Composante connexe

Bonjour, j'essaie de comprendre cette notion avec un exemple tout simple.

Prenons $X=\{a,b,c\}$ avec la topologie discrète. Déjà à quoi ressemble un sous-espace connexe ici? Ensuite la composante connexe de $b$ par exemple est je crois seulement $\{b\}$ mais je ne vois pas l'explication... Merci pour votre aide.

Réponses

  • « A quoi ressemble… »

    Dans le cas que tu choisis, est-ce que $\{ a;b \}$ est connexe ?

    Remarque : c’est une bonne méthode que tu entreprends.
    Essayer de voir sur des espaces finies, ou « simples ».
    Tu peux te poser la question pour tous les sous-ensembles de l’espace que tu as choisi.
    Essaye de voir, il n’y en a pas trop, lesquels sont connexes : prends-les un par un.
    Il en existe $2^3$ (des sous-ensembles).
  • Bonsoir.

    Quelle est ta définition de "connexe" ? S'applique-t-elle à {b} ?

    Cordialement.

    NB : En général, la première phase d'apprentissage d'une notion nouvelle est de traiter soi-même ce genre de question en utilisant la définition pour l'apprendre.
  • Si $U$ est un sous-espace connexe, alors il ne peut s'écrire comme union disjointe d'ouverts non vides. Avec la topologie discrète, tous les sous-ensembles de $X$ sont ouverts, donc les ensembles connexes de $X$ sont exactement les singletons, et l'ensemble vide.
    Une composante connexe est... connexe. C'est le plus gros ensemble connexe contenant un élément. Donc, la composante connexe de $b$ est $\{b\}$.
  • Il faut voir que dans cette topologie, toutes les parties sont ouvertes et fermées (par définition, car c'est la topologie la plus fine): elle est un peu particulière en ce sens !
    Une fois qu'on connait les ouverts et les fermés (ici, c'est tout le monde), on peut chercher à caractériser les connexes par leur définition. Il y en a plusieurs, équivalentes, notamment dire que E n'est pas la réunion de deux ouverts non vides disjoints, ou encore que les seuls ouverts-fermés de E sont l'ensemble vide $\varnothing $ et E lui-même (c'est souvent une propriété qu'on utilise quand on sait qu'un espace est connexe).

    * est-ce que le singleton $\{b \}$ vérifie cette propriété ?
    * et si une partie contient plus d'un élément, disons $\{a, b \}$ ?

    Je ne sais pas si cette topologie est la plus caractéristique pour mettre en avant la connexité, on dessine souvent des parties de $\mathbb{C}$ pour l'expliquer, mais d'autres te répondront mieux que moi ! :-)
  • Merci à tous j'ai compris :-).
  • Un point est connexe, une virgule est connexe, mais un point-virgule n'est pas connexe : ses composantes connexes sont le point et la virgule.

    Si tu vas sur Microsoft Paint, que tu gribouilles au stylo noir sur ton écran, et qu'ensuite tu prends l'outil "pot de peinture" et la couleur rouge, si tu cliques quelque part sur ton écran, c'est tout un morceau d'écran qui va se colorier en rouge. C'est la composante connexe du point où tu as cliqué que tu as coloriée.

    Une fois qu'on a ça en tête, ça devient un poil plus simple de s'imager le concept abstrait, je trouve.
  • Bel exemple concret Homo Topi! Je précise, c'est la composante connexe du point où tu as cliqué, en prenant comme espace l'ensemble de la feuille privée de tes dessins.
  • Merci, pour une fois j'ai trouvé ça tout seul :-D

    Un autre exemple : si on prend des ciseaux et une feuille. La feuille est connexe au départ. Si j'entaille juste la feuille, ça reste connexe. Mais si je découpe quelque chose que je peux séparer entièrement du reste de la feuille, là j'ai partagé ma feuille en deux composantes connexe. Mnémotechnique : en anglais, connexe se dit "connected". Connecté, attaché.
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