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Espaces métriques I - Notions de base
AF120 v1 Article de référence

Espaces métriques I - Notions de base

Auteur(s) : Jean-Charles PINOLI

Date de publication : 10 juil. 2018 | Read in English

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1 - Préambule

  • 1.1 - Éléments historiques
  • 1.2 - Branches des mathématiques concernées
  • 1.3 - Intérêts théoriques et pratiques
  • 1.4 - Lectorat et conseil de lecture

2 - Espaces métriques

  • 2.1 - Rappels de théorie des ensembles
  • 2.2 - Métriques
  • 2.3 - Boules et sphères
  • 2.4 - Diamètres
  • 2.5 - Distances entre sous-ensembles
  • 2.6 - Points d’accumulation
  • 2.7 - Fonctionnelles de distance
  • 2.8 - Métriques induites
  • 2.9 - Ultra-métriques
  • 2.10 - Métriques généralisées
  • 2.11 - Métriques étendues
  • 2.12 - Bornitude
  • 2.13 - Espaces totalement bornés
  • 2.14 - Espaces métriques régulièrement bornés
  • 2.15 - Équivalence entre métriques
  • 2.16 - Points particuliers

3 - Suites de points et de sous-ensembles

  • 3.1 - Suites de points
  • 3.2 - Complétude
  • 3.3 - Complétion
  • 3.4 - Équivalence entre métriques
  • 3.5 - Complétude locale

4 - Applications entre espaces métriques

  • 4.1 - Définition
  • 4.2 - Continuité séquentielle
  • 4.3 - Continuité uniforme
  • 4.4 - Continuité de Cauchy
  • 4.5 - Applications bornées
  • 4.6 - Applications lipchitziennes
  • 4.7 - Contractions
  • 4.8 - Similitudes
  • 4.9 - Isométries
  • 4.10 - Quasi-isométries
  • 4.11 - Presque-isométries
  • 4.12 - Applications höldériennes
  • 4.13 - Module de continuité
  • 4.14 - Continuité de Dini
  • 4.15 - Comparaison des notions de continuité
  • 4.16 - Équivalence entre métriques
  • 4.17 - Équivalence entre espaces métriques
  • 4.18 - Continuité des fonctions distances

5 - Notions de séparation

  • 5.1 - Espaces métriques
  • 5.2 - Espaces semi-métriques
  • 5.3 - Espaces pseudo-métriques
  • 5.4 - Espaces quasi métriques
  • 5.5 - Espaces semi-pseudo-métriques
  • 5.6 - Espaces semi-quasi-métriques
  • 5.7 - Remarques
  • 5.8 - Intérêts du concept de séparation

6 - Notions de dénombrabilité

  • 6.1 - Bases dénombrables de voisinages
  • 6.2 - Bases dénombrables d’ouverts
  • 6.3 - Séparabilité
  • 6.4 - Séquentialité

7 - Notions de compacité

  • 7.1 - Espaces compacts
  • 7.2 - Espaces relativement compacts
  • 7.3 - Espaces localement compacts
  • 7.4 - Espaces compactement engendrés
  • 7.5 - Espaces dénombrablement compacts
  • 7.6 - Espaces paracompacts
  • 7.7 - Espaces métacompacts et faiblement métacompacts
  • 7.8 - Espaces dénombrablement paracompacts
  • 7.9 - Espaces de Lindelöf
  • 7.10 - Espaces σ-compacts
  • 7.11 - Espaces pseudo-compacts
  • 7.12 - Espace séquentiellement compacts
  • 7.13 - Espaces faiblement dénombrablement compacts
  • 7.14 - Espaces métriques pré-compacts
  • 7.15 - Relations entre les notions de compacité

8 - Notions de connexité

  • 8.1 - Connexités
  • 8.2 - Discontinuités

9 - Métrisabilité et métrisation

  • 9.1 - Métrisabilité
  • 9.2 - Métrisabilités particulières
  • 9.3 - Métrisation

10 - Applications entre espaces métriques II

  • 10.1 - Extension d’applications
  • 10.2 - Théorèmes du point fixe

11 - Préservation et invariance des propriétés

12 - Conclusion

  • 12.1 - Autres notions
  • 12.2 - Problèmes et questions ouverts
  • 12.3 - Applications inattendues
  • 12.4 - Nouvelles applications et nouveaux développements théoriques

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

La topologie générale est la branche des mathématiques qui traite des notions fondamentales utilisées en topologie et de leurs propriétés. Les intérêts théoriques et applicatifs se situent dans toutes les branches de l’analyse et de la géométrie, et pour d’autres disciplines scientifiques non mathématiques. Cet article porte sur les espaces métriques qui sont des ensembles dans lesquels les distances entre points sont rigoureusement définies, et qui sont des espaces topologiques très utiles. Ensuite sont présentés les concepts topologiques majeurs de séparation, dénombrabilité, de compacité, et de connexité dans le cadre des espaces métriques et le concept de bornitude. La métrisabilité et les théorèmes du point fixe constituent la fin de cet article.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

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Auteur(s)

  • Jean-Charles PINOLI : Professeur - École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, Saint-Étienne, France - À Andrée-Aimée Toucas pour son support bibliographique. - Au Professeur Yann Gavet pour son intérêt scientifique.

INTRODUCTION

La topologie générale est présentée en une série de six articles ; les deux premiers [AF97] [AF98] portant sur les espaces topologiques, les deux suivants [AF120] [AF121] sur les espaces métriques, et les deux derniers [AF122] [AF123] détaillant près de 150 exemples d’espaces topologiques/métriques possédant ou non les différentes notions topologiques/métriques présentées dans les articles susmentionnés.

La lecture des deux articles de la série portant sur les espaces topologiques [AF97] et [AF98] n’est pas un prérequis, mais est recommandée. Le lecteur pourra s’y référer pour consulter un ou plusieurs points particuliers.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-af120

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - AARTS (J.M.), NISHIURA (T.) -   Dimension and Extensions,  -  North Holland, 331 pages (1993).

  • (2) - ADAMS (C.), FRANZOSA (R.) -   Introduction to Topology Pure and Applied,  -  Pearson, 507 pages (2008).

  • (3) - ADAMSON (I.T.) -   A General Topology Workbook,  -  Springer, 152 pages (1993).

  • (4) - ALEXANDROFF (P.), URYSOHN (P.) -   Mémoire sur les espaces topologiques compacts, Verhandelingen der Koninklijke Nederl. Akademie van Wetenschappen te Amsterdam,  -  Sect. I, 14, pp. 1-96 (1929).

  • (5) - AMBROSIO (L.), TILLI (P.) -   Topics on Analysis in Metric Spaces,  -  Oxford University Press, 133 pages (2004).

  • (6) - APPERT (A.) -   Propriétés des espaces abstraits les plus généraux : Ensembles ouverts, fermés, denses en soi, clairsemés,...

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