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#201 Entraide (supérieur) » ordre d'une distribution » 10-11-2016 11:58:06

tina
Réponses : 20

Bonjour,
soit la forme linéaire
[tex]
\begin{align*}
T: \mathcal{D}(\Omega) & \to \mathbb{C}\\
\varphi & \mapsto \varphi'(0)
\end{align*}
[/tex]
Les questions sont:
1. Montrer que T est une distribution.
2. montrer que T est d'ordre 1.

Pour la question 1, voici ce que j'ai fait.
a. [tex]T[/tex] est bien définie car [tex]\varphi'(0)[/tex] existe
b. Il est clair que [tex]T[/tex] est linéaire.
c. Soit un compact [tex]K[/tex] et soit [tex]\varphi \in \mathcal{D}_K(\Omega).[/tex] On a:
[tex]
|\langle T,\varphi\rangle| = |\varphi'(0)| \leq \sup_{x \in K} |\varphi(x)| \leq P_{K,1}(\varphi),
[/tex]
donc T est continue.
De a., b., et c., on déduit que T est une distribution sur [tex]\Omega[/tex] d'ordre [tex]p \leq 1.[/tex]
Est-ce que tout est connrecte? S'il vous plaît.

2. Montrer que T est d'ordre 1. Pour ça, il suffit de montrer que T n'est pas d'ordre 0.

T est d'ordre 0 veut dire qu'il existe une constante C qui dépend du compact quelconque K, telle que:
[tex][\langle T, \varphi \rangle| \leq C P_{K,0}(\varphi)[/tex]
Pour montrer que T n'est pas d'ordre 0, il suffit de trouver une suite [tex](\varphi_n)[/tex] telle que
il existe un compact K et il existe une suite, et quelque soit la constante C, on a
[tex]
|\langle T,\varphi_n \rangle| \geq C P_{K,0}(\varphi_n)
[/tex]

J'ai deux questions s'il vous plaît:

1. Pourquoi il faut une suite? Pourquoi pas juste une fonction teste?
2. Comment choisir une suite de fonctions plateaux? Je ne sais pas comment faire le bon choix en général.

Je vous remercie pour votre aide.

#203 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 04-11-2016 19:50:03

Pourquoi les[tex] K'_i[/tex] sont inclus dans le support de [tex]\psi_i[/tex]? Est ce que le support est le plus grand compact sur lequel une fonction ne s'annulle pas? Svp

#204 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 04-11-2016 18:10:10

Pardon pour la réponse tardive. Je pense qu'il y a une erreur dans le raisonnement pour trouver le support de [tex]\psi_0.[/tex]
Vous avez considéré que [tex]K'_i[/tex] sont des compacts, or que non, se sont des ouverts. Comment on fait dans ce cas? S'il vous plaît.

#205 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 28-10-2016 20:03:51

et c'est quoi le complémentaire de la boule? S'il vous plaît

#206 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 28-10-2016 12:50:40

Bonjour,
ce raisonnement est dans [tex]\mathbb{R}[/tex], mais nous on est dans [tex]\mathbb{R}^n[/tex]. Comment on fait le raisonnement dans ce cas?

#207 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 24-10-2016 12:08:33

Pardon. Tout est dans mon post 15, je voulais dire [tex]\psi_0[/tex] pas [tex]\theta.[/tex] Je viens de corriger mon post 19.
Il faut dire pourquoi [tex]\psi_0[/tex] n'est pas une fonction test, ça veit dire que son support n'est pas fermé borné et je ne comprend pas pourquoi.

#208 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 23-10-2016 21:05:19

Bonsoir,
je pense qu'il y a une erreur. Puisque [tex]\theta \in \mathcal{D}(V)[/tex] alors on a justement pas [tex]\forall x \in V, \varphi(x)=0[/tex].
Je pense qu'on a [tex]C V \subset Supp \varphi [/tex], mais après je ne sais pas pourquoi il n'est pas borné

#209 Re : Entraide (supérieur) » convergence dans D » 21-10-2016 10:43:18

Je pense qu'on a [tex]Supp \varphi' \subset Supp \varphi[/tex], car les points où [tex]\varphi'[/tex] n'est pas nulle sont les même que ceux où [tex]\varphi[/tex] s'annulle, sauf les points où [tex]\varphi[/tex] est constante, dans ce cas là la dérivée est nulle et donc ces points ne sont pas dans le support de [tex]\varphi'[/tex], d'où l'inclusion stricte. Qu'en pensez vous?

#210 Re : Entraide (supérieur) » convergence dans D » 20-10-2016 21:58:27

1. Fred a dit qu'on utilise le fait que le support soit inclus dans un intervalle [tex][-R,R][/tex] seulement dans les calculs. Je suis un peu perdue sur ce point. Pourquoi vous supposé cette inclusion? Et si le support est une réunion de deux compact? Cette inclusion n'est plus possile dans ce cas.

