Ensemble connexe par arcs exemples

OShine
Modifié (November 2021) dans Analyse
Bonjour,
Dans mon livre, il est donné en exemple qu'un sous-espace affine d'un espace vectoriel normé est connexe par arcs et que tout espace vectoriel normé est connexe par arcs.

Je n'arrive pas à la démontrer. 

$A \subset E$ est un sous-espace affine de $E$ s'il $A$ est vide ou s'il existe $a \in E$ et $F$ un sous-espace vectoriel de $E$ tel que $A=a+F$.

Soient $x,y$ deux éléments quelconques de $A$. On doit montrer qu'ils sont reliés par un chemin dans $A$. Ainsi, on a $x=a+x_1$ et $y=a+x_2$ où $(x_1,x_2) \in F^2$.

Après je bloque.

Réponses

  • Tu peux les relier par un segment... les espaces affines sont "plats" généralement :expressionless:

  •  A l'époque où tu étais en lycée, on apprenait les barycentres, et qu'un segment est l'ensemble des barycentres de ses extrémités affectées de coefficients positifs.

    Quand je pense que tu as ramé plusieurs semaines sur la notion de convexité sans rien retenir des méthodes ..... que d'autres ont utilisées.
  • Je ne comprends pas le rapport avec les barycentres. 

    Raoul.S je crois avoir trouvé. Je considère $p(t)=a+tx_1 +(1-t)x_2$ définie sur $[0,1]$. Montrons que $p$ est à valeurs dans $A$. 

    Soit $t \in [0,1]$. Comme $x_1$ et $x_2$ sont des éléments de $F$ et $F$ est un sous-espace vectoriel alors il est stable et $t x_1 + (1-t)x_2 \in F$. Ainsi $p(t) \in A$

    On a directement $p(0)=a+x_2=y$ et $p(1)=a+x_1=x$ ce qui permet de conclure.

    Si on prend $E$ un espace vectoriel normé, je ne saisis pas à quoi sert l'hypothèse "normé" pour la convexité ? 
  •  je ne saisis pas à quoi sert l'hypothèse "normé" pour la convexité ?

    à rien.

    Par contre dans ton exo il s'agissait de montrer que l'espace est connexe par arcs et dans la définition de "connexe par arcs" on demande que les chemins soient continus.

    Donc il te reste à vérifier que ton chemin $p$ est une application continue de $[0,1]$ dans $A$.

  • D'accord merci. 

    Soit $(t_n)$ une suite d'éléments de $[0,1]$ qui converge vers $t$. Montrons que $f(t_n)=a+ t_n x_1 + (1-t_n)x_2$ converge vers $f(t)$

    Comme $t_n \longrightarrow t$ alors $a+ t_n x_1 + (1-t_n) x_2 \longrightarrow a+ t x_1 +(1-t)x_2 = f(t)$

    Par caractérisation séquentielle, $p$ est continue sur $[0,1]$. Elle est même continue sur $\R$. 
  • C'est quoi l'intérêt d'utiliser la caractérisation séquentielle pour démontrer la continuité d'une fonction affine au juste ? De faire savant, sans que ça soit trop difficile ?
  • "Je ne comprends pas le rapport avec les barycentres. " écrit-il, juste avant d'utiliser un barycentre !!!

  • En effet, j'ai vraiment du mal avec les barycentres !
  • Toujours le même problème : les notions mal apprises au lycée et en prépa manquent, et tu refuses depuis des années de les étudier, préférant faire faire les maths par les autres que savoir faire toi-même. Jusqu'où va se nicher la fainéantise !
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