Let be a region of the plane. Under what conditions on does there exist a metric for which is the unit disk, that is, ?
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La seule condition est .
Aucune hypothèse de convexité, de symétrie n’est nécessaire car l’énoncé ne demande qu’une distance, pas une norme.
Toute distance vérifie , donc .
Soit . Définissons par
de sorte que s’annule uniquement en et que . Posons alors
C’est une distance. La symétrie est claire. Si avec , alors , donc , ce qui est absurde. Pour l’inégalité triangulaire, soient ; si le membre de gauche est nul. Sinon, ou bien et
ou bien vaut ou , et les deux membres coïncident.
Enfin , donc .
Remarquons que la distance construite en réponse à l’énoncé littéral n’induit pas la topologie usuelle.
