Du local au global

Bonjour ;
Montrer qu'une fonction localement lipschitzienne sur une partie compacte K de R^n est en fait lipschitzienne.

Voilà ce que j'ai fait comme démo , j'aimerais bien savoir est-ce c'est juste ou pas .

On raisonne par l'absurde et on suppose que f n'est pas lipschitzienne sur K .
Pour chaque n>0 on peut donc trouver deux éléments y_n et z_n de K tq : d( f(y_n), f(z_n) ) > n. d(y_n, z_n)

Les deux suites vivent dans K qui est compact on peut extraire alors deux suite (y_phi(n)) , (z_phi(n)) qui converge respectivement vers (l , l')

Par hypothèse : f est localement lipschitzienne, on a donc :
Pour tout x € K , il existe un voisinage Vx de x tq la restriction de f a Vx soit lipschitzienne i.e : il existe k>0 tq pour tout (y,z)€ K inter Vx , d( f(y) , f(z) ) < k.d(y,z)
Pour n assez grand , y_phi(n) et z_phi(n) sont éléments de
K inter Vx , on en déduit alors :
n. d(y_phi(n), z_phi(n))< d( f(y_phi(n)),f(z_phi(n)) < k.d(y_phi(n),z_phi(n))
En faisant tendre n vers +oo , on remarque l'absurdité.

Cordialement

Réponses

  • Il disait
    Pour chaque c >0 on peut donc trouver deux éléments y_n et z_n de K tq : d( f(y_n), f(z_n) ) > c . d(y_n, z_n)

    Peux-tu expliquer ?
    Le 😄 Farceur


  • Je ne comprends pas pourquoi les points sont indexés par $n$ et pas par $c$. Pourquoi ces suites extraites (mystérieuses, du coup) de points appartiennent-elles à partir d'un certain rang au même voisinage - d'un $x$ quelconque, en plus - alors qu'elles ont des limites différentes ?
  • gebrane , Polka
    Je m'excuse j'ai commis une erreur de tape au début , pour tout entier n , au lieu de c
    La démo est juste ou pas ?
  • Tu n'expliques pas pourquoi Pour n assez grand , y_phi(n) et z_phi(n) sont éléments de Vx
    Le 😄 Farceur


  • gebrane;
    f étant continu sur le compact K donc bornée , disons par M ,
    n.d(y_n,z_n) < 2M alors : d(y_n,z_n)< 2M/n
    et donc : d(y_n, z_n) ----> 0 dès que le n est assez grand
  • Il fallait l’écrire dans ta preuve. et le x on dirait tu le prends quelconque
    Le 😄 Farceur


  • Je vais modifier , a part ça ya pas d'autres erreurs ?
  • Le raisonnement est bon mais quelques maladresses
    Le 😄 Farceur


  • D'accord , merci pour tes réponses.
  • Peux tu démontrer ce résultat sans le recours à ce raisonnement par l'absurde ?
    Le 😄 Farceur


  • Pour le moment je vois pas d'autres pistes mais je vais y réfléchir . Tu connais un autre chemin ?
  • Oui mais il faut trouver le raisonnement par toi même. D’après ta première preuve t'en es capable
    Le 😄 Farceur


  • Le raisonnement direct est un peu difficile : sortir du local au global.
  • Oui difficile que l'absurde mais si tu t'en sorte je te dirais bravo.
    Le 😄 Farceur


  • Je vais réfléchir dedans , si je trouve quelque choses je la publierai ici. Et merci encore une fois.
  • Salut,

    Pas d'accord pour changer tout-de-suite de raisonnement, j'ai peut-être mal compris, mais je trouve le truc nébuleux et pense que ça ne prouve rien. Donc avant de chercher une autre stratégie, je propose de déjà voir ce qui ne va pas ici et comment on pare la difficulté:

    On suppose deux suites $(z_n)_{n\in\mathbb{N}}$ et $(y_n)_{n\in \mathbb{N}}$ tels que ... Jusqu'ici tout va bien.
    Du fait que $X$ est compact, tu peux dire qu'il existe une suite extraite $z_{\phi(n)}$ et une suite $y_{\psi(n)}$ qui convergent: c'est ok connais les propriété du compact ...
    Mais que tu dise qu'a priori qu'il existe $\phi$ tel $(z_{\phi(n)})$ et $(y_{\phi(n)})$ convergent toutes deux... Il faut être capable de le justifier (même si c'est vrai).
    Du coup, je te propose de reprendre le départ:
    - $X$ est compact, donc $X\times X$ aussi (tu cites la propriété).
    Et là tu recommences et ça t'évites de te prendre le chou avec le problème que j'ai soulevé à l'instant.
    Tu as définis une suite dans $X^2$ selon l'hypothèse à infirmer, elle un élément $(l,l')$ dans son adhérence, on tire une suite extraite qui converge vers cet élément...

    Mais je pense que tu n'as pas fini:
    Premiers cas: $l=l'$, d'où vient l'absurdité? (c'est le cas facile, mais il faut quand même le justifier)
    Second cas, plus subtil: $l\neq l'$. Montre l'absurdité, mais essaye de le faire un peu proprement, par exemple, $\forall n$ à l'aide d'une majoration $d(l,l')$ faisant intervenir $d(l,y_{\phi(n)})$, $d(l',z_{\phi(n)})$ et $d(y_{\phi(n)},z_{\phi(n)})$ et à partir d'un certain rang d'une minoration de $d(f(l),f(l'))$ à l'aide de $k_{l}$, $k_{l'}$, $d(l,y_{\phi(n)})$, $d(l',z_{\phi(n)})$ $d(f(y_{\phi(n)}),f(z_{\phi(n))})$. Et tu nous dis clairement où est l'absurdité (en faisant bien sûr appel à $d(f(l),f(l'))/d(l,l')$).

    @gebrane: il y en a sûrement d'autres, mais la seule solution directe et assez évidente que je vois fait explicitement appel à la "vraie" définition du compact (tout recouvrement par des ouverts admet un sous-recouvrement fini). Dans le cas où on pense à la même, il faut d'abord qu'on s'assure que don_jaunes2 a cette définition ou qu'il sait la démontrer depuis la caractérisation séquentielle du compact (dans les métriques). Et par exemple en spé, cette définition, ils ne l'ont pas (enfin, je crois, en tout cas, moi je ne savais pas et ça fait à peine plus de dix ans).
  • Titi tu es bien curieux, son raisonnement est bon mais la rédaction est foireuse mais il a dit qu'il va reprendre sa rédaction http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?4,1996174,1996346#msg-1996346 il faut lire que l=l'=x les deux suites extraites convergent vers la même limite

    edit oui on pense au même raisonnement
    Le 😄 Farceur


  • Ah oui... oups...
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