Continuité uniforme

Montrer que si f€ C(R, R) admet des limites finies en + l'infini et en - l'infini alors f est uniformément continue, .

Besoin d'indication pardon

Réponses

  • Une première bonne chose à faire est de te donner une idée de ce que la continuité uniforme signifie géométriquement sur la courbe de la fonction.

    Ensuite : découpe $\mathbb{R}$ en trois parties, un gros intervalle centré en $0$, puis les deux morceaux infinis à droite et à gauche de cet intervalle. Tu devrais facilement pouvoir borner ta fonction sur chacun des trois morceaux (puisqu'elle est continue), et à partir de là ça ne devrait pas être trop dur de conclure.
  • En utilisant le fait d'avoir une limite en + l 'infini montre que f est uniformément continue sur A,+infty fermé en A et sur 0,A fermé en 0 et A ( problème de clavier)
    Avec A bien choisi
    Le 😄 Farceur


  • Petite réponse à la va-vite, il faut sans doute affiner les bornes de sécurité abusives que j'ai utilisées.

    Soit $\varepsilon\in\mathbb{R}_+^*$.

    On désigne par $\ell$ la limite de $f$ en $+\infty$ et $\ell'$ la limite de $f$ en $-\infty$.
    Il existe $M>0$ tel que, si $x\leq -M$ alors $|f(x)-\ell'| \leq \varepsilon$, et $x\geq M$ alors $|f(x)-\ell| \leq \varepsilon$.

    Par inégalité triangulaire, si $x$ et $y$ sont inférieurs à $-M-1$ et $|x-y|<1$ alors $|f(x)-f(y)| \leq 2\varepsilon$ par inégalité triangulaire.
    De même si $x$ et $y$ sont supérieurs à $M+1$ et $|x-y|<1$, alors $|f(x)-f(y)| \leq 2\varepsilon$ par inégalité triangulaire.

    Maintenant $f$ est continue sur le compact $[-M-2,M+2]$ donc uniformément continue sur $[-M-2,M+2]$ d'après le théorème de Heine. Donc il existe $\eta>0$ (et il est loisible de supposer que $\eta<1$) tel que : si $(x,y)\in [-M-2,M+2]^2$ et $|x-y|<\eta$, alors $|f(x)-f(y)|\leq \varepsilon$.
  • Une proposition sans $\varepsilon,\delta,\eta$.

    $g = f \circ \tan : ]-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}[\to\R$ est continue et se prolonge par continuité en $\tilde g : [-\frac{\pi}{2},\frac{\pi}{2}]\to\R$.

    Par Heine : $\tilde g$ est uniformément continue, donc $g$ aussi.

    Ainsi $f = g \circ \arctan$ est uniformément continue comme composée de deux uniformément continues ($\arctan$ est lipschitzienne !)
  • Merci à vous, j'ai vu ce qu'il faut faire d'un coté en utilisant les convergences à + l'infini et à - l'infini j'obtiens la continuité uniforme sur des intervalles de la forme ]a, +oo[, et ]oo, -b[ avec a et b bien choisi et strictement positifs et maintenant je conclus avec la continuité uniforme sur le compact [-b, a]
    Je pense que c'est ça.
  • Bon samedi Side
    Peux-tu me dire ce que tu sous-entends par un probleme de recouvrement?93872
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    Le 😄 Farceur


  • @marsup !
    Pas d'accord avec ta démonstration.
    Pour passer de la continuité de $g$ à celle de $\tilde g$ tu utilises la propriété que la distance usuelle de $\R$ est topologiquement équivalente à celle induite dans $\R$ par une distance (tu ne dis pas laquelle en fait mais on peut en trouver des tas) de $\bar{\R}$.

    Le problème est pour passer de la continuité uniforme de $\tilde g$ à celle de $f$ : les distances (celles qui donnent des topologies équivalentes, topologies des intervalles ouverts par exemple) de $\R,\;\bar{\R}$ ne sont pas uniformément équivalentes.
  • rakam la méthode de marsup est discuté ici http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?2,191839,191864#msg-191864
    je ne trouve pas de probleme
    Le 😄 Farceur


  • Merci de ne pas tenir compte de ce qui suit ! Hors sujet !
    @gebrane.
    Il n'est jamais simple de prouver qu'une démonstration d'un résultat vrai est incorrecte! Je vais essayer de dire en quoi la démonstration proposée ne me plaît pas!

    Soit $d$ une distance de $\R$ qui, prolongée à $\bar{\R}$ donne un espace compact. Cette distance est topologiquement équivalente à la distance usuelle de $\R$.

    La continuité uniforme de $\tilde g$ restreinte à $\R$ s'écrit :
    et on voudrait montrer

    Implicitement il me semble (et j'aimerais qu'on me dise pourquoi mon impression n'est pas la bonne) qu'on utilise la relation : $d(f(\arctan x),f(\arctan y))<\eta\implies |f(\arctan x)-f(\arctan y)|<\varepsilon$ ce qui n'est pas prouvé (et même faux) !
  • Bonsoir rakam
    La preuve de marsup ne mentionne en aucun cas le passage à $\bar \R$
    Son g est une application définie sur $]-\frac{\pi}2,\frac{\pi}2[$ qui se prolonge par continuité à $[-\frac{\pi}2,\frac{\pi}2]$ donc g est uniformément continue sur $]-\frac{\pi}2,\frac{\pi}2[$ or l'arctan est uniformément continue sur $\R$ et $arctan (\R)=]-\frac{\pi}2,\frac{\pi}2[$ donc la composée $g(arctan)$ est uniformément continue sur $\R$ on conclut en remarquant que notre f n'est que $f=g(acrtan)$
    C'est ce que j'ai compris sans m'embrouiller avec le $\bar \R$
    Le 😄 Farceur


  • Merci !
    Mon message est complètement hors sujet, j'ai mélangé avec une autre démonstration qui est incorrecte.
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