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Niveau Maths sup
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Application injective / surjective :S

Posté par
olive_68
13-11-09 à 01:15

Bonsoir à tous

J'ai quelques problèmes de compréhension pour cet exercice .. je ne sais pas comment commencer enfait ..

Citation :
Soit 3$f^{>}: \{\ \cal{P}(X) \ \longright \ \cal{P}(Y) \\ \ \ \ \ \ A \ \longright \ \{ \ y\in Y|(\exist x\in A) \ y=f(x) \ \}

Soit 3$f: X \ \longright \ Y

a) Mq 3$f est injective ssi 3$f^{>} est injective.

b) Soit 3$f^{<} : \ \cal{P}(Y) \ \longright \ \cal{P}(X)

\fbox{\bullet} Mq 3$f^{>}\circ f^{<}=Id_{\cal{P}(X)} ssi 3$f est injective
\fbox{\bullet} Mq 3$f^{<}\circ f^{>}=Id_{\cal{P}(Y)} ssi 3$f est surjective


Merci d'avance !

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:26

Bonsoir Olive_68

Comment tu vas ?

Pour la 1), supposons f injective.
Soit A et B dans P(X) tels que 3$ f^>(A)=f^>(B), tu n'arrives pas à montrer que A=B ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:30

Bonsoir Narhm

Oui ça va merci et toi ? Et en cours tout va bien ?

Pour commencer merci de ta réponse

1. Ah ben enfait on peut le déduire directement puisque 3$f est injective non ?

Je suis sur que l'exo n'est pas trop compliquer mais toutes ces notations me pertubent ..

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:33

C'est normal, c'est le genre d'exercice qui veut déstabilier par son aspect "compliqué". Il faut y aller tranquillement c'est tout.

Oui donc c'est ca, par injectivité de f, si on a un x dans A et un x' dans B qui vérifie f(x)=y=f(x') alors x=x' et A=B.

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:33

Enfin j'ai oublié de préciser pour ne pas aller trop vite que l'image de 3$A par 3$f^{>} est l'image directe de 3$A par 3$f soit 3$f(A) donc si on prend deux éléments (le A de avant et un élément B) de l'ensemble de départ de 3$f^{>} et que si on suppose 3$f injective alors 3$f(A)=f(B) \ \Longright \ A=B

Voilà la justification que j'aurais en fin de compte

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:36

Ah ok il faudrait donc que je prenne un élément 3$x de 3$A et 3$x^{\prime} de 3$B ? Ca ne suffit pas de dire ce que j'ai dis juste avant ?

Si tu me dis non je pense comprendre pourquoi ^^

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:41

Ouf...il se fait tard en cette fin de semaine !

Donc ta justification est bonne. J'imagine que tu l'as déjà justifié dans d'autre exercice non ? ( f est injective ssi pour tout A de P(X), A=f-1(f(A)) )

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:44

^^ C'est vrai bientôt 2h

Non je ne m'en souviens pas et notre prof nous à dis que la propriété que tu dis entre () est hors-programme (Il nous l'a donné pour avoir des idées de démo mais on ne peut pas l'utiliser..)

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:49

Hors programme ! On le trouve dans tous les bouquins de sup
Ca se montre à la main très simplement...

Pour l'autre sens, de meme , supposons 3$ f^> injective.
Soit x,y dans X, tel que f(x)=f(y). Montrons que x=y.
Considere les ensembles {x} et {y}.

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:50

Enfait pour l'autre sens ça se fait sans trop de soucis, si on suppose que 3$f^{>} est injective et si on se prend deux éléments A et B de l'ensemble de départ alors 3$f^{>}(A)=f^{>}(B) car 3$f^{>} injective.

