théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov
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théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov



  1. #1
    invite769a1844

    théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov


    ------

    Bonsoir,

    dans la démonstration de ce théorème donnée dans le Brezis dans l'étape b),
    afin d'affirmer que est équicontinue, j'ai l'impression que l'auteur utilise cette inégalité que j'ai du mal à établir:



    étant une suite régularisante de , et .

    Merci pour toute indication.

    -----

  2. #2
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    ah vraiment désolé, je viens de retrouver un exo de l'an d'avant où on montrait que , et la continuité de entraîne que .

  3. #3
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    bon en fait non c'était pas du tout le même exo

  4. #4
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Bon finalement je pense avoir trouvé, enfin une majoration un peu plus faible mais c'est pas grave. J'obtiens cette relation:




    Pour le cas non trivial où on a

    ,

    d'où l'inégalité.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    J'ai une dernière question concernant cette démo. est un ouvert relativement compact de .
    Pourquoi une partie relativement compacte de est aussi relativement compacte dans ?

  7. #6
    invitebb921944

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Bonjour,
    pour la première inégalité, je ne pense pas que l'auteur utilise
    mais simplement .
    On a
    .

    Or si on pose et , on a
    (l(égalité précédente est peut-être une inégalité en fait j'ai pas suffisamment réfléchi).
    Donc .

    Cela dit je ne vois pas dans l'immédiat pourquoi on aurait donc je dis peut-être des bêtises .

    Pour ta dernière question, c'est sans doute dû à la densité de dans .

  8. #7
    invite57a1e779

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Citation Envoyé par rhomuald Voir le message
    Cette assertion est manifestement fausse : pour tout réel , il existe et dans avec , et l'on aurait .
    En faisant tendre vers l'infini, il vient !!!

  9. #8
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    ah ok gb, et du coup même le rafistolage que j'ai fait à 00h53 c'est n'importe quoi, vu que je divise par l'infini (j'aurais du aller me coucher ).
    Je vais creuser l'idée de Ganash, vu comme c'était balancé, je pensais que c'était quasiment direct.

    Pour l'autre question je me doutais que la densité y serait pour quelque chose mais je rencontre ces problèmes:

    les fonctions de sont définies sur tandis que celles de sont définies sur ,
    je suis d'accord avec le fait que soit dense dans , mais je ne vois même pas pourquoi est inclus dans ?

  10. #9
    invite57a1e779

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Bonjour rhomuald,

    Je ne dispose pas du Brezis, et j'interprète peut-être mal ton problème.

    Dans la forme classique du théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov, est un ouvert borné, donc est compact, et on a .

  11. #10
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    ah oui merci gb, c'est tout bête j'avais pas tilté ,
    et une partie relativement compacte de reste relativement compacte dans ,
    parce que ces trois espaces sont complets + histoire de précompacité et de topo induite, pas besoin d'hypothèse de densité.

    Citation Envoyé par Ganash Voir le message
    Donc .
    comment arrives-tu à cette inégalité? Du raisonnement que tu fais juste avant je ne vois pas comment on tombe dessus.

    Je vais essayer de mieux cibler mon problème afin de le rendre indépendant des notations du brezis et pas retaper tout l'énoncé,
    je vous remercie d'avoir bien voulu vous pencher sur mon problème.

  12. #11
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    je viens de comprendre, tu avais admis que .

  13. #12
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Je reprends au sujet de cette inégalité mystérieuse.

    l'énoncé du théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov:

    Soit un ouvert et soit un ouvert relativement compact tel que . Soit un sous-ensemble borné de avec .
    On suppose que vérifie une hypothèse d'équicontinuité intégrale:

    .

    Alors est relativement compact dans .


    au niveau de la preuve:

    On suppose que est borné. Pour on pose .

    On note de sorte que est borné dans et .

    On prend une suite régularisante de .

    a) à l'aide de l'hypothèse d'équicontinuité intégrale on établit cette relation:

    .

    b) vérifie pour chaque le théorème d'Ascoli. Pour le justifier l'auteur dit qu'on a d'abord

    . (là je suppose qu'il définit par cette relation).

    D'autre part, on a


    (c'est cette dernière inégalité que je ne comprends pas , à cause de cette apparition de )

    Il en résulte que est relativement compact dans et à fortiori dans .

    c) il conclut la démo.

