Limite inductive et complétude ?

Bonjour !

j'ai vu dans un cours que si on a une suite croissante d'espace vectorielle topologique localement convexe, leur limite inductive est séquentiellement complete (pour la topologie limite inductive...) d'ou la question :

Est-ce que c'est aussi complet (au sens défini dans Bourbaki) ? j'ai l'impression que oui... mais j'arrive pas à adapter la preuve avec des filtres au lieu des suites....

et est-ce que ca ce généralise à des groupes topologique (une suite croissante de groupe topologique complet à une limite inductive complete...) ? et si on regarde une limite inductive d'une suite croissante d'espace uniforme complet ?
(si c'est vrai, c'est plus la preuve que la réponse qui m'interesse...)

Meric !

Réponses

  • Salut,
    ça n'est pas complet et même pas séquentiellement complet (sauf erreur de ma part). Il y a un contre-exemple célèbre de Koethe, Math Zeithschrifft 52 et 53.
    En revanche, si dans ta suite la topologie induite d'un gros sur un petit coincide avec la topologie du petit alors c'est toujours complet, cf article Dieudonné Schwartz dans Fourier disponible sur Numdam.

    M.
  • Oui par "suite croissante" je voulais dire que les injections étaient des inclusions et que les topologies des gros sur les petits coïncident.

    Tu parles bien de l'article "La dualité dans les espaces (F) et (LF)" ? Dedans il n'est question que d'espaces de Fréchet et leurs limite inductive... Le résultat reste-t-il vrai si on enlève l'hypothèse de métrisabilité ? Enfin... je regarderai la preuve plus en détail demain je pense que je m'en rendrai compte moi même ^^
  • Il serait tenps que je comble mes lacunes:

    que veut dire "limite inductive" (formellement)? Doit-on la redéfinir à chaque fois ou...?
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • C'est un concept catégorique. Si tu as un foncteur F d'une catégorie J vers une catégorie C, ça a toujours un sens de se demander si F a une colimite. Si J est "filtered" et si une colimite de F : J -> C existe, on dit que c'est une colimite "filtered". Une colimite de F : J -> C est un couple (c, \nu), avec c un objet de C et \nu une transformation naturelle de F vers \Delta(c), où \Delta est le foncteur diagonal J -> C^J, qui vérifie une certaine propriété que je n'écris pas (à moins que tu me le demandes, bien sûr ;)).

    Donc peut-être que l'on peut reformuler le résultat de Mauricio en disant : si J est une catégorie "filtered", si C est la catégorie des evt localement convexes et D la sous-catégorie de C des evt localement convexes et complets, alors pour tout foncteur F : J -> C,
    1) F a une colimite;
    2) si (c, \nu) est une colimite de F, alors c est dans D.
  • Merci db, oulala, je n'y connais trictement rien aux catégories...

    Le mieux que je puisse envisager ce serait que quand on a un ensemble ordonné tel que 2 éléments quelconques ont un majorant(1), et dont les éléments sont des objets "structurés", une limite inductive serait une "borne sup" naturelle de tous ses éléments, qu'on pourrait, en quelque sorte, obtenir en faisant un ultraproduit d'abord, puis en se restreignant aux objets standards ensuite?

    Par exemple si on a un ensemble d'anneaux $E$ ordonné par "isomorphismes" du plus petit dans le plus grand, on prend un ultrafiltre sur $E$ tel que pour tout $a\in E$, presque tout $b$ modulo$U$ est tel $a\leq b$ via $j(a,b)$.

    Cela donne un ultrafiltre d'anneau, et au lieu de le considérer comme l'anneau construit dans (1), on regarde plutôt celui construit dans (2) ci-dessous?

    (1) Les éléments de l'anneau $T_1$ sont les fonctions qui à chaque anneau $(A;operations)$ de $E$ associent un élément de $A$ et on quotiente comme d'habitude pour mettre sur $T_1$ sa structure naturelle

    (2) Partant de $T_1$, on se restreint aux fonctions "standards" $f$ , ie celles telle qu'il existe un anneau $a\in E$ un élément $u\in a$ tel que pour tout $b\in E$ tel que $a\leq b: f(b)=j(a,b)(u)$

    ???
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je te propose une version "catégorique" mais plus élémentaire que celle énoncé par db.

