Partiel d’analyse fonctionnelle
M1, ENS Cachan, 2014-15
Dur´ee : 2 heures
Attention: Les documents ne sont pas autoris´es pour cet examen.
Exercice 1 :
Soit Eun espace topologique. On dit que Eest normal quand pour
tous F1,F2ferm´es disjoints de E, il existe O1,O2ouverts disjoints de Etels
que Fi⊂Oi(i= 1,2).
1. On suppose que (E, d) est un espace m´etrique.
a) Soit A⊂E. Montrer que
¯
A={x∈E|d(x, A)=0}.
b) Soient F⊂Eferm´e et K⊂Ecompact tels que K∩F=∅.
On rappelle que par d´efinition,
d(K, F ) = inf
x∈K,y∈Fd(x, y).
Montrer que d(K, F )>0.
c) Trouver un espace (E, d) m´etrique, et F1, F2ferm´es de Edisjoints tels
que d(F1, F2)=0
d) Montrer que l’espace m´etrique (E, d) est normal.
2. Dans cette question, Eest un espace topologique s´epar´e.
a) Montrer que pour tous x∈Eet K⊂Ecompact ne contenant pas x, il
existe O1,O2ouverts disjoints de Etels que x∈O1,K⊂O2.
b) Montrer que pour tous K1, K2⊂Ecompacts disjoints de E, il existe O0
1,
O0
2ouverts disjoints de Etels que Ki⊂O0
i(i= 1,2).
c) Montrer que si Eest compact, il est normal.
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