Flashcards : Continuité en espaces métriques (47 cartes)

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1Question

Quelle condition définit la continuité de f:X→Yf:X\to Y en aa entre espaces métriques ?

Réponse

Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe η>0\eta>0 tel que dX(x,a)<ηd_X(x,a)<\eta implique dY(f(x),f(a))<εd_Y(f(x),f(a))<\varepsilon pour tout x∈Xx\in X.

2Question

Quelle condition caractérise la continuité de f en a par les voisinages de f(a) ?

Réponse

Pour tout voisinage V de f(a), il existe un voisinage U de a tel que f(U) ⊂ V.

3Question

Que caractérise f⁻¹(V) lorsque f est continue en a et V est un voisinage de f(a) ?

Réponse

f⁻¹(V) est un voisinage de a.

4Question

Comment une application métrique continue en a transforme-t-elle toute suite convergeant vers a ?

Réponse

En une suite convergeant vers f(a).

5Question

Quand une application est-elle continue sur tout l’ensemble de départ X ?

Réponse

Lorsqu’elle est continue en tout point de X.

6Question

Comment note-t-on l’ensemble des applications continues de X vers Y ?

Réponse

C(X,Y)C(X,Y)

7Question

Quel critère caractérise la continuité via les ouverts entre espaces métriques ?

Réponse

L’image réciproque de tout ouvert de l’espace d’arrivée est un ouvert de l’espace de départ.

8Question

Quel critère caractérise la continuité via les fermés entre espaces métriques ?

Réponse

L’image réciproque de tout fermé de l’espace d’arrivée est un fermé de l’espace de départ.

9Question

Sous quelles hypothèses la composée g∘fg\circ f est-elle continue en aa ?

Réponse

Si ff est continue en aa et gg en f(a)f(a).

10Question

Que peut-on dire de chaque projection canonique d’un produit fini d’espaces métriques ?

Réponse

Elle est continue.

11Question

Quelle condition caractérise la continuité d’une application vers un produit fini d’espaces métriques ?

Réponse

Toutes ses composantes sont continues.

12Question

Qu’est-ce qu’un prolongement par continuité de ϕ définie sur A à X ?

Réponse

Une application continue f:X→Y dont la restriction à A est ϕ.

13Question

Que peut-on conclure si deux applications continues de X vers un espace métrique coïncident sur une partie dense D ?

Réponse

Elles sont égales sur tout X.

14Question

Quelles opérations préservent la continuité des fonctions à valeurs dans ℝ ou ℂ ?

Réponse

La somme, le produit et le produit par un scalaire.

15Question

Quand l’inverse d’une fonction continue à valeurs dans ℝ ou ℂ est-il continu ?

Réponse

Lorsque la fonction ne s’annule pas.

16Question

Quelles conditions définissent un homéomorphisme de X vers Y ?

Réponse

C’est une bijection continue dont la réciproque est continue.

17Question

Pour une bijection continue entre espaces métriques, à quoi équivaut le fait d’être un homéomorphisme ?

Réponse

À être une application ouverte ou une application fermée.

18Question

Quelle condition définit la continuité uniforme de f:X→Yf:X\to Y ?

Réponse

Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe η>0\eta>0 tel que dX(x1,x2)<ηd_X(x_1,x_2)<\eta implique dY(f(x1),f(x2))<εd_Y(f(x_1),f(x_2))<\varepsilon pour tous x1,x2∈Xx_1,x_2\in X.

19Question

Quelle inégalité définit une application lipschitzienne de rapport kk ?

Réponse

dY(f(x1),f(x2))≤k dX(x1,x2)d_Y(f(x_1),f(x_2))\leq k\,d_X(x_1,x_2) pour tous x1,x2∈Xx_1,x_2\in X.

20Question

Quelle propriété de continuité possède toute application lipschitzienne ?

Réponse

Elle est uniformément continue.

21Question

Quel contre-exemple existe parmi les applications uniformément continues ?

Réponse

Certaines ne sont pas lipschitziennes.

22Question

Quand une application normée f:E→Ff:E\to F est-elle continue en aa ?

Réponse

Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe η>0\eta>0 tel que ∥x−a∥E<η\|x-a\|_E<\eta implique ∥f(x)−f(a)∥F<ε\|f(x)-f(a)\|_F<\varepsilon.

23Question

Quelle inégalité vérifie la norme pour x,y∈Ex,y\in E ?

Réponse

∣∥y∥E−∥x∥E∣≤∥y−x∥E\left|\|y\|_E-\|x\|_E\right|\leq\|y-x\|_E.

24Question

Quelle est la constante de Lipschitz de l’application norme ?