  14. #13
    invite57a1e779

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Le plus simplement du monde :



    Or , donc


  15. #14
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Bonjour gb,

    cette inégalité ne me posait pas de souci, c'était plutôt celle où il y a du .

  16. #15
    invite57a1e779

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Je viens de comprendre ton problème.

    Citation Envoyé par rhomuald Voir le message
    est borné dans et .
    Il existe donc tel que pour tout

    Citation Envoyé par rhomuald Voir le message
    . (là je suppose qu'il définit par cette relation).
    Tu supposes bien : Brezis définit , qui ne dépend pas de , et prouve ainsi que est bornée dans .

    La constante viens de remplir son contrat, Brezis n'en a plus besoin, et il libère (mais sans le dire explicitement) l'appellation , qu'il pourra réutiliser en cas de besoin.

    Citation Envoyé par rhomuald Voir le message
    [CENTER]
    Brezis définit ici une nouvelle constante : (toujours indépendante de ), ce qui permet de prouver que est équicontinue, et de conclure par le théorème d'Ascoli.

    Je te l'accorde, la réutilisation immédiate du nom pour cette deuxième constante n'est peut-être pas un choix judicieux de la part de Brezis, et il eût été préférable de la noter .

    Note bien que cette deuxième constante ne servira plus à rien, que, à partir de maintenant, on oublie qu'elle a existé, et on pourra donc renommer une troisième constante par la suite...

  17. #16
    invite769a1844

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    D'accord, en fait il suffit de prendre .

    Merci gb c'est bien clair maintenant.

  18. #17
    invitef97cf2c7

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Bonjour,

    je déterre ce topic parce que je suis en trai nde bosser cette même preuve, dans le même bouquin !

    Sauf que moi je bloque bien avant...

    1. Pourquoi peut-on supposer borné sans restriction ? Parce que est relativement compact donc borné, et qu'il suffit de prendre un qui contienne son adhérence ?

    2. A quoi ça sert de supposer que est borné ? Peut-on alors dire que la norme L^1 est plus petite que la norme L^p, à un coefficient multiplicatif près (la mesure de justement, à une certaine puissance) ?

    Merci d'avance pour votre aide !

  19. #18
    invitef97cf2c7

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Et dans la partie a) de la démonstration, il écrit "en effet on a", et je ne comprends pas la seconde inégalité :



    Ca ressemble vaguement à du Holder, mais alors pour le n'est pas élevé à la puissance p à droite, et il devrait y avoir une constante devant la deuxième intégrale...

  20. #19
    invite4ef352d8

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Salut !
    cette inégalité c'est Holder (ou Jensen c'est pareil ici) mais appliqué à la mesure de proba Pn(y)dy au lieu de la mesure de lebesgue. (oui moi j'ai du apprendre RFK l'an dernier ^^ )

    Pour ce qui est des question parlant du omega borné etc... regarde plutot le résultat suivant (présenté comme un corrolaire) ou il n'est plus question que d'un seul ouvert et donc ta question perd son interet^^ . personellement c'est ce résultat que j'appelle Riesz-frechet-Kolmogorov (parceque c'est nettement plus simple à énoncé et ce n'est pas plus faible que l'énoncé précedent...), ce que Brézis appelle RFK dans son livre et plus une sorte de lemme technique contenant toute la difficulté du théorème...
    personnellement quand je préparais l'agreg je n'énoncais que la version simplifié et je la démontré directement (en regroupant les deux preuves) sans énoncer l'autre versions

  21. #20
    invitef97cf2c7

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Salut Ksilver, et merci !

    Qu'apelle tu "Pn(y)dy" ? C'est quoi Pn ? Aaaaah c'est rho_n ! C'est vrai qu'on dirait un P en Latex ^^ Ceci dit je n'ai toujours pas compris comment il arrive à cette inegalité...

    Dans le corollaire, l'ouvert n'est pas borné. Est-ce qu'on peut supposer qu'il l'est puisque de toute façon, on ne s'intéressera qu'à des ouverts bornés qui sont inclus dans ?

    Ca passait en 15 minutes la démo, pour l'agreg ? Avais tu des applications de ce théorème (corollaire) sous le coude ?

