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mathématiques (PC) · Chapitre 5 · Application directe du cours

Une application linéaire lipschitzienne, et une norme équivalente

Espaces Vectoriels Normés et Topologie · Niveau ★★ — raisonnement intermédiaire · niveau 2

Énoncé

Soit , , et muni de . Montrer que pour tout , et en déduire que est -lipschitzienne, donc continue. Montrer de même que , et en déduire que est une norme sur , équivalente à .

Corrigé

Majoration. Pour tout , , et de même , donc Comme est linéaire, : est -lipschitzienne, donc continue (toute application lipschitzienne l'est).

Minoration. On a , donc ; de même, donne . D'où .

La norme . Séparation : si , la minoration donne , donc . Homogénéité : , par linéarité de . Inégalité triangulaire : . Enfin l'encadrement dit que les deux normes sont équivalentes.

Contrôle. Pour : , de norme infinie , bien comprise entre et .

(Une application linéaire injective transporte une norme en une autre : c'est la minoration, fruit de l'injectivité, qui donne la séparation.)

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