Ensembles, famille , ..,

Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
Anonyme

Ensembles, famille , ..,

par Anonyme » 04 Nov 2010, 15:41

Bonjour,

J'ai plusieurs question concernant les ensembles qui me sont venu en lisant l’énoncé du problème 1 de http://moduloserge.free.fr/HX1-10/DM/dm01_Cantor.pdf

1- Déjà le théorème a l'air évident et très intuitif s'il on raisonne avec les cardinaux des ensembles : et donc . Et la il est assez évident qu'a chaque élément de M on peut faire correspondre un élément de N donc il existe une bijection. Alors pourquoi passer par toute cette demo ? Est ce juste un entrainement ?

2- est défini sur dans et je ne vois pas qu'est ce qui nous permet d'appliquer la fonction sur des partie de (question 1 et 2 ).

3- Je voudrais m'assurer d'avoir bien compris le concept de famille alors je vais donner un exemple:
Soit A={a,b,c,d,e,f,g} :
Si on cherche a construire une suite d’élément de indexe par il faut . Pourtant il me semble avoir vu la notation est ce juste pour faciliter la notation que cela est autorise ?(ou bien j'ai mal compris tout le concept)

Aussi je ne vois pas l’intérêt d’indexé des éléments de A par des éléments de I quand ces derniers ne sont pas des entiers a part compliquer l’écriture :p

Merci



Nightmare
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par Nightmare » 04 Nov 2010, 16:06

Salut,

1. Le théorème est intuitif, oui, évident, ça non ! Pour les ensembles finis, oui ton raisonnement tient, mais quel sens donnes-tu à par exemple pour des ensembles infinis?

2- Là c'est une notation qu'il faut connaitre. Si une fonction f est défini sur un ensemble E, l'image par f d'une partie A de E est l'ensemble des valeurs prisent par f sur A.

Autrement dit,

De même, où B est une partie de l'ensemble d'arrivé. C'est donc l'ensemble des antécédents des éléments de B. (peu importe si la fonction est bijective ou non )

3)Je ne comprends pas bien, pourquoi |I| < |A| ? On peut sommer autant de fois qu'on veut des éléments de A, ça fera bien une suite d'élément de A.

Nightmare
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par Nightmare » 04 Nov 2010, 16:15

Pour revenir un peu sur le 1. il faut vraiment faire attention avec les ensembles infinis.

En supposant qu'on définisse la notation par "il existe une injection de A dans B". Pour des ensembles finis, ça correspond bien à la véritable inégalité où |.| désigne le cardinal. Il est évident, toujours pour des ensembles finis, que soit , soit . Est-ce toujours aussi évident pour des ensembles infinis? A-t-on forcément soit une injection du premier dans le second, soit l'inverse? La réponse est oui, mais pas forcément intuitive puisque dépendante de l'axiome du choix...

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Ben314
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par Ben314 » 04 Nov 2010, 16:28

Pour ton 1), clairement, NON, ce n'est pas "juste un entrainement", mais un "vrai théorème" assez compliqué à démontrer. A mon sens, on peut affirmer que "c'est totalement évident" (et donc se passer de preuve...) dans le cas d'ensembles finis mais il faut bien comprendre que les ensembles infinis ne sont pas régis par la même "simplicité" que les ensembles finis. Par exemple, si on suppose qu'il existe une surjection de M dans N et une surjection de N dans M, alors il n'est pas évident qu'il existe une bijection de M dans N (en fait on a besoin d'une "grosse" hypothèse théorique pour que ce soit vrai)

Pour ton 2), je comprend pas bien : dans les questions 1) et 2) de l'exo, on évalue des images directes pour la fonction f de parties qui sont bien des parties de M (à savoir les Ai) donc il n'y a aucun problème...
(surtout, je ne comprend pas la fin de ta phrase "...des parties de f" : c'est quoi "des parties d'une fonction" ?)