  22. #21
    invite4ef352d8

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    ba ecrit Holder pour la mesure Pn(y)dy (enfin rho_n(y)dy) ou encore Jensen pour cette mesure avec la fonction convexe x->x^p et ca donne exactement ca, je vois pas trop ce que je peux dire de plus

    dans le corrolaire il y à plus d'ouvert borné de Omega :S

    le corrolaire c'est la caractérisation* des partie compact de L_p(Omega) pour Omega un ouvert de R^n, donc il y a plus d'histoir d'ouvert omega relativement compact dans Omega... donc comme je te l'ai dit, ta question disparait à ce niveau (l'histoir avec les deux ouverts je pense que meme si ca s'apelle théorème c'est plus un lemme technique...)


    * : enfin, il énonce juste que sous certain condition une partie est compact et met en remarque que ces conditions sont une CNS sans le prouver...

    pour les 15 min oui sa tiens très bien (à condition de regrouper les deux preuves en une seul)
    pour ce qui est des applications... je me rapelle plus vraiment en fait

  23. #22
    invitef97cf2c7

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Ok pour Holder.

    En revanche, pour les ouverts, il y a aussi des ouverts relativement compacts inclus dans le grand Omega, dans le corollaire (dans les hypothèses).

    Ce qui me perturbe, c'est que dans les hypothèses du héorème (ce que tu appelles lemme), on autorise Omega à être non borné. Pourtant on fait la démo avec Omega borné. Je ne vois pas comment on peut faire cette hypothèse sans restriction...

  24. #23
    invite4ef352d8

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    En revanche, pour les ouverts, il y a aussi des ouverts relativement compacts inclus dans le grand Omega, dans le corollaire (dans les hypothèses). >>> oui mais ils sont tous "sous quantificateur" (on regarde les famille de fonction telle que "pour tous ouvert w..." ou "il existe un ouvert w tel que... ". alors que dans l'énoncé précedant si mes souvenir sont bon on fixe un w relativement compact dans Omega et on regarde qu'elles sont les famille de L^p(Omega) dont l'image dans L^p(omega) est relativement compact. ce qui ne permet pas directement d'avoir un analogue au théorème d'ascolie pour les espaces L^p.





    Je ne vois pas comment on peut faire cette hypothèse sans restriction... >>> ah ok.

    on à un ouvert Omega et un ouvert w relativement compact dans Omega, et on s'interesse à une famille F de "fonction" dans L^p(w) qui sont des restrictions de fonction de L^p(Omega)

    ca ne coute rien de prendre un ouvert Omega' borné contenant l'adhérence de w et inclu dans Omega, alors les fonctions de F sont aussi des restrictions de fonction de L^p(Omega') à w... et appliquer le théorème à L^p(Omega') ou à L^p(Omega) donne exactement la meme conclusion. donc il suffit de le prouver pour Omega'...

  25. #24
    invitef97cf2c7

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    Salut Ksilver, et désolé par avance de récidiver ^^

    1) J'ai regardé plus en détail le corollaire, et j'ai réfléchi à cette histoire d'ouvert borné ou pas.

    Tu m'as convaincu dans le cas du théorème, car on ne regarde qu'un seul ouvert omega relativement compact dans Omega (et donc borné) ; ça ne coûte rien de prendre Omega "un peu plus grand que omega" et donc toujours borné.

    Par contre dans le corollaire, il y a cette ligne qui m'ennuie : "on suppose que pour tout epsilon, il existe un ouvert omega relativement compact dans Omega tel que...". Comme il y a une infinité d'epsilon, il y a aussi une infinité de omega, et ils ont beau être tous bornés, leur union ne l'est peut-être pas, et a prioiri, on ne peut pas dire que Omega est borné...

    2) Dans la partie a de la démonstration du théorème, il écrit que la famille F est bornée dans Lp, donc aussi dans L1. Est-ce que pour dire ça il fait Holder, et que comme Omega est borné, sa mesure est finie ?

    Merci de ton aide !

  26. #25
    invite4ef352d8

    Re : théorème de Riesz-Fréchet-Kolmogorov

    1) comme je t'ai l'ai dit, dans le corrolaire il n'y à pas d'ouvert omega !!! (celui qui apparait dans l'énoncé est sous un quantificateur, il est muet)

    dans la preuve de "th=> corrolaire" on prend un ouvert Omega quelconque et on ne le suppose pas borné (mais on fait rapidement intervenir un ouvert w relativement compact dans Omega auquel on applique le théorème)

    2)euh... oui surement... mais j'ai pas le brézis sous la main et mes notes sont profondément enfoui dans un carton quelconque donc je peut pas t'en dire plus...

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