2. Je ne comprend pas pourquoi vous faite ce changement de variables, puisqu'on a directement que
[tex]
\lim_{\epsilon \to 0} \dfrac{\varphi(x+\epsilon) - \varphi(x)}{\epsilon}= \varphi'(x).
[/tex]
Non?
Dans ce cas s'il vous plaît, que dire du support de [tex]\varphi'(x)[/tex]?
Je vous remercie par avance.

#211 Re : Entraide (supérieur) » convergence dans D » 20-10-2016 11:50:45

Pour le 1. Si on avait [tex]\varphi_n(x)= n [\varphi(x+n) - \varphi(x)][/tex], comment on trouve le support de [tex]\varphi_n[/tex]?

Pour le 2. On commence par étudier la convergence simple de [tex](\varphi_n).[/tex] Soit [tex]x[/tex] fixé dans [tex]\mathbb{R}[/tex]. On a:
[tex]
\lim_{n \to +\infty} \varphi_n(x)= \lim_{n \to +\infty} n [\varphi(x+\dfrac{1}{n}) - \varphi(x)]
[/tex]
On pose [tex]\epsilon = \dfrac{1}{n}[/tex]. Alors
[tex]
\lim_{n \to +\infty} \varphi_n(x)= \lim_{\epsilon \to 0} \dfrac{\varphi(x+\epsilon) - \varphi(x)}{\epsilon}= \varphi'(0).
[/tex]
Donc [tex]\varphi_n[/tex] converge simplement vers [tex]\varphi'(0)[/tex] quand [tex]n \to +\infty.[/tex] Ce qui veut dire que si [tex](\varphi_n)[/tex] converge dans [tex]\mathcal{D}(\mathbb{R})[/tex], elle convergera vers [tex]\varphi'(0).[/tex]
On a:
1. [tex]Supp \varphi_n = Supp \varphi[/tex]

M question est: est ce que le support de [tex]\varphi'(0)[/tex] est inclus dans le support de [tex]\varphi[/tex]? Afin d'avoir la deuxième condition de la convergence dans [tex]\mathcal{D}(\mathbb{R})[/tex].

Je vous remercie pour votre aide.

#212 Re : Entraide (supérieur) » fonction test » 19-10-2016 14:51:56

Pardon, quel est le lien entre: le support de la fonction, la dérivabilité ou la continuité et la bornitude de [tex]\Omega[/tex]?

#213 Entraide (supérieur) » convergence dans D » 19-10-2016 12:30:25

tina
Réponses : 31

Bonjour,
j'ai l'exercice suivant.
Soit [tex]\varphi  \in  \mathcal {D}(\mathbb{R})[/tex], et soit [tex]n  \in \mathbb{N}^\star[/tex]. On pose
[tex]
\varphi_n(x)= n [\varphi(x+\dfrac{1}{n} -  \varphi(x)].
[/tex]
1. Montrer que [tex]\forall n \in \mathbb{N}^*: \varphi_n \in \mathcal{D}(\mathbb{R})[/tex].
2. Montrer que [tex](\varphi_n)[/tex] converge dans [tex]\mathcal{D}(\mathbb{R})[/tex] vers une fonction [tex]\varphi[/tex] à determiner.

Pour la question 1. Je ne sais pas comment trouver le support dans ce cas.
Pour la question 2. On commence par étudier la convergence simple. Soit [tex]x \in \mathbb{R}[/tex] fixé. On a
[tex]\lim_{n \to +\infty} \varphi_n(x)= \lim_{n \to +\infty} (n [\varphi(x+\dfrac{1}{n}) - \varphi(x)]) =0[/tex]

Donc si la suite converge dans [tex]\mathcal{D}(\mathbb{R})[/tex], elle va converger vers 0.
On a
[tex]sup_{x \in K} |D^\alpha \varphi_n(x) - D^\alpha \varphi(x)| = sup_{x \in K} |n D^\alpha \varphi(x+\dfrac{1}{n}|[/tex] et là je bloque complétement parce que je trouve que ça va tendre vers [tex]+\infty[/tex].
Je vous remercie par avance pour votre aide.

#214 Re : Entraide (supérieur) » fonction test » 19-10-2016 12:08:19

Oui, ce point est clair. Mais quel est le problème si [tex]\Omega[/tex] était [tex][-1,1][/tex]?
Je vous remercie pour votre aide.

#215 Re : Entraide (supérieur) » fonction test » 19-10-2016 09:11:50

J'ai lu quelque part qu'il fallait que la fonction test s'annule bien avance d'arriver à la frontière de [tex]\Omega[/tex], et que si [tex]\Omega[/tex] était compact par exemple, la frontière de [tex]\Omega[/tex] va coincider avec celle du support et ce n'est pas bon. Je ne comprend pas pourquoi cela n'est pas bon.

#216 Re : Entraide (supérieur) » fonction test » 18-10-2016 22:20:18

Est-ce qu'il y a un exemple s'il vous plaît qui montre que les fonctions testes doivent être définies sur un ouvert non vide? Pourquoi il faut impérativement que ce soit un ouvert?
Merci par avance pour votre aide.

