Validation d’une démonstration (sous-variété)

Bonjour, je veux montrer que si $f$ de $\mathbb R^n$ dans lui-même est un $C^1$ difféomorphisme, et que $f(M)=M$ où $M$ est une sous-variété de $\mathbb R^n$ alors $f$ vue comme application entre $M$ et elle-même est aussi un $C^1$ difféomorphisme.

Est-ce que quelqu’un peut valider la démonstration que je mets en pièce jointe svp ?
Merci par avance.74330
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Réponses

  • Je n’ai pas pensé à le préciser mais j’utilise le théorème d’inversion locale à la toute fin pour conclure, le fait que la fonction composée est $C^1$ venant aussi de ce que les fonctions que l’on compose sont $C^1$
  • Mon cher Liedeberg
    J'avoue avoir la flemme de te lire mais il me semble qu'on a le résultat un peu plus général suivant qui caractérise la structure de sous-variété.
    On se donne une variété $X$ et une sous-variété $Y$ d'une variété $Z$, on appelle $i:Y\mapsto Z$ l'injection canonique.
    Alors $f:X\mapsto Y$ est un morphisme si et seulement si $i\circ f: X\mapsto Z$ est un morphisme.
    Amicalement.
    [small]p[/small]appus
  • Merci pour ta réponse.

    Cela répond en partie à mon problème mais pas totalement , est-ce ce que sans vérifier la démonstration, tu pourrais me dire si le résultat que je veux démontrer est vrai?
  • Bonsoir Liedeberg
    Voilà comment je vois les choses
    Si je savais faire les diagrammes commutatifs, mes explications seraient sans doute plus claires
    On a une sous-variété $M$ de $\mathbb R^n$ et donc un morphisme d'inclusion $i: M\mapsto \mathbb R^n$
    D'autre part on a un difféomorphisme $f:\mathbb R^n\mapsto \mathbb R^n$ induisant une application $g:M\mapsto M$
    Autrement dit on a un rectangle commutatif impliquant:
    $$i\circ g=f\circ i$$
    Donc $i\circ g$ est un morphisme comme composé de deux morphismes et par suite d'après le résultat que j'ai cité, $g$ est un morphisme.
    Maintenant on rebelote avec: $i\circ g^{-1}=f^{-1}\circ i$ et $g^{-1}$ est un morphisme.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
    Exemple d'application:
    L'application antipodale $p:x\mapsto -x$ de la sphère $S^n$ est un morphisme de $S^n$ puisque $S^n$ est une sous-variété de $\mathbb R^{n+1}$ et ici $p=p^{-1}$
    Tout le sale boulot est en fait de montrer que $S^n$ est une sous-variété de $\mathbb R^{n+1}$.
  • Merci beaucoup, je pense avoir bien compris.

    Dernière faveur que je te demande: est-ce ce que tu pourrais m’indiquer la preuve du seul résultat que tu as admis (celui de ton premier post).

    Je sais que ces résultats ne sont pas censé être difficiles, mais justement dans mon livre de géométrie différentielle l’auteur passe dessus sans donner de démonstration et je voudrais être sûr de pouvoir les démontrer correctement comme ils me semblent être assez fondamentaux.
  • Mon cher Liedeberg
    Effectivement, je citais ce résultat de mémoire car je suis toujours loin de mes bases.
    Je ne sais plus trop où je l’ai vu, certainement dans un bon livre sur le sujet et il y en a beaucoup en français, la référence en la matière, étant le livre de Dieudonné en un nombre non dénombrable de volumes: Les fondements de l’analyse moderne.
    Je te signale le théorème dual sur les variétés quotients et les submersions.
    Si on a une submersion $p:X\mapsto Y$ et une troisième variété $Z$, alors $f:Y\mapsto Z$ est un morphisme si et seulement si $f\circ p:X\mapsto Z\ $ est un morphisme. (On a changé le sens des flèches!).
    Dans la théorie des variétés, il y a un certain nombre de gros théorèmes à appliquer, comme je le dis, le sale boulot est fait dans le cours et pratiquement il y a peu de calculs à faire.
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir
    Autre exemple d'application à peine plus compliqué que le précédent.
    On se donne un point $O\notin S^n$
    A tout point $M\in S^n$, on fait correspondre le point $M'\in S^n$, second point d'intersection de la droite $OM$ avec la sphère.
    On obtient ainsi une application $f:S^n\mapsto S^n$.
    Montrer que $f$ est un morphisme. (Attention, il y a un peu de la défunte géométrie!)
    Eventuellement en un point $M$, fixé par $f$, évaluer l'application linéaire tangente $Tf_M$
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
  • Bonsoir
    L’application antipodale était induite par $-id \in GL(n+1,\mathbb R)$.
    Dans le cas présent, $f$ est induite bpar une transformation d’un groupe un peu plus compliqué opérant localement sur $\mathbb R^{n+1}$. Ce groupe est-il encore enseigné, j’en doute fort?
    Conclusion: cet exercice est infaisable par un étudiant suivant un cours sur les variétés!
    Mais ce n’est pas très grave puisque tout le monde s’en fout.
    Amicalement
    [small]p[/small]appusj
  • En tout cas tes réponses m’ont bien aidé.

    Quant à la "défunte " géométrie c’est vrai que ce n’est pas ma priorité immédiate ( en tout cas ta phrase m’a bien fait rire).

    Merci encore,

    Liedeberg
  • Bonjour Liedeberg
    La défunte géométrie en question est le groupe circulaire de $\mathbb R^{n+1}$ et la transformation (locale) de $\mathbb R^{n+1}$ qui induit $f$ est tout bêtement une inversion qui aux dernières nouvelles plus très fraîches serait un morphisme.
    On s'amusait même autrefois, il y a très très longtemps, dans un autre monde, dans un autre siècle, à une époque maintenant révolue, à calculer la différentielle d'une inversion.
    C'est le genre de petit calcul dont je parlais, qu'on ne peut éviter en dehors de l'application des gros théorèmes de la théorie et qui t'aurait été bien utile aujourd'hui.
    En tout cas bon courage!
    Amicalement
    [small]p[/small]appus
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