Si :
Alors et donc Et puisque , alors Il s'ensuit que et donc
Si :
Alors et donc Alors Or, , donc , on en tire que et donc
On en déduit
De la même manière, en inversant et , on obtient
Donc
Conclusion:
exercice 2
Directement:
Soit
On a , donc , il s'ensuit
De la même manière, en inversant et , on obtient
On en déduit:
Conclusion:
exercice 3
1) L'application
Injectivité: Soient et deux entiers naturels tels que est injective
Surjectivité: n'est pas surjective car il n'existe pas d'antécédant pour les entiers naturels impairs.
Conclusion:
L'application
Injectivité: Puisque Donc n'est pas injective
Surjectivité: Soit :
Si est pair: Si est impair: On en déduit que est surjective
Conclusion:
2)
Donc:
Si est pair: Si est impair:
On en déduit:
exercice 4
1)
Soient et tels que
On en déduit que
Soit . Montrons qu'il existe tel que:
Donc, pour tout triplet réel , il existe un triplet réel qui vérifie et qui est
On conclut que
Conclusion:
2)
Directement d'après les résultats de la question précédente:
3)
On a vu que tout élément de admet un antécédant par dans , donc:
exercice 5
1)
Si : Alors
Si
Soit:
On en déduit que:
On conclut que:
2)
Si : Alors
Si
Soit:
On en déduit que:
On conclut que:
3)
Conclusion:
exercice 6
1) Soient , , des complexes quelconques.
Reflexivité : car .
Symétrie : car et donc .
Transitivité : et alors donc .
Donc:
.
2) La classe d'équivalence d'un point est l'ensemble des complexes qui sont en relation avec ,
C'est-à-dire l'ensemble des complexes dont le module est égal à .
Géométriquement, la classe d'équivalence de est donc le cercle de centre et de rayon :
exercice 7
1) Evident, il suffit de remarquer que
2) Soit .
On cherche les éléments de tels que .
On doit donc résoudre l'équation .
Elle se factorise en .
On en déduit:
La classe d'équivalence de est constituée de deux éléments sauf si .
exercice 8
Reflexivité:
Pour tout on a : car .
Antisymétrie:
pour tels que et .
Alors par définition de on a: .
Et comme la relation est une relation d'ordre, alors : .
Donc ;.
Ce qui implique que (dans ce cas en fait est un singleton).
Transitivité:
soit tels que et .
Si ou , alors il est clair que .
Supposons que et alors :
.
Alors par transitivité de la relation , on obtient : Donc .
Conclusion:
exercice 9
1)Soient .
dès que ou est injective.
2)Contre exemple :
Soit un ensemble contenant éléments et considérant et évidemment surjectives.
On aura alors .
On a: , mais il n'existe pas d'élément de qui vérifie Donc n'est pas nécessairement surjective.
exercice 10
Si est injective :
comme : ; , donc est bijective.
Si est surjective :
pour tout , il existe tel que et . Donc ; donc est bijective.
exercice 11
Supposons que sont bijectives.
Soient Donc .
Et puisque est injective, alors Or, est aussi injective, donc On en tire que
De la même manière, on obtient
Soit Puisque est surjective: Puisque est surjective: Donc: Ce qui veut dire que
De la même manière, on obtient
Conclusion:
Supposons que sont bijectives.
Commençons par l'application
Soit , puisque est surjective: Posons
Soient On a:
Donc:
L'application
Soit , on note Puisque est surjective Il s'ensuit que Or, puisque est injective:
Soient On a:
Donc:
L'application
Soit Puisque est surjective On pose , donc
Soient Puisque est surjective: Alors: Et puisque est injective: et Donc :
Donc:
exercice 12
Si est injective:
Comme , . On déduit que .
Si est surjective:
pour tout , il existe tel que et , d'où
exercice 13
Supposons qu'il existe une application injective.
Soit , l'équation d'inconnu admet:
Soit une solution unique qu'on note Soit pas de solution, alors on choisit un élément quelconque de , qu'on note tel que définie ainsi est une application de dans puisque tout élément de possède une unique image dans . Elle est surjective puisque tout élément de est l'image par d'au moins un élément de qui est son image par
Supposons qu'il existe une application surjective.
Soit , l'équation possède au moins une solution.
Posons une de ces solutions.
On pose , définie ainsi est une application de dans puisque tout élément de possède une unique imqge dans .
Elle est injective, en effet: entraîne que et sont images par d'un même élément de :
exercice 14
1) Soit injective et soient Montrons que
Cette inclusion est toujours vraie
Soit , donc: et Donc et Or, puisque est injective, alors forcément et doivent appartenir à Il s'ensuit que D'où:
On en déduit que:
Soient et deux parties de telles que: Montrons que est injective
Soient tels que Posons et Raisonnons par contraposée, supposons que On a:
Absurde car Donc forcément On en déduit que:
Conclusion:
2) Soit bijective et soit Montrons que
Soient Supposons que Il existerait donc Et puisque est injective , on aurait , ce qui est impossible vu que Par contraposée, et donc D'où:
Soit Donc Puisque est surjective, il existe On a car sinon on aurait Donc et D'où:
On en déduit que:
Soient tel que: Montrons que est bijective
Soient Supposons que et posons Donc et Or, puisque , donc On aurait car , ce qui est faux.
Donc
On a Or, Donc , il s'ensuit que Ce qui veut dire que tout élément de admet un antécédant dans par l'application Donc
On en déduit que:
Conclusion:
3) Soