Sas'
Pavay incoming. o//
"C'est plus facile de montrer qu'un espace est complet plutôt que le contraire."
Dans le premier cas, il faut en général exhiber une suite de Cauchy explicite qui ne converge vers aucune fonction de ton espace.
Exemple : l'espace des fonctions continues de [0,1] dans IR, que l'on munit de la norme 1 : ||f||_1 = int(0,1,|f(t)dt).
Tu prends une suite de fonctions f_n, affines sur [0,1/n], nulles sur [1/n,1 ] et d'intégrale 1. Si elle convergeait vers une fonction continue f, celle-ci serait nulle sur [1/n,1] pour tout n, donc sur [0,1] entier par continuité. Mais ce n'est pas possible, car ||f_n-f||_1 = 1 pour tout n : absurde.
Dans le deuxième cas, il faut soit mener des calculs sans être effrayé (cas notamment de l'espace l² des suites dont le carré est le terme général d'une série convergente), soit trouver une autre raison qui fait que ça marche. La compacité, par exemple, en est une.
Exemple avec IR : on prend (u_n) une suite de Cauchy de réels. Toute suite de Cauchy est bornée (vrai en général), et une suite bornée de IR admet une sous-suite qui converge. Or, une suit de Cauchy qui admet une sous-suite convergente est en fait convergente (vrai aussi en général). Donc (u_n) converge dans IR. Comme cela est vrai pour toute suite de Cauchy, IR est complet.
Deuxième chose : en topologie, les propriétés peuvent être classés en deux catégories : celles qui sont absolues, et celles qui dépendent de l'espace dans lequel tu te places.
Exemples de propriétés absolues : la complétude, la compacité, le fait d'être de Cauchy.
E est complet, E est compact, (u_n) est une suite de Cauchy.
Exemples de propriétés relatives : la fermeture, l'ouverture.
F est fermé "dans E", U est ouvert "dans E".
Tu saisis la différence entre les deux formulations ?
"Une primitive de exp(-ax²)"
Minute culturelle du jour : un difficile théorème montre qu'une telle primitive ne peut s'exprimer avec les fonctions usuelles : polynômes, exponentielles, sinus, cosinus,... Rien à faire. Mais elle existe : x|-> int(0,x,exp(-at²)dt) en est un exemple.
"Calcul de int(0,+inf,exp(-t²)dt)"
C'est un peu lourd à expliquer à l'écrit, mais l'idée est de passer en polaires. Pourquoi ? Parce que l'élément d'aire en polaire est rdrdO, et que intégrer exp(-r²)rdrdO, on sait faire, puisqu'on reconnaît à une constante près la dérivée de notre gaussienne de départ. Ensuite, en intégrant selon O, on fait apparaître un pi, uqi devient sqrt(pi) en reprenant la racine pour retrouver notre intégrale de départ.
Cf http://fr.wikipedia.org/wg/wiki/Int%C3%A9grale_de_Gauss pour le détail des calculs.
Walà, ça ira pour le moment. 