Partie dense

un sous-ensemble d’un espace topologique dont l’adhérence est l’espace entier

En topologie, une partie dense d'un espace topologique est un sous-ensemble permettant d'approcher tous les éléments de l'espace englobant. La notion s'oppose ainsi à celle de partie nulle part dense.

La densité d'une partie permet parfois d'étendre la démonstration d'une propriété ou la définition d'une application par continuité.

Définitions modifier

Soient X un espace topologique et A une partie de X. On dit[1] que A est « dense dans X », ou encore « partout dense »[2] si l'une des propriétés équivalentes est satisfaite :

Un point x de X est dit dense dans X si le singleton   est dense dans X.

Un espace séparable est un espace topologique possédant un sous-ensemble dense au plus dénombrable.

Exemples modifier

Propriétés modifier

Une condition suffisante pour cela est que tout élément de X soit limite d'une suite d'éléments de A. Cette condition est également nécessaire si X est un espace de Fréchet-Urysohn, par exemple un espace métrisable ou même seulement à bases dénombrables de voisinages.

Si B est une autre partie de X, ne contenant pas nécessairement A, on dit que A est dense dans B si son adhérence contient B[réf. souhaitée].

Si X est un espace métrique complet, une partie Y de X est dense dans X si et seulement si X est le complété de Y.

Deux applications continues à valeurs dans un espace séparé et coïncidant sur une partie dense sont égales.

Une suite de fonctions définies sur un espace métrique X et continues converge uniformément si et seulement si elle vérifie le critère de Cauchy uniforme sur une partie dense de X.

Un anneau commutatif est de Jacobson si et seulement si dans toute partie fermée non-vide de son spectre, l'ensemble des points fermés est dense.

Notes et références modifier

  1. (de) Paul du Bois-Reymond, « Der Beweis des Fundamentalsatzes der Integralrechnung […] », Math. Ann., vol. 16,‎ (lire en ligne) dit : « pantachique » : Alain Michel, Constitution de la théorie moderne de l'intégration, Vrin, (lire en ligne), p. 37.
  2. N. Bourbaki, Éléments de mathématique, livre III : Topologie générale [détail des éditions], p. I.9, aperçu sur Google Livres.
  3. Attention, « dense dans lui-même » n'est pas synonyme de « dense-dans-lui-même (en) », comme le signale avec humour (en) J. E. Littlewood, A Mathematician's Miscellany, (lire en ligne), p. 39.

Articles connexes modifier