Topologie de R^n - Chapitre 1

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Questions and Answers

Quelle est la différence entre une boule ouverte et une boule fermée dans un espace métrique?

Une boule ouverte de centre a et de rayon r est l'ensemble des x tels que $d(a, x) < r$, tandis qu'une boule fermée inclut les points tels que $d(a, x) eq r$ avec $d(a, x) eq r$.

Comment se définit une suite convergente dans un espace métrique?

Une suite $(X_m)$ converge vers une limite L si, pour tout $ eq 0$, il existe un entier $n( eq 0)$ tel que pour tout $m > n( eq 0)$, on a $d(X_m, L) < eq 0$.

Quelle condition doit satisfaire un ensemble O pour être qualifié d'ouvert dans un espace métrique?

Pour qu'un ensemble O soit ouvert, il doit contenir, pour chaque point a de O, une boule ouverte B(a, r) entièrement contenue dans O.

Que signifie qu'une suite de Cauchy converge dans un espace métrique?

<p>Une suite de Cauchy converge si pour tout $ eq 0$, il existe un entier N tel que pour tous $m,n &gt; N$, la distance $d(X_m, X_n) &lt; eq 0$.</p> Signup and view all the answers

Quel est le rapport entre une partie fermée et son complémentaire dans un espace métrique?

<p>Une partie F est fermée si son complémentaire dans E est un ensemble ouvert.</p> Signup and view all the answers

Quelles sont les conditions nécessaires pour qu'une application soit considérée comme une norme sur un espace vectoriel?

<p>Les conditions nécessaires sont : 1) $| x | = 0 \Leftrightarrow x = 0$, 2) $\forall x \in E, \forall \lambda \in K, | \lambda x | = |\lambda| | x |$, et 3) $\forall x, y \in E, | x + y | \leq | x | + | y |$.</p> Signup and view all the answers

Comment définiriez-vous la norme euclidienne sur Rn?

<p>La norme euclidienne sur $\mathbb{R}^n$ est définie par $| x |_2 = \sqrt{x_1^2 + x_2^2 + ... + x_n^2}$.</p> Signup and view all the answers

Quelles normes sont équivalentes dans l'espace vectoriel Rn selon l'exemple 1.1.2?

<p>Les normes $| \cdot |_1$, $| \cdot |<em>2$, et $| \cdot |</em>\infty$ sont équivalentes sur $\mathbb{R}^n$.</p> Signup and view all the answers

Comment une distance est-elle définie sur un ensemble selon la définition 1.2.1?

<p>Une distance est une application $d : E \times E \rightarrow \mathbb{R}^+$ vérifiant : 1) $d(x,y) = 0 \Leftrightarrow x = y$, 2) $d(x,y) = d(y,x)$, et 3) $d(x,z) \leq d(x,y) + d(y,z)$.</p> Signup and view all the answers

Quelle est la relation entre les distances $d_1$, $d_2$, et $d_\infty$ selon l'exemple 1.2.2?

<p>Les distances $d_1$, $d_2$, et $d_\infty$ associées aux normes $| \cdot |_1$, $| \cdot |<em>2$, et $| \cdot |</em>\infty$ sont équivalentes sur $\mathbb{R}^n$.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Norme sur un espace vectoriel

Une application qui associe à chaque vecteur d'un espace vectoriel un nombre réel positif, vérifiant des propriétés spécifiques.

Norme euclidienne sur Rn

La norme k·k2, définie par la racine carrée de la somme des carrés des composantes d'un vecteur.

Norme équivalente

Deux normes sont équivalentes si l'une peut être majorée et minorée par l'autre, à une constante multiplicative près

Distance sur un ensemble

Une fonction qui associe à deux éléments d'un ensemble un nombre réel positif, vérifiant des propriétés spécifiques (positivité, symétrie, inégalité triangulaire).

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Distance associée à une norme

La distance entre deux vecteurs est définie par la norme de leur différence.

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Boule ouverte

Un ensemble de points dans un espace métrique qui sont à une distance inférieure à un rayon donné d'un point central.

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Boule fermée

Un ensemble de points dans un espace métrique qui sont à une distance inférieure ou égale à un rayon donné d'un point central.

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Sphère

Un ensemble de points dans un espace métrique qui sont à une distance exacte d'un point central.

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Ouvert

Un ensemble dans un espace métrique où chaque point a un voisinage qui est entièrement contenu dans l'ensemble.

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Fermé

Un ensemble dans un espace métrique dont le complémentaire est un ouvert.

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Study Notes

Chapitre 1 : Topologie de Rn

  • Espace vectoriel normé et normes sur Rn:

    • Définition d'une norme sur un espace vectoriel E sur K (K = R ou C).
    • Une norme est une application ||.|| : E → R+ vérifiant trois conditions :
      • ||x|| = 0 si et seulement si x = 0
      • ||λx|| = |λ| ||x|| pour tout λ ∈ K et x ∈ E
      • ||x + y|| ≤ ||x|| + ||y|| pour tous x, y ∈ E
    • (E, ||.||) est appelé espace vectoriel normé.
    • Exemples de normes sur Rn:
      • Norme 1 : ||x||1 = |x1| + ... + |xn|
      • Norme 2 (norme euclidienne) : ||x||2 = √(x12 + ... + xn2)
      • Norme ∞ : ||x|| = max(|x1|, ..., |xn|)
  • Espaces métriques et distances sur Rn:

    • Définition d'une distance sur un ensemble E.
    • Une distance est une application d : E × E → R+ vérifiant trois conditions :
      • d(x, y) = 0 si et seulement si x = y
      • d(x, y) = d(y, x) pour tous x, y ∈ E
      • d(x, z) ≤ d(x, y) + d(y, z) pour tous x, y, z ∈ E
    • (E, d) est un espace métrique.
    • Exemple de distance:
      • Distance associée à une norme ||.|| : d(x, y) = ||x - y||
  • Boules, voisinages, ouverts et fermés:

    • Définition de la boule ouverte et fermée de centre a et de rayon r dans un espace métrique (E, d).
    • B(a, r) = {x ∈ E : d(a, x) < r} (boule ouverte)
    • B(a, r) = {x ∈ E : d(a, x) ≤ r} (boule fermée)
    • Définition d'un ouvert.
    • Définition d'un fermé.
    • Définition du voisinage d'un point.
  • Suites convergentes et suites de Cauchy:

    • Définition d'une suite convergente dans un espace métrique.
    • Une suite (xn) converge vers L ∈ E si pour tout ε > 0, il existe un entier n(ε) tel que pour tout n > n(ε), d(xn, L) < ε.
    • Définition d'une suite de Cauchy dans un espace métrique.
    • Une suite (xn) est de Cauchy si pour tout ε > 0, il existe un entier n(ε) tel que pour tous p, q > n(ε), d(xp, xq) < ε.
    • Définition d'un espace métrique complet.
    • Si (E, ||.||) est un espace vectoriel normé complet, c'est un espace de Banach.
    • Rn muni d'une norme quelconque est un espace de Banach.
  • Intérieur, adhérence et frontière d'une partie:

    • Définition du point intérieur à une partie A dans un espace métrique.
    • Définition de l'intérieur d'une partie (denoté A).
    • Définition du point adhérent à une partie A dans un espace métrique.
    • Définition de l'adhérence d'une partie (denoté A).
    • Définition du point frontière d'une partie A dans un espace métrique.
    • Définition de la frontière d'une partie (denoté dA).

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