Borne inférieure finie.
Bonjour à tous.
Il y a cette question sur cet exercice qui me tracasse.
Soient $E$ un espace de Banach réel réflexif, $K$ un ensemble convexe fermé non vide de $E$, $J$ une application de $E$ dans $\bar{\mathbb R}$ vérifiant:
(i) $J$ est convexe et sci dans $E$
(ii) $J(v) \to +\infty$ quand $||v|| \to +\infty$
On pose $m=\inf_{v\in K} J(v)$.
1)Montrer que le nombre $m$ est fini.
Merci pour tout aide.
Il y a cette question sur cet exercice qui me tracasse.
Soient $E$ un espace de Banach réel réflexif, $K$ un ensemble convexe fermé non vide de $E$, $J$ une application de $E$ dans $\bar{\mathbb R}$ vérifiant:
(i) $J$ est convexe et sci dans $E$
(ii) $J(v) \to +\infty$ quand $||v|| \to +\infty$
On pose $m=\inf_{v\in K} J(v)$.
1)Montrer que le nombre $m$ est fini.
Merci pour tout aide.
Réponses
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Je pense déjà qu'il y a une erreur car si
$m=+\infty$ alors $\forall v \in K$
$J(v)=+\infty$ ce qui devient un peu bizarre. Donc je pense que l'application $J$ devrait être au moins propre. Et si ça l'est alors le problème revient à montrer que $m\neq -\infty$ ce qui reste toujours ambigu. -
Je n'arrive même pas à démarrer quand je suppose par l'absurde que $m=-\infty$.
Indication s'il vous plaît. -
De l'aide si vous avez une idée svp
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Si $m=-\infty$ alors $J$ prend des valeurs arbitrairement petites. L'hypothèse (ii) montre qu'il existe $r > 0$ tel que dès que $||x|| > r$ alors $|J(x)| > 1$. Ainsi, l'image de $B(0, r)$ par $J$ serait non bornée inférieurement. Je te laisse continuer.
-
C'est l'image du complémentaire de la boule $B(o,r)$ qui n'est pas bornée inférieurement ou c'est celle de la boule même.
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Mais la j'utilise un résultat qui me laisse perplexe.
Le fait que lorsque $J$ est sci et $K$ compact alors $J$ atteint sa borne inférieure sur $K$.
Je pense que c'est dans cette démonstration qu'il faudra utiliser le fait que $J$ soit propre. -
Je ne sais pas si le fait que $J$ soit vraiment propre est nécessaire.
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Je ne sais pas ce que veut dire "propre", et visiblement tu n'utilises pas a convexité, mais il se peut que quelque chose m'échappe puisque je ne connais presque rien aux fonctions convexes.
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J'essaie de montrer ce résultat car j'ai l'impression que l'hypothèse $J$ propre est superflue.
Proposition:
Soit $E$ un espace vectoriel topologique. $J:E \to \bar{\mathbb R}$ une fonction sci et $K$ un compact alors $J$ atteint sa borne inférieure sur $K$.
Essaie de preuve:
Soit $g$ la restriction de $J$ sur $K$ . Pour $y\in g(K)$ posons $A_y=${$x\in K: J(x)\le y$}.
Si $y=+\infty$ , $A_y=K$ qui est non vide et fermé. Si $y< +\infty$ alors ils existe $x_o \in K$ tel que $y=f(x_o)$ donc $x_o \in A_y$ Donc $A_y$ est non vide et fermé car $g$ est sci. Ainsi pour tout $y\in g(K), A_y $ est non vide et fermé.
Soit $y_1,...y_n \in g(K)$ on a $\cap_{i=1} ^{n} A_{y_i}=A_{y_o}\neq \emptyset$ ou $y_o =min${$y_1,...,y_n$}.
Donc comme $K$ est compact alors $\cap_{y \in g(K)}A_{y}\neq \emptyset$. Soit $u\in \cap_{y \in g(K)}A_{y}$ alors $J(u)\le J(v), \forall v\in K$ D'ou $J(u)=\inf_{v\in K} J(v)$ mais je ne vois pas pourquoi $J(u)$ devrait être fini bien que la borne inférieure soit atteinte car je me dit que puisque $J(u)$ peut etre infini car $J(E)\subset \bar{\mathbb R}$ -
$J$ est propre lorsqu'il existe $u\in E$ tel que $J(u)<+\infty$.
J'ai utilisé la convexité car si $J$ est convexe et sci alors J est faiblement sci.
Et comme $K$ est convexe et fermé alors K est faiblement fermé. D'ou $K \cap B(o,r)$ est faiblement compact comme faiblement fermé du faiblement compact $B(o,r)$. -
J'ai besoin de quelques éclaircissement s'il vous plait.
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En remarquant que $J(E )\subset \bar{\mathbb R}$ est-ce que le fait qu'il existe $u\in K$ tel que $\inf_{v\in K} J(v)=J(u)$ empêche que $J(u)=-\infty$.
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Personne pour m'aider à comprendre cette notion ?
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Bonne fête de Pâques.
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Un peu d'aide s'il vous plait
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Bonjour je pense avoir eu la réponse à mes questions.
Déjà, une fonction $f:E\to \bar{\mathbb R}$ atteint sa borne inférieure lorsqu'il existe $u\in E$ tel que $f(u)=\inf_{v\in E} f(v)$. Mais ceci n'empêche pas que $f(u)$ peut être infini.
Maintenant si K est un sous ensemble compact (minoré) de $E$ et $f$ sci , alors f atteint sa borne inférieure sur $E$ et cette borne est fini.
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Bonjour!
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