Mathématiques Sup et Spé : [http://mpsiddl.free.fr] dD

Enoncés Déterminer si les sous-ensembles suivants sont fermés ou non : A = {suites croissantes}, B = {suites convergeant vers 0}, C = {suites convergentes}, D = suites admettant 0 pour valeur d adhérence et E = {suites périodiques}.

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Topologie
Ouverts et fermés
Exercice 1 [ 01103 ] [correction] Montrer que tout fermé peut s’écrire comme intersection d’une suite décroissante d’ouverts.

Exercice 2 [ 01104 ] [correction] On désigne par p1 et p2 les applications coordonnées de R2 définies par pi (x1 , x2 ) = xi . a) Soit O un ouvert de R2 , montrer que p1 (O) et p2 (O) sont des ouverts de R. b) Soit H = (x, y) ∈ R2 | xy = 1 . Montrer que H est un fermé de R2 et que p1 (H) et p2 (H) ne sont par des fermés de R. c) Montrer que si F est fermé et que p2 (F ) est borné, alors p1 (F ) est fermé.

Exercice 7 [ 01110 ] [correction] On note R(N) l’ensemble des suites réelles nulles à partir d’un certain rang. a) Montrer que R(N) est un sous-espace vectoriel de ∞ (R). b) Est-il ouvert ? c) Est-il fermé ?

Exercice 8 [ 01111 ] [correction] Montrer que l’ensemble des polynômes réels de degré n scindés à racines simples est une partie ouverte de Rn [X]. Exercice 9 [ 01112 ] [correction] Soient E1 et E2 deux parties fermés d’un espace vectoriel normé E telle que E = E1 ∪ E2 . Montrer qu’une application f : E → F est continue si, et seulement si, ses restrictions f1 et f2 au départ de E1 et de E2 le sont. Exercice 10 [ 02637 ] [correction] On note (. | .) le produit scalaire canonique sur Rn et . le produit scalaire associé. On rappelle l’inégalité de Cauchy-Schwarz : : si x, y ∈ Rn , (x | y) x y avec égalité si, et seulement si, x et y sont colinéaires et de même sens. a) Soit x, a, b ∈ Rn tel que a = b et x − a = x − b . Montrer que x− a+b < x−a 2

Exercice 3 [ 01105 ] [correction] Montrer que si un sous-espace vectoriel F d’un espace vectoriel normé E est ouvert alors F = E.

Exercice 4 [ 01106 ]