Approximation
Bonjour,
Soit $E$ l'ensemble des fonctions $f$ de $[0,1] \times [0,1]$ dans $\R$ telles que il existe $n \in \N^*$, $\psi$ une forme linéaire de $\R^n$ dans $\R$, et $\phi_1, \dots, \phi_n$ des formes linéaires de $\R^2$ dans $\R$, $g_1, \dots, g_n$ des fonctions continues de $\R$ dans $\R$, tels que, pour tout $x \in [0,1] \times [0,1]$, $f(x)=\psi((g_1 \circ\phi_1)(x), \dots, (g_n \circ \phi_n)(x))$.
Est-ce que, pour toute fonction $C^{\infty}$ $h$ de $[0,1] \times [0,1]$ dans $[0,1]$, et tout $\epsilon >0$, il existe $f \in E$ telle que, pour tout $x \in [0,1] \times [0,1]$, $|h(x)-f(x)| < \epsilon$ ?
Si la réponse est non, j'ai une deuxième question: est-ce que pour toute fonction $C^{\infty}$ $h$ de $[0,1] \times [0,1]$ dans $[0,1]$, et tout $\epsilon>0$, il existe $f \in E$ telle que la mesure de l'ensemble $\{x \in [0,1] \times [0,1] | (f(x)-1/2)(h(x)-1/2)<0 \}$ est inférieure à $\epsilon$ ? C'est-à-dire est-ce que l'on peut approcher $h$ par une fonction $f$ de $E$, telle que, pour tout $x$ de $[0,1]^2$, si $h(x)>1/2$, on a en général $f(x) > 1/2$ et, si $h(x)<1/2$, on a en général $f(x)< 1/2$ ?
Merci d'avance.
Soit $E$ l'ensemble des fonctions $f$ de $[0,1] \times [0,1]$ dans $\R$ telles que il existe $n \in \N^*$, $\psi$ une forme linéaire de $\R^n$ dans $\R$, et $\phi_1, \dots, \phi_n$ des formes linéaires de $\R^2$ dans $\R$, $g_1, \dots, g_n$ des fonctions continues de $\R$ dans $\R$, tels que, pour tout $x \in [0,1] \times [0,1]$, $f(x)=\psi((g_1 \circ\phi_1)(x), \dots, (g_n \circ \phi_n)(x))$.
Est-ce que, pour toute fonction $C^{\infty}$ $h$ de $[0,1] \times [0,1]$ dans $[0,1]$, et tout $\epsilon >0$, il existe $f \in E$ telle que, pour tout $x \in [0,1] \times [0,1]$, $|h(x)-f(x)| < \epsilon$ ?
Si la réponse est non, j'ai une deuxième question: est-ce que pour toute fonction $C^{\infty}$ $h$ de $[0,1] \times [0,1]$ dans $[0,1]$, et tout $\epsilon>0$, il existe $f \in E$ telle que la mesure de l'ensemble $\{x \in [0,1] \times [0,1] | (f(x)-1/2)(h(x)-1/2)<0 \}$ est inférieure à $\epsilon$ ? C'est-à-dire est-ce que l'on peut approcher $h$ par une fonction $f$ de $E$, telle que, pour tout $x$ de $[0,1]^2$, si $h(x)>1/2$, on a en général $f(x) > 1/2$ et, si $h(x)<1/2$, on a en général $f(x)< 1/2$ ?
Merci d'avance.
Réponses
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Si j'ai bien compris $f\in E$ si on peut trouver $n$, des fonctions continues $g_1,\ldots,g_n$ et des constantes $(a_i,b_i,c_i)_{i=1}^n$ telles que $f(x,y)=c_1g_1(a_1x+b_1y)+\cdots+c_ng_1(a_nx+b_ny).$ J'ai l'impression que $E$ est dense dans les fonctions continues sur $[0,1]^2$ car si $\mu$ est une mesure (signee) telle que pour tout $f\in E$ on a $\int f(x,y )\mu(dx,dy)=0$ alors en particulier pour tout $a,b$ on a $\int e^{ax+by}\mu(dx,dy)=0$ et donc $\mu=0.$
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Oui, c'est bien ça la définition de $E$. Merci. Donc $E$ est un sous-espace vectoriel de l'ensemble des fonctions continues, dont l'orthogonal dans $L^2([0,1]^2)$ est le sous-espace nul, donc $E$ est dense. Pour montrer que $\int e^{ax+by}\mu(dx,dy)=0$ pour tout $a,b$, entraîne $\mu=0$, on utilise la densité des polynômes en $e^x$ et $e^y$ ?
(edit: non, car si on sait que l'ensemble des polynômes en $e^x$ et $e^y$ sont denses dans l'ensemble des fonctions continues, on a la réponse à la question initiale)
On peut aussi utiliser le théorème de Stone-Weierstrass appliqué à l'algèbre des polynômes en $e^x$ et $e^y$ ? Cela donne une deuxième démonstration ? -
Heu, j'ai plutôt pensé que $(a,b)\mapsto \int e^{ax+by}\mu(dx,dy)$ est une transformée de Laplace. L'argument routine est de dire que c'est analytique réel en $(a,b)$ donc extensible à $\C^2$, et donc $(t,s)\mapsto \int e^{itx+isy}\mu(dx,dy)$ est la TF de Fourier de $\mu$, qui est nulle si et seulement si $\mu$ est nulle.
-
D'accord, merci pour ta réponse.
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