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#1 21-11-2023 16:44:25

tilda
Membre
Inscription : 18-02-2023
Messages : 140

Continuité et graphe

Bonjour.

On se donne f:E->F une application
Comment puis-je montrer que si f est continue alors son graphe G est fermé dans ExF ?

Merci beaucoup.

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#2 21-11-2023 16:50:42

Fred
Administrateur
Inscription : 26-09-2005
Messages : 7 349

Re : Continuité et graphe

Bonjour,

En utilisant la caractérisation séquentielle d'un ensemble fermé par exemple.

F.

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#3 21-11-2023 16:56:52

tilda
Membre
Inscription : 18-02-2023
Messages : 140

Re : Continuité et graphe

$G={(x,y) \in E*F / y=f(x)}$
f est continue donc $f^{-1}$(ouvert) est un ouvert ,
est ce qu'on a aussi $f^{-1}$(fermé) est un fermé ? si oui, pourquoi ?

Dernière modification par tilda (21-11-2023 16:59:14)

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#4 21-11-2023 19:19:14

bridgslam
Membre Expert
Lieu : Rospez
Inscription : 22-11-2011
Messages : 1 903

Re : Continuité et graphe

Bonjour,

Enoncé peu clair.
Si E et F sont des parties de $\mathbb{R}$ vous pouvez considérer  g:  E x F -> $\mathbb{R}$ (x,y) -> y-f(x)   qui est continue et permet de conclure immédiatement.
Même idée si E et F sont des espaces métriques.
Dans le cas général  considérer ExF -> FxF   (x,y) -> (f(x), y ) .
Dans ce cas, si F est séparé, sachant que la diagonale de FxF est fermée, vous pouvez conclure aussi en prenant son image réciproque.

A.

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#5 21-11-2023 22:31:44

tilda
Membre
Inscription : 18-02-2023
Messages : 140

Re : Continuité et graphe

Pourquoi si $f^{-1}$(fermé) est un fermé implique que f est continue ?

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#6 21-11-2023 22:33:44

tilda
Membre
Inscription : 18-02-2023
Messages : 140

Re : Continuité et graphe

Et pourquoi la diagonale de FxF est fermée si F est séparé ?

Dernière modification par tilda (21-11-2023 22:34:05)

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#7 22-11-2023 10:00:36

bridgslam
Membre Expert
Lieu : Rospez
Inscription : 22-11-2011
Messages : 1 903

Re : Continuité et graphe

Bonjour

Comme le sous-tend mon premier post merci de préciser d'abord le contexte du sujet.
Quand on travaille en topologie , il y a une structure derrière qui est indispensable.
Vous n'étudierez jamais un groupe ou un anneau sans connaître les opérations en vigueur...
C'est pareil en analyse.

Bonne journée
A.

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#8 22-11-2023 10:25:38

tilda
Membre
Inscription : 18-02-2023
Messages : 140

Re : Continuité et graphe

Entre des espaces métriques par exemple ( je m'excuse )

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#9 22-11-2023 10:28:48

Michel Coste
Membre Expert
Inscription : 05-10-2018
Messages : 1 464

Re : Continuité et graphe

Bonjour,

Tilda, es-tu d'accord qu'une application $f : E\to F$ est continue si et seulement si pour tout ouvert $V$ de $F$, $f^{-1}(V)$ est ouvert dans $E$ (c'est la définition de "continue" en topologie générale) ?
Alors tu peux démontrer que $f$ est continue si et seulement si pour tout fermé $B$ de $F$, $f^{-1}(B)$ est fermé dans $E$. Il suffit d'utiliser les propriétés de l'image réciproque et de te souvenir qu'un fermé, c'est juste le complémentaire d'un ouvert.

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#10 22-11-2023 11:08:15

bridgslam
Membre Expert
Lieu : Rospez
Inscription : 22-11-2011
Messages : 1 903

Re : Continuité et graphe

Pas de souci Tilda. Merci d'avoir précisé.

Dans un espace métrique (ou des espaces un peu plus généraux d'ailleurs)  un point est adhérent à une partie A ssi il est la limite d'une suite convergente à valeurs dans A.
Ainsi montrer qu'une partie est fermée (donc égal à sa fermeture) revient à montrer qu'elle contient les limites de ses suites convergentes.

Vôtre question revient donc à montrer que si une suite de points du graphe converge dans ExF, sa limite appartient aussi au graphe.

Une façon de faire un peu plus générale, si vous préférez:
les applications g et p de ExF vers F telles que g(x,y) =f(x)   et p(x,y) = y étant continues (facile) ,l'ensemble des points (u,v) tels que g et p prennent  la même valeur est un fermé dans ExF ( F étant séparé comme espace métrique). Quel est cet ensemble ?

Ce genre de propriété est à la base du principe de prolongement des identités ( l'espace d'arrivée doit être fermé).
La preuve en est aisé (bon exercice: montrer que le complémentaire est ouvert).

Enfin tout ceci tourne autour du même pot (blanc bonnet et bonnet blanc si on préfère): avec ce résultat un peu plus général vous pouvez montrer (même si une preuve directe est très simple et courte) que la diagonale de FxF est fermée si F est séparé. Bon exercice aussi ( indice: considérer les projections de FxF dans F, en somme faire E=F du résultat précédent et prendre f = id comme cas particulier, g devenant la première projection).

Bref il y a pas mal de façons de vous en sortir.

A.

Dernière modification par bridgslam (22-11-2023 21:08:51)

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