Ouverts, fermés, adhérences (vrai/faux)

Bonjour,
je m'entraîne à un exercice dont je n'ai pas la correction.

On considère les ensembles suivants.
A = {(x,y,z) de R3 | x + y + z différent de 0}
B = {(x,y) de R2 | 1 < x2 + y2 =< 2}
C = {(x,y) de R2 | x2 + y2 =< 1}
D = {(x,y,z) de R3 | xyz =< 1}.

Je dois vérifier si les assertions suivantes sont vraies ou fausses. Donner une démonstration ou un contre-exemple.

(1) C est compact dans R2

Vrai. C est fermé et borné dans un espace de dimension égale à 2 (dimension finie) : c'est un compact

(2) B n'est ni ouvert ni fermé dans R2

Vrai. Mais je ne sais pas justifier pourquoi.

(3) A est ouvert dans R3 et son adhérence est égale à R3.

A est ouvert car son complémentaire {(x,y,z) de R3 : x + y + z = 0} est un fermé. Cependant, pour son adhérence, je ne sais pas justifier.

(4) D n'est ni fermé ni borné dans R3

Faux. car son complémentaire {(x,y,z) de R3 : xyz > 1} n'est pas fermé (il est ouvert) et n'est pas borné.

Est-ce que mes justifications sont bonnes ? Si vous pouvez m'aider pour de bonnes justifications. Je vous remercie.

Réponses

  • Pour la première c'est bon.

    Pour la deuxième : un ensemble est ouvert si tous ses éléments sont intérieurs à cet ensemble, donc s'il n'est pas ouvert il existe un élément qui n'est pas intérieur.
    De même dans un espace métrique, un ensemble est fermé si les suites convergentes blablabla ... donc s'il n'est pas fermé il existe une suite convergente blablabla.

    Pour la troisième c'est bon, tant qu'à faire montre que le complémentaire est fermé.
    Saurais-tu dire à quoi ressemble le complémentaire de A ?

    Pour la dernière c'est confus. Son complémentaire n'est pas fermé, certes, et alors ? Son complémentaire est surtout ouvert, tu l'as dit et c'est ça qui compte (pourquoi ?). Et ça suffit, la bornitude ne sert plus à rien à ce stade.
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