#217 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 18-10-2016 22:04:27

Pour [tex]K'_i[/tex], c'est V qui est la réunion des [tex]K'_i[/tex]. Pardon pour la faute de frappe, j'ai corrigé. Ensuite, c'est un résultat déduit d'Urysohn que j'ai utilisé pas Urysohn lui même.
Oui CV est le complémentaire de V.

Pourquoi justement, si [tex]\varphi[/tex] est à support compact alors [tex]1- \varphi[/tex] n'est pas à support compact?

#218 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 18-10-2016 19:14:20

Et pour la fonction test suivante (j'écris les étapes de sa construction).
Soit [tex](\Omega_j)[/tex] des ouverts et soit [tex]K[/tex] un compact t.q [tex]K  \subset \cup_{i=1}^n \Omega_i[/tex]. D'après un théorème, il existe des compacts [tex](K_i)_{i=1,...,n}[/tex] t.q [tex]K_i \subset \Omega_i[/tex] et [tex]K \subset \cup_{i=1}^n K_i[/tex], et d'après un résultat déduit d'Urysohn,
[tex]\exists \psi_i \in \mathcal{D}(\Omega_i): 0 \leq \psi_i \leq 1[/tex] et [tex]\psi_i=1[/tex] au voisinage [tex]K'_i[/tex] de [tex]K_i[/tex] (on prend ce voisinage ouvert)
On pose [tex]V= \cup_{i=1}^n K'_i[/tex] qui est un voisinage de [tex]K[/tex] On remarque que [tex]\sum_{i=1}^n \psi_i >0[/tex] sur [tex]V.[/tex]
On applique encore une fois le résultat déduit d'Urysohn, et on dit
[tex]\exists \theta \in \mathcal{D}(V): 0 \leq \theta \leq 1[/tex] et [tex]\theta=1[/tex] au voisinage [tex]W[/tex] de [tex]K.[/tex]
On pose
[tex]
\psi_0(x)= 1- \theta(x)=
\begin{cases}
1 &x \in C V\\
0: & x \in W
\end{cases}
[/tex]
Ma question est comment savoir si [tex]\psi_0[/tex] est une fonction test ou non?
Je vous remercie pour votre aide.

#219 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 18-10-2016 12:01:59

Ok, merci beaucouyp.
'il vous plaît, pour savoir si une fonction et oui ou non une fonction teste, est-ce que c'est une bonne astuce de faire tendre x vers l'infi, et voir si la limite est nlle alors c'est une fonction test, sinon ce n'en n'est pas une?

#221 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 18-10-2016 08:54:58

Mais dans [tex]\mathbb{R}[/tex], un compact est toujours un intervalle de la forme [tex][a,b][/tex]. Non?
Je vous remercie pour votre aide.

#222 Re : Entraide (supérieur) » fonction test » 17-10-2016 23:04:25

Ok. Alors
le quotient de deux fonctions de classe [tex]C^\infty[/tex] est directement de classe [tex]C^\infty[/tex], et [tex]Supp f_0= Supp g = [-1,1].[/tex]
C'est bon?
Merci beaucoup.

#223 Entraide (supérieur) » Suite de fonctions plateaux » 17-10-2016 22:44:35

tina
Réponses : 1

Bonjour,
on définit une suite de fonctions plataux est la suivante:
soit U un ouvert de \mathbb{R}^n et soit K un compact de U. On appelle suite de fonctions plateaux toute suite [tex](\varphi_n)[/tex] de classe [tex]C^\infty[/tex] telle que:
1. [tex]Supp \varphi_n \subset U, \forall n[/tex]
2. [tex]\forall x: 0 \leq \varphi_n(x) \leq 1[/tex]
3. [tex]\forall x \in L: \varphi(x)=1[/tex]
Ma question est: sur quel ensemble la suite doit être nulle pour dire que c'est une suite de fonctions plateaux? S'il vous plaît.
Je vous remercie pour votre aide.

#224 Re : Entraide (supérieur) » Convergence dans D » 17-10-2016 22:30:27

C'est bien compris. Merci beaucoup.
Si je prend maintenant la suite [tex]\eta_n(x)= \dfrac{1}{n} \varphi(nx), n \geq 1,[/tex] avec [tex]\varphi \in \mathcal{D}(\mathbb{R}).[/tex]
On pose [tex]Supp \varphi = K[/tex]. Comment écrire le support de la suite [tex]\eta_n[/tex]? Est-ce qu'on utilise un intervalle? Je suis un peu perdue.
Je vous remercie pour votre aide.

#225 Re : Entraide (supérieur) » fonction test » 17-10-2016 19:17:03

Ah, j'ai oublié une dérnière question s'il vous plaît. Quels arguments donner pour dire que [tex]f_0 \in \mathcal{D}(\mathbb{R})[/tex]?

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