exo7 2380

Soit (X,d)(X,d) un espace métrique compact et f:X→Xf:X\to X une application vérifiant d(f(x),f(y))<d(x,y)pour tout x,y∈X  ,x≠y  .d(f(x),f(y))<d(x,y) \quad \text{pour tout } x,y \in X \; , x\neq y\; . Le but ici est de montrer que ff a un unique point fixe p∈Xp\in X.

1

Justifier que ff peut avoir au plus un point fixe.

2

Montrer que les ensembles Xn=fn(X)X_n=f^n(X), n∈Nn\in \Nn, forment une suite décroissante de compacts et que Y=⋂n≥0XnY=\bigcap _{n\geq 0} X_n n’est pas vide.

3

Montrer que YY est un ensemble invariant, i.e. f(Y)=Yf(Y)=Y, et en déduire que le diamètre de cet ensemble est zero.

4

Conclure que ff a un unique point fixe p∈Xp\in X et que pour tout x0∈Xx_0\in X la suite xn=fn(x0)→px_n=f^n(x_0)\to p, lorsque n→∞n\to \infty.

Exercice kMAd

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