    On ce fixe une certaine catégorie (ie des objet, et des morphismes entre ces objets) dans notre cas c'est la catégorie des espaces vectorielles topologique sur R, les morphismes etant les application linéaire continu.
    (on pourrait prendre la catégorie des Evtlcs ca ne changerai rien)

    Une considère une famille d'objet (Ai) de notre catégorie, et pour chaque couple d'incide (i,j) on peut avoir un morphisme f_ij :Ai->Aj telle que :
    si f_ij et f_jk existe, alors f_ik aussi et c'est la composé de f_ij et f_jk.
    en particulier, le diagrame obtenue doit etre comutatif.
    (on pourait faire qqch d'encore plus general en tolérant d'avoir plusieurs flèche entre les points, mais ca complique pas mal la définition)

    la condition que "deux objet est un majorant commun" correspond au fait la limite soir filtrante : les limite filtrante ce comporte mieux, mais ce n'est pas neccessaire.

    "La" limite inductive de cette famille est un objet A de notre catégorie de départ telle que pour tous i il existe f_i:Ai->A (qui soit un morphisme de notre catégorie)
    si f_ij existe, alors f_i=f_j ° f_ij

    et telle que si B est un autre objet avec de telles morphisme g_i : Ai->B, il existe un unique morphisme h : A->B telle que g_i=h ° f_i.

    On sait que si un telle objet existe alors il est unique à unique isomorphisme (comutant aux f_i) pres (si B vérifie la meme propriété que A, alors on aura un morphisme m:B->A qui sera neccessairement l'inverse de h...)

    en revanche son existence n'est pas assuré : elle dépend de la catégorie dans laquelle on travaille, mais dans de nombreuse catégorie "raisonnable" les limites inductive existent toujours.


    pour ce qui est de la construction ca dépend de la catégorie dans laquel on est : par exemple dans la catégorie des ensemble, une limite inductive sans flèche est une union disjointe, si il y à des flèche entre les objets on prend l'union disjointe des objet et pour tous (i,j) telle que f_ij existe on identifie les elements de Ai et leurs image par f_ij...
    ..). dans la catégorie des groupes, une limite inductive sans flèche est une somme de groupe, et si il y des flèches on fait les meme identifications que pour les ensembles...






    "Donc peut-être que l'on peut reformuler le résultat de Mauricio en disant : si J est une catégorie "filtered", si C est la catégorie des evt localement convexes et D la sous-catégorie de C des evt localement convexes et complets, alors pour tout foncteur F : J -> C,
    1) F a une colimite;
    2) si (c, \nu) est une colimite de F, alors c est dans D. ">>> pas tous a fait : Il faut prendre F à valeur dans D, et dire que les morphisme de D sont uniquement les morphisme strict (ceux qui induisent des isomorphisme topologique entre leurs image et le quotient par leur noyaux...). dans ce cas le résultat de Mauricio pourait vouloir dire que la colimite de F dans C (qui existe toujour) coincide avec la colimite dans D. mais il n'est énoncé que si J est une catégorie équivalente à la catégorie des entier naturelle (les morphisme etant donné par la relation d'ordre usuelle...)
  • Petit problème de terminologie : je crois que tu fais comme si "limite inductive" = "colimite" alors pour que pour moi, "limite inductive" = "colimite flitrante"*. En particulier, ton exemple avec l'union disjointe est un exemple de colimite non filtrante, donc moi, je n'appellerais pas cela une limite inductive.

    *En fait, peut-être que "limite inductive" est un terme qui ne s'applique qu'à des foncteurs J -> C avec J un ensemble préordonné où deux eléments ont un sup; mais ça ne change pas grand chose de considérer plus généralement les colimites filtrantes.

    "Il faut prendre F à valeur dans D" : ça veut dire que ta suite d'evt localement convexes est en fait une suite d'evt localement convexes et complets, non?
  • je crois que tu fais comme si "limite inductive" = "colimite" >>> en effet, et je parle de 'limite inductive filtrante" quand elle est filtrante parceque c'est comme ca que faisait les différents profs que j'ai eu en M2. mais c'est vrai que dans la littérature j'ai remarqué que les limites inductive etait tres souvent filtrante ^^


    "Il faut prendre F à valeur dans D" : ça veut dire que ta suite d'evt localement convexes est en fait une suite d'evt localement convexes et complets, non?>>> oui, mais aussi que les morphismes sont strict (j'ai dit qu'on prenait pour D la catégorie dont les points sont les evtlc complets et les morphismes sont les morphisme lineaire strict). c'est la condition qu'à préciser Mauricio : "la topologie induite d'un gros sur un petit coincide avec la topologie du petit"
  • Je viens de vérifier : dans SGA, on parle de "limites inductives fltrantes", donc tu as raison :
    "limite inductive" = "colimit"
    "limite inductive filtrante" = "filtered colimit"
  • Pour revenir au problème de départ :

