Théorème de Carathéodory

(Oral Ens Mp/Mpi)

Soient {E} un espace vectoriel réel de dimension {n} et {x_1,\ldots,x_m\in E}. Les coefficients positifs sont ici entendus au sens large : ils sont positifs ou nuls.

Question a)
Montrer que toute combinaison linéaire à coefficients positifs des {x_i} peut s’écrire comme combinaison linéaire à coefficients positifs d’une sous-famille libre.
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Question b)
Montrer que toute combinaison convexe des {x_i} peut s’écrire comme combinaison convexe d’au plus {n+1} d’entre eux.
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Question c)
Montrer que l’ensemble {F} des combinaisons linéaires à coefficients positifs des {x_i} est fermé.
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Question d)
Soit {A} une partie compacte de {E}. Montrer que son enveloppe convexe est compacte.
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Author: Jean-Michel Ferrard

Professeur de mathématiques en classe préparatoire aux grandes écoles.