais rien sur les espaces normés quelconques.
    @lourrran non c'est une droite affine, elle ne passe pas par 0.
  • "espaces normés" c'est un raccourci pour "espaces vectoriels normés". Dès qu'on parle de norme il y a implicitement un espace vectoriel sur lequel est définie cette norme...
  • noobey
    Modifié (September 2022)
    "sous-espace de dimension finie"
    Mais non ce n'est pas forcément un espace vectoriel dont on parle...
  • OShine
    Modifié (September 2022)
    Je peux supposer que ce sont des sous-espaces vectoriels normés pour simplifier.
    Montrons que $\Pi_V(x)$ est une partie convexe. Soit $\lambda \in [0,1]$ et $a,b \in \Pi_V(x)$.
    Montrons que $\lambda a +(1-\lambda) b \in \Pi_V(x)$ c'est-à-dire que $||x-[\lambda a + (1- \lambda) b ] ||=d(x-[\lambda a + (1- \lambda) b ],V)$
    Remarquons que $\lambda a + (1- \lambda) b  \in V$ car $V$ est un sous-espace vectoriel.
    • Par définition de la borné inférieure, on a $||(x-[\lambda a + (1- \lambda) b ] || \geq d(x-[\lambda a + (1- \lambda) b ],V)$.
    • Il reste à montrer que $d(x-[\lambda a + (1- \lambda) b ],V) \leq ||(x-[\lambda a + (1- \lambda) b ] |$. Je bloque sur cette dernière inégalité.
  • bd2017
    Modifié (September 2022)
    C'est presque hilarant,et c'est normal que tu bloques  sur le "il reste à démontrer que ... "  car
     ce deuxième est ni plus ni moins  que le premier point ( qui est  vrai  par définition)  donc c'est une trivialité.  Mais surtout après avoir affirmé que $a\leq b$  et dire qu'il reste à montrer que $b \geq a $, cela montre vraiment que tu as des problèmes.
    La convexité c'est trivial !
    $ ||x- ( \lambda a +(1-\lambda) b)|| =||(\lambda(x -a) + (1-\lambda)(x- b)||\leq \lambda||(x -a|| +(1-\lambda) || (x- b)||= \lambda d_0 + (1-\lambda) d_0 =d_0$ c.q.f.d   




     
  • Bien vu, il fallait penser à cette astuce d'écriture ! 





  • bd2017
    Modifié (September 2022)
    La question intéressante c'est de donner un exemple où $\Pi_V(x) $  se réduit à un point et un exemple ou $\Pi_V(x)$ n'est pas réduit à un point.

    Edit.  Merci @R@"raoul.S"    j'ai corrigé  (J'avais retenu l'exo  mais pas   les notations).   
     
  • $\Pi_V(x)$
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