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#1 06-03-2016 18:40:20

convergence
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Espace métrique complet

Bonsoir,

S'il vous plait comment savoir si cet espace est complet ou pas ?
Soit [tex]E=\mathcal{C}([a,b],\mathbb{R})[/tex] et soit [tex]w\in E[/tex] ne s'annule pas sur [tex][a,b][/tex]. posons [tex]d_w(f,g)=\sup_{t\in [a,b]} |w(t)(f(t)-g(t))|[/tex]

est ce que [tex](E,d_w)[/tex] est complet.

Un espace est complet si toute suite de Cauchy converge, soit [tex](f_n) \subset E[/tex] une suite de Cauchy

alors [tex]\forall \varepsilon>0, \exists n_n\in \mathbb{N}, \forall p,q\in\mathbb{N}, p>q\geq n_0\Rightarrow d_w(f_p,f_q)<\varepsilon[/tex]


comment continuer?

Merci

Dernière modification par convergence (06-03-2016 18:41:01)

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#2 06-03-2016 19:51:59

Ostap Bender
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Re : Espace métrique complet

Continuer ? Il faudrait avoir commencé pour cela.

Que peux-tu dire dans le cas où [tex]w[/tex] est la fonction constante égale à [tex]1[/tex] ?

Ostap Bender

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#3 06-03-2016 20:11:26

convergence
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Re : Espace métrique complet

Je ne sais pas comment montrer qu'une suite de Cauchy et convergente

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#4 06-03-2016 20:47:59

Fred
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Re : Espace métrique complet

Bonsoir,

  La première chose à faire est de fabriquer la limite. Fixe un [tex]t[/tex] de l'intervalle [a,b].
Que peux-tu dire de la suite de réels [tex](f_n(t))[/tex]???

F.

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#5 06-03-2016 21:11:30

convergence
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Re : Espace métrique complet

comme elles de Cauchy alors elle est borné !

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#6 06-03-2016 21:26:50

Fred
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Re : Espace métrique complet

Tu peux dire bien plus que cela...n'oublie pas que tu travailles avec une suite de réels.

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#7 06-03-2016 21:29:10

convergence
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Re : Espace métrique complet

On applique Bolzano-Weirstrass qui dit qu'elle possède une sous suite qui converge ?

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#8 06-03-2016 21:44:15

Fred
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Re : Espace métrique complet

Non. Elle est bien plus que bornée...

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#9 06-03-2016 22:00:35

convergence
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Re : Espace métrique complet

je ne sais pas

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#10 06-03-2016 22:11:30

Fred
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Re : Espace métrique complet

Elle est de Cauchy...

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#11 06-03-2016 22:13:48

convergence
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Re : Espace métrique complet

Je connais juste toute suite de Cauchy est bornée, et de toute suite réel bornée on peux extraire une sous suite convergente

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#12 06-03-2016 22:18:13

Fred
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Re : Espace métrique complet

Ca m'étonnerait que tu ne saches que cela. J'insiste à nouveau : c'est une suite de réels! Tu ne connais rien d'autre sur R???

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#13 06-03-2016 22:21:21

convergence
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Re : Espace métrique complet

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#14 06-03-2016 22:26:47

Fred
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Re : Espace métrique complet

Et donc???

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#15 06-03-2016 22:36:45

convergence
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Re : Espace métrique complet

elle est convergente !mais ça c'est pour la distance standard |.| uniquement

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#16 06-03-2016 22:46:07

Fred
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Re : Espace métrique complet

Oui, mais comme je l'ai dit au post #4, la première chose à faire est de fabriquer la limite.
Pour chaque [tex]t\in[a,b][/tex], tu as donc démontré que la suite [tex](f_n(t))[/tex] converge vers un réel [tex]f(t)[/tex].
Il reste à montrer ensuite deux choses : que la fonction [tex]f[/tex] est continue, et que la suite [tex](f_n)[/tex] converge vers [tex]f[/tex]
au sens de la norme de [tex]E[/tex].

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#17 07-03-2016 10:01:33

convergence
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Re : Espace métrique complet

Je prend une suite [tex](t_n)[/tex] de [tex][a,b][/tex] qui converge vers [tex]t\in [a,b][/tex] et je montre que [tex]f(t_n)[/tex] converge vers [tex]f(t)[/tex] ?

mais je n'ai pas d'information sur f?

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#18 07-03-2016 10:48:47

Fred
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Re : Espace métrique complet

Ce n'est pas trop cela, non. Je n'ai pas envie de réécrire ce que j'ai déjà écrit ailleurs. Dans cette feuille d'exercices, il y a plein d'exercices similaires au tien. Je pense même que le tien correspond à une partie de l'exercice 10...

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#19 07-03-2016 11:04:46

convergence
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Re : Espace métrique complet

merci mais d_w c'est une distance pas une norme

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#20 07-03-2016 11:09:06

Fred
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Re : Espace métrique complet

C'est une distance associée à une norme!

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#21 07-03-2016 20:07:08

convergence
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Re : Espace métrique complet

J'ai montré que f est continu, mais pouvez vous m'aider pour montrer que : [tex]\forall\varepsilon>0, \exists n_0\in \mathbb{N}, \forall n\in \mathbb{N}, n\geq n_0\Rightarrow  \sup_{t\in[a,b]}|f_n(t)-f(t)|<\varepsilon[/tex]

merci

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#22 07-03-2016 20:56:40

Fred
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Re : Espace métrique complet

Puisque [tex](f_n)[/tex] est de Cauchy, pour tout [tex]\epsilon>0[/tex],
il existe [tex]N[/tex] tel que si [tex]n,p\geq N[/tex], alors pour tout [tex]t\in [a,b][/tex], on a
[tex] |f_n(t)-f_p(t)|\leq\varepsilon.[/tex]
On fait tendre [tex]p\to+\infty[/tex] en laissant [tex]n[/tex] échanger. On en déduit que, pour tout [tex]t\in [a,b][/tex], on a
[tex] |f_n(t)-f(t)|\leq\varepsilon[/tex].

F.

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#23 07-03-2016 21:05:23

convergence
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Re : Espace métrique complet

On peut dire : soit [tex]\varepsilon >0[/tex] et [tex]t\in [a,b][/tex] et [tex]p\geq n_0[/tex] on a

[tex]|f_n(t)-f(t)|\leq |f_n(t)-f_p(t)|+|f_p(t)-f(t)|\leq \varepsilon/2+\varepsilon/2 =\varepsilon[/tex] le premier car $(f_n)$ est de Cauchy la second c'est parceque [tex](f_n(t))[/tex] converge vers [tex]f(t)[/tex]

comme c'est vrai pour tout[tex] t\in [a,b][/tex] on peut passer au sup c'est bon ?

Dernière modification par convergence (07-03-2016 21:06:53)

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#24 07-03-2016 21:15:44

convergence
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Re : Espace métrique complet

Ce que j'ai dit est juste s'il vous plait ?

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#25 07-03-2016 21:19:26

Fred
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Re : Espace métrique complet

Si tu sais que [tex]|f_p(t)-f(t)|<\epsilon/2[/tex], je ne vois pas pourquoi tu démontres que [tex]|f_n(t)-f(t)|<\epsilon[/tex]. Change juste le nom de p en n!

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