Or 3$f^{>}(A)=f^{>}(B) \ \Longleftright f(A)=f(B) et 3$f^{>}(A)=f^{>}(B) \Longleftright A=B donc (on a une relation d'équivalence là non ?) 3$f(A)=f(B) \ \Longright A=B donc 3$f est injective

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:53

J'ai peur que tu ne montres pas f injective la.
f(A)=f(B) => A=B et donc f injective ? pourquoi ca ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:54

Ah lol ^^ je t'écris quand même la proposition, pas que je dise de bêtise non plus ^^

Citation :
PROPOSITION :

        Soient 3$X,Y des ensembles.
        Soit 3$f: \ X \ \longright \ Y.
        a) Pour que 3$f soit injective il faut et il suffit que il existe une application 3$g: \ Y \ \longright \ X telle que 3$g\circ f=Id_X
        b) Pour que 3$f soit surjective il faut et il suffit que il existe une application  3$g: \ Y \ \longright \ X telle que 3$f\circ g=Id_Y


Je vais essayer de voir ce que ça donne avec ton idée si ce que j'ai dis est faux ^^        
        

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:56

Ta proposition te sert à montrer quoi précisement ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:56

Car pour moi les deux équivalences que je donne précédement entraine l'implication que j'ai donné non ?

Si x<=>y et x<=>z alors y<=>z donc en particulier y=>z non ? peut-être que je me trompe ..

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 01:59

(Ben que si 3$f admet une application réciproque vérifiant gof=Id(x) alors elle est injective non ? )

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:02

Oui mais dans notre contexte, ca t'aide en quoi ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:07

Ah ben je pensais que ça suffisait mais comme toi tu le vois ca va plus vite, en emettant les hypothèses de ton poste de 1h49 :

3$(f(x)=)f^{>}(\{x\})=x et 3$f(y)=f^{>}(\{y\})=y donc 3$x=y si 3$f(x)=f(y) d'où l'injectivité

Non ?

Merci beaucoup pour l'aide que tu me donnes, ça m'aide vraiment à manipuler un peu ces notions

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:08

Oublié les parenthèses : 3$(f(y)=)f^{>}(\{y\})=y

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:08

Attention, f(x) est un élément d'un ensemble, ce n'est pas un ensemble !

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:11

Oups, avec les crochets c'est mieux alors ?

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:16

Arf !
Je t'ai dit juste une petite betise. Il faut considerer {x} et {y}, non pas {f(x)} et {f(y)}.

Oui c'est très important. On ne mélange pas un élément d'un ensemble.
La fonction 3$ f^> mange des ensembles et recrache des ensembles, alors f gobe des élements et en recrache d'autres.
C'est completement différent.

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:19

Bon en fait, c'est pas très bien dit ce que je raconte puisque A et B sont des élements de P(X)... Je veux juste que tu fasses bien attention à la différence entre f(x) et f({x}), ou à la différence entre {f(x)} et f(x).

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:22

Je ne pourrais pas dire la différence entre f(x) et f({x}) si ce n'est que le 2eme est l'image d'une ensemble (donc un ensemble ?) et l'autre c'est qu'un pauvre élément de l'ensemble d'arrivé

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:24

Ouai c'est ca.

Tu as réussi à conclure avec mon idée ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:29

J'ai peur de raconter des bétises une fois de plus mais bon si j'essaye pas je peux pas savoir hein ^^

3$f^{>}(\{x\})=f(\{x\} et 3$f^{>}(\{y\})=f(\{y\})  or on suppose  que f({x})=f({y}) donc 3$f^{>}(\{x}\)=f^{>}(\{y\}) or 3$f^{>} est injective donc 3${x}={y} d'où l'injectivité de 3$f j'ai peur que ce soit faux et que en plus j'ai fais la faute que tu as essayer d'écarter dans tes derniers méssages ^^

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:31

Alors faisons ca tranquillement. Comme ca on sera sur.
Par définition de f^> que vaut 3$ f^>({x}) ?

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:32

3$ f^>(\{x\})

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:32

Les { } n'étaient pas passées

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:33

Oui c'est le problème quand on ne met pas le \ avant les {} ^^

Par définition c'est l'image directe du singleton {x} par f

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:34

Ok, l'image direct de {x} par f, c'est quoi ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:34

C'est 3$f(\{x\})

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:36

Oui, ceci c'est l'image de f par {x}, c'est tous les éléments que f peut prendre quand on parcourt {x}. Il n'y en a pas beaucoup.