Pour ton 3) il y a (au moins) deux choses qui, j'ai l'impression ne sont pas claires dans ton esprit :
i) Quand un parle d'une "famille" d'éléments de A indexé par I, ben c'est juste une façon un peu différente de parler d'une fonction de I dans A où l'image de i par la fonction est notée à la place du habituel. Il faut bien comprendre qu'il n'est nulle part dit (ou sous entendu) que la fonction doit être injective, donc, par exemple, (a,b,a,a,a,b,c,a,b,a,a,b,a,a,a,b,c,a,a,a) est une famille de 20 éléments de l'ensemble {a,b,c}
ii) Dans l'exercice, par exemple la "famille" n'est pas une famille d'éléments de M, mais une famille de parties de M (ce qui explique que l'on peut prendre par exemple l'intersection des Ai, ce qui n'aurait aucun sens si les Ai étaient des éléments de M.

Concernant ton "Aussi je ne vois pas l’intérêt d’indexé des éléments de A par des éléments de I quand ces derniers ne sont pas des entiers a part compliquer l’écriture", ben si, ça a un intérêt, c'est que, par exemple l'ensemble de tout les réels est "trop gros" pour que l'on puisse tous (i.e. avec une application surjective) les "indexer" à l'aide des entiers donc, lorsque l'on démontre qu'une propriété est vraie pour toute famille de parties de M (sous entendu avec I un ensemble d'indices quelconque) et bien c'est beaucoup plus fort que d'avoir uniquement montré que c'est vrai pour toute famille .
Par exemple, il existe (dans la "théorie de la mesure" et, dans une moindre mesure en "topologie") beaucoup de propriétés qui sont vraies pour des familles indexées sur N, mais qui sont fausses pour des familles indexées sur des ensembles I "plus gros" que N....

Edit : grillé par Nightmare (deux fois) mais faut dire que j'ai détaillé...
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Anonyme

par Anonyme » 04 Nov 2010, 18:52

Merci beaucoup Nightmare et Ben. C’était impeccable comme explication :lol3:

J'ai essayer d'aborder l'exo sans avoir vu un cours au préalable c'est pour cela que je me suis un perdu parmi ces notations :marteau:

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Ben314
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par Ben314 » 04 Nov 2010, 19:13

Qmath a écrit:Merci beaucoup Nightmare et Ben. C’était impeccable comme explication :lol3:

J'ai essayer d'aborder l'exo sans avoir vu un cours au préalable c'est pour cela que je me suis un perdu parmi ces notations :marteau:

Pour faire ce genre d'exo, c'est quasi "zéro prérequis" à part les définition et propriétés élémentaires de "injection", "surjection", "bijection" ainsi que de "image directe" et "image réciproque".

Par contre, la difficulté est dans les notations (intersections indexées sur des ensembles quelconques, définition de la fonction F qui est une fonction définie sur les parties de M,...) et, il n'y a pas à ma connaissance de "cours" sur les notations : on s'y habitue... à force de les employer...
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par benekire2 » 04 Nov 2010, 19:20

Après tu pourra toujours trouver des cours dessus, mais c'est avec la pratique, c'est comme avec les symboles de sommations des fois quand tu dois sommer en diagonale ou je sais pas quoi, ben la première fois c'est pas trivial !

Même si ce genre de probèmes sont "sans prérequis" il sont jamais faciles.

Pour les deux trois première questions le démontrer pour 2 parties est suffisant la généralisation vient facilement, où en est-tu ?

PS. Pense a utiliser l'injectivité de f ,

Anonyme

par Anonyme » 08 Nov 2010, 19:02

Bonsoir

Maintenant que j'ai un peu de temps libre je reviens sur cet exo dont le résultat est assez intéressant. Mais voila après avoir lu les questions j'arrive pas imaginer

Anonyme

par Anonyme » 08 Nov 2010, 19:12

Bonsoir

Maintenant que j'ai un peu de temps libre je reviens sur cet exo dont le résultat est assez intéressant. Mais voila après avoir lu les questions j'arrive pas "imaginer ce qui se passe" j'arrive pas comprendre l’idée derrière la démonstration (ce qui a pousse ses auteurs a faire ceci a poser cela etc .. ).
J'arriverai peut être a faire l'exo tout entier mais le fait de ne pas comprendre ce qui se passe ne m'incite pas a le faire et c'est cela qui m’intéresse le plus.

Est ce que quelqu'un peut m'expliquer un peu ce qui se passe ?

Nightmare
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par Nightmare » 08 Nov 2010, 19:15

Salut,

Regarde [url="http://www.maths-forum.com/kholle-cantor-ensembles-104908.php"]cette khôlle[/url] que j'avais posté. L'exercice 2 est consacré au théorème de Cantor-Bernstein, avec en aide une "explication" de la preuve attendue.

Anonyme

par Anonyme » 08 Nov 2010, 19:41

Merci Nightmare

Je vais voir un peu de quoi il s'agit demain (ou après demain DS oblige) et je te tiendrais au courent.

Anonyme

par Anonyme » 10 Nov 2010, 17:18

Bon j'ai réfléchi un peu au problème mais j'ai pas abouti.

J'ai suivi ton indice et j'ai fini par diviser l'ensemble A et B en trois partie chacun (comme l'a fait Benekire):

A1-Ceux dont la chaine s'arrête sur un élément de A sans antécédent par g
A2-Ceux qui ont une infinité d'antécédents
A3-Ceux dont la chaine s'arrête sur un élément de B sans antécédent par f

B1-Ceux dont la chaîne s'arrête sur un élément de B sans antécédent par f
B2-Ceux qui ont une infinité d'antécédents
B3-Ceux dont la chaine s'arrête sur un élément de B sans antécédent par f

J'ai aussi défini B'= B/f(A) et A'=A/g(B) .

Tout élément de B' ou de A' a sa propre chaine et un élément de A ou de B ne peut appartenir a deux chaines distinctes.

Mais ce qui me gène c'est que même si une chaine s’arrête en un élément de A' ou de B' elle peu très bien être une chaine infini et donc je ne peux pas grouper des éléments consécutif (pour former ma bijection ) a cause justement de l’infinité.

Une aide serait la bienvenue. :mur:

Doraki
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par Doraki » 10 Nov 2010, 17:22

Tu peux dessiner à quoi ressemble une chaine infinie qui s'arrête sur un élément de A ?

Anonyme

par Anonyme » 10 Nov 2010, 17:28

Suffit de suivre les flèches (dans le sens oppose) on voit bien la fin mais pas le debut.

Doraki
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par Doraki » 10 Nov 2010, 19:27

Et tu veux dire quoi quand tu dis que tu veux "grouper des éléments consécutifs pour former ta bijection" ?
L'élément de A qui n'a pas d'antécédent dans B sur lequel s'arrête la chaîne, tu veux le mettre en relation avec quel élément de B ?

Anonyme

par Anonyme » 10 Nov 2010, 19:40

Avec son image dans B qui n'est autre que l’élément qui le suit dans la chaine. Et ainsi de suite ...

Mais est ce légitime de le faire sur une suite d’élément infini ?

Doraki
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par Doraki » 10 Nov 2010, 19:54

Bah tu dis juste que pour tout élément a de la chaîne dans A, tu mets a avec f(a) ?
c'est concret, et ça met les deux moitiés de la chaine en bijection, non ?

Anonyme

par Anonyme » 10 Nov 2010, 20:02

Doraki a écrit:Bah tu dis juste que pour tout élément a de la chaîne dans A, tu mets a avec f(a) ?
c'est concret, et ça met les deux moitiés de la chaine en bijection, non ?


C'est ce que je voulais dire. C'est vrai que c'est assez "naturel" mais avec l'infini il y a des choses qui paraissent assez naturelle mais qui ne sont pas correcte (par exemple 1-1+1-1+1-1 ... ). Alors je sais pas trop si c'est correcte de "regrouper" des éléments consécutifs .

Doraki
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par Doraki » 10 Nov 2010, 20:21

ah mais là ça n'a rien à voir avec la bijection (vu que c'en est une)

c'est que t'utilises un théorème qui dit que dans une série, on a le droit de regrouper/réorganiser les termes, mais seulement pour les séries convergentes en valeur absolue. (ce que la série 1-1+1-1+... n'est pas vu que 1+1+1+1+... diverge)

Anonyme

par Anonyme » 10 Nov 2010, 20:35

Merci pour cette clarification.

Reste plus qu'a établir une bijection entre A2 et B2. Je vais y réfléchir .. mais je pense distinguer deux cas : le premier quand la chaine est infini parce qu'elle est périodique et le 2eme , elle est infini mais non périodique.

J'ai juste une question: est ce que la demo propose dans la kholle de Nightmare a un rapport avec la demo du DM (de mon premier post) ? ou bien il s'agit simplement de deux démonstration différentes ?

 

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