Réponse

1.

25Question

Quelle structure possède C(X,F)C(X,F) dans FXF^X ?

Réponse

C’est un sous-espace vectoriel.

26Question

Pour une application linéaire entre espaces normés, quelles propriétés sont équivalentes ?

Réponse

La continuité sur E, la continuité en 0, la bornitude sur la boule unité, une majoration de la norme et la propriété lipschitzienne.

27Question

Comment exprimer la norme d’opérateur de T:E→FT:E\to F par un supremum sur les vecteurs de norme unité ?

Réponse

sup⁡∥x∥E=1∥T(x)∥F\sup_{\|x\|_E=1}\|T(x)\|_F

28Question

Quelle est la plus petite constante contrôlant ∥T(x)∥F\|T(x)\|_F par ∥x∥E\|x\|_E pour tout xx ?

Réponse

La norme d’opérateur de TT.

29Question

Sur quel espace la norme d’opérateur de TT définit-elle une norme ?

Réponse

L’espace des applications linéaires continues.

30Question

Quel lien existe entre deux normes topologiquement équivalentes sur un espace vectoriel ?

Réponse

Elles sont Lipschitz-équivalentes.

31Question

Dans la définition de la continuité en un point, quelles inégalités strictes peut-on remplacer par des inégalités larges ?

Réponse

Les deux inégalités strictes.

32Question

Par quel seuil peut-on remplacer ε\varepsilon dans la définition de la continuité en un point ?

Réponse

Par cεc\varepsilon, pour toute constante c>0c>0.

33Question

Que peut-on dire des applications partielles d’une application continue définie sur un produit ?

Réponse

Elles sont continues lorsqu’on fixe les autres variables.

34Question

Quel est le comportement en (0,0) de la fonction prolongée f(x₁,x₂)=x₁x₂/(x₁²+x₂²) ?

Réponse

Elle est séparément continue, mais n’est pas continue.

35Question

Quelle propriété possède la restriction à A d’une application continue f:X→Y ?

Réponse

Elle est continue pour la distance induite sur A.

36Question

Que donne une fonction continue strictement monotone sur un intervalle I ?

Réponse

Un homéomorphisme de I sur son image.

37Question

Quel homéomorphisme Arctan réalise-t-elle ?

Réponse

Un homéomorphisme de ℝ sur ]−π/2, π/2[.

38Question

Quand une propriété est-elle de nature topologique ?

Réponse

Lorsqu’elle est préservée par homéomorphisme.

39Question

Comment appelle-t-on une application lipschitzienne de rapport k<1k<1 ?

Réponse

Une contraction.

40Question

Quelles propriétés définissent une isométrie entre deux espaces ?

Réponse

C’est une bijection qui préserve les distances entre tous les couples de points.

41Question

Comment appelle-t-on deux espaces reliés par une isométrie ?

Réponse

Des espaces isométriques.

42Question

Quelles applications algébriques sont continues dans un espace normé ?

Réponse

L’addition et la multiplication scalaire.

43Question

Quel est l’ensemble de départ de l’application addition dans EE ?

Réponse

E2E^2.

44Question

Quel est l’ensemble de départ de la multiplication scalaire dans EE ?

Réponse

K×E\mathbb{K}\times E.

45Question

Quel est le statut des applications linéaires continues de E vers F parmi les applications linéaires ?

Réponse

Elles forment un sous-espace vectoriel.

46Question

Que garantit une norme ∥⋅∥2\|\cdot\|_2 plus forte que ∥⋅∥1\|\cdot\|_1 sur EE ?

Réponse

Il existe c≥0c\geq 0 tel que ∥x∥1≤c∥x∥2\|x\|_1\leq c\|x\|_2 pour tout x∈Ex\in E.

47Question

Quelle inégalité vérifient les normes d’opérateur de S∘TS\circ T, SS et TT ?

Réponse

∥ ⁣∥ ⁣∥S∘T∥ ⁣∥ ⁣∥E,G≤∥ ⁣∥ ⁣∥S∥ ⁣∥ ⁣∥F,G ∥ ⁣∥ ⁣∥T∥ ⁣∥ ⁣∥E,F\|\!\|\!\|S\circ T\|\!\|\!\|_{E,G}\leq\|\!\|\!\|S\|\!\|\!\|_{F,G}\,\|\!\|\!\|T\|\!\|\!\|_{E,F}

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 25 questions sur Continuité en espaces métriques.

1. Quelle condition caractérise la continuité d’une application ff en un point aa entre espaces métriques ?

2. Dans la définition de la continuité en un point, quelle modification des inégalités conserve une condition équivalente ?

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