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:37

Petit méli mélo : ceci est l'image de {x} par f, bien sur

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:40

Donc si je comprend bien c'est f(x) ?
Et si je comprend encore mieux, avec ce que j'ai fais avant et le fait que f({x})=f(x) alors on en déduit facilement l'injectivité non ?

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:44

Et non !
Pour etre exact, f({x}) c'est ce l'ensemble des éléments que nous redonne f quand on lui fournit des éléments de {x}.
Je suis désolé, ce soir je trouve peut être pas les mots justes.
Par exemple, tu n'as aucun soucis avec cos([0,Pi])=[-1,1] j'imaigine. C'est bien l'ensemble des valeurs que nous redonne cosinus si on lui balance des éléments de [0,Pi].
Autre exemple, soit f la fonction carré, f([-1,1]=[0,1] et f({0})={0}.
L'image directe d'un ensemble est un ensemble.

Tu vois peut-etre mieux comme ceci non ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:48

Non c'est juste que je suis bête, tu me l'as rappelé avant en plus que f({x}) et f(x) ne sont pas de même nature et ça ne m'empeche pas de raconter cela.

Ben la je ne peux pas en dire plus que dans mon poste de 2h29 si ce n'est que je mettrais plutôt {x}={y}

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:54

Bon alors je formalise tout ca et hop au lit : )

Supposons 3$ f^> injective et montrons que f est injective.
Soit alors x,y dans X tels que f(x)=f(y), montrons que x=y:
Donc on a 3$ f^>(\{x\})=f(\{x\})=\{f(x)\}, de même on a 3$ f^>(\{y\})=\{f(y)\}, comme nous avons supposer f(x)=f(y), il vient que 3$ f^>(\{x\})=f^>(\{y\}).
Ainsi par injectivité de 3$ f^>, {x}={y} puis x=y.

ok ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:58

Ahh !! Tout compris maintenant

Je suis vraiment désolé de te demander ça mais tu pourrais juste me donner une piste pour le b) ? j'ai un contrôle la dessus demain matin ..

Merci pour tout Narhm ! C'est toujours un plaisir pour moi quand tu m'aides

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:58

Dans ce cas, tu peux décrire completement l'application 3$ f^< parce qu'on ne sait pas grand chose sur elle la ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 02:59

(On montre dans le a) la même chose mais pour la surjectivité je vais essayer de démontrer ça cette nuit, ce qui sera donc plus simple à démontrer pour le b) je pense )

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:01

Ah mon avis c'est la fonction réciproque de 3$f^> (J'en sais pas plus,j'ai rien de plus sur ma feuille) mais c'est bon je vais pas te retenir plus longtemps alors

Merci pour tout Bonne nuit !

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:02

Oui donc je pense que 3$ f^<(B)=\{x\in X \| \ f(x)\in B \}=f^{-1}(B)

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:04

Je peux te proposer un petit lemme ?

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:07

Ah oui merci c'est déjà plus simple pour la définition de f<

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:08

Oui oui je prend tout ce qu'il y a a prendre

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:10

Bien, alors je te propose de montrer ce dont je parlais plus haut.
Soit f une fonction de E dans F. Montre que 3$ \forall A\in\mathcal{P}(E), \ f^{-1}\circ f(A)=A \Longleftrightarrow f est injective.

Tout d'abord le sens :

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:16

Ok j'essayerais de faire ça

Hop au lit maintenant ^^ Je vais pas te retenir plus longtemps, merci pour tout

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:16

Ah mais c'est comme tu veux. Si tu es pret à faire ca maintenant, je te suis moi

Posté par
olive_68
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:20

Ben je vais de toute façon le faire cette nuit moi mais bon ça me met mal a l'aise de te faire rester..

Dans le sens directe on a 3$f^{-1}\circ f(A)=Id_{\cal{P}(E)} d'où l'injectivité ?

Posté par
Narhm
re : Application injective / surjective :S 13-11-09 à 03:21

Oui c'est ca.

Rq : On écrit 3$f^{-1}\circ f=Id_{\cal{P}(E)} c'est une égalité de fonction.

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