    dans l'article que ma indiqué Mauricio ( http://www.numdam.org/numdam-bin/item?id=AIF_1949__1__61_0 ) il est prouvé que la limite inductive d'une suite croissante d'espace de Frechet (complet, localement convexe métrisable) est complet. La preuve utilisant à peu pres la moitié des résultats de l'article il est assez difficile de voir si la métrisabilité y est utile ou non...
    une note de bas de page indique que "M. Kôthe nous a communiqué une démonstration directe plus simple de cette proposition." savez vous si cette fameuse preuve peut ce trouver quelque part ?
  • Dans l'article de Dieudonné Schwartz, le terme de limite inductive est utilisé dans un sens restrictif (voir remarque des auteurs a la fin de l'article). Je crois que la démonstration des auteurs de la complétude séquentielle suffit presque à montrer la complétude. J'ai oublié les détails, regarde Grothendieck evt. L'article de Koethe en question est le premier de ceux que je t'ai signalé, je crois qu'on le trouve sur emani.
    M.
  • Il y a une preuve en 1/2 page de la complétude d'une limite inductive stricte d'espaces lc complets dans Schaefer, Topological vector spaces. A l'oeil nu, ça n'a même pas l'air si compliqué que ça...
  • Je présume qu'il suffit de prouver que si un evt lc est réunion de sev complets lc (mais les top sont les induites), réunion filtrante, alors il est lui-même complet?
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Parfait, j'irais vois ces références dès demain, je pense qu'elle répondront complètement à la question ^^





    Je présume qu'il suffit de prouver que si un evt lc est réunion de sev complets lc (mais les top sont les induites), réunion filtrante, alors il est lui-même complet? >>> oui il suffit de prouver cela, mais ce résultat est faux : typiquement un EVT quelconque (meme pas LC) est une réunion filtrante de ces sous EV (qui eux sont bien LC complet ) de dimension fini qui sont bien complet, et il n'est pas toujour complet...
    et si on veut une union croissante : meme argument avec R[X] munie d'une norme quelconque qui est union croissante des Rn[X]. le fait que la topologie sur l'espace total est la topologie limite inductive est tres important et non anodin
  • Bonjour,
    Comment définit-on la topologie limite inductive le son dual topologie limite projective?
    Merci.
  • Bonjour

    Ce sont les topologies solutions du problème universel donné par ses limites (même problème universel que dans le cas purement algébrique, mais en imposant en plus que toute les applications considérées soient continues...):

    La topologie limite inductive sur E =Lim (Ei) est l'unique topologie telle qu'une application est continue sur E si et seulement si sa restriction à chaque Ei est continue pour la topologie de Ei
    C'est aussi la topologie d'evt la plus fine rendant continues les Ei->E. C'est encore la topologie définie par : Une partie de E est ouverte si et seulement si son intersection avec chaque Ei est ouverte.

    La topologie limite projective de F=Lim proj Fi est la topologie telle que une application à valeur dans F est continue si et seulement si sa composée avec toute les projections F->Fi est continue. c'est la topologie d'EVT la moins fine rendant continues les projection F->Fi
  • La topologie limite projective admet aussi une base d'ouverts simple à manipuler : les intersections finies d'images réciproques d'ouverts de $F_i$ par les projections idoines.

    Pour se rappeler qui est projectif et qui est inductif, il suffit d'imaginer un dessin : inductif, les flèches entrent dans l'espace, projectif, elles en sortent. En cas de doute persistant, on se rappelle que la topologie de ${\cal D}(\Omega)$ est la topologie limite inductive stricte de celles des ${\cal D}_K(\Omega)$ et que celle (usuelle) de ${\cal D}'$ est la limite projective etc.
  • Bonjour,
    Je vous remercie infiniment pour ces précieux éclaircissements.
    Sincerement.
  • Si la limite est filtrante ça m'a l'air assez intuitif quand même, c'est une propriété locale il suffit de se mettre dans un élément du système inductif assez gros.
  • Si la limite est filtrante ça m'a l'air assez intuitif quand même, c'est une propriété locale il suffit de se mettre dans un élément du système inductif assez gros.
    >>> en effet, c'est comme cela qu'on procède au final... mais ce n'est pas aussi evident de voir qu'on peut ce restreindre à un element du système inductif : si on regarde de la complétude séquentielle ca marche car une suite de cauchy est borné (au sens des evt) et une partie borné est incluse dans un element du système inductif. mais la ou ca coince pour passer à la vrai complétude, c'est qu'un filtre de cauchy n'a lui aucune raison d'etre borné (typiquement, le filtre des voisinage de 0 ne contiens aucune partie borné si on est pas sur un espace de Banach). la démonstration qu'on ma conseillé plus haut (dans Schaefer "Topological Vector Spaces") montre en utilisant un argument un peu technique dont j'ai pas encore vraiment assimilé le sens et qui utilise de facon essentielle qu'on est sur des espaces localement convexe que quitte à grossir un peu on peut montrer que sa trace sur un des Ei est une base de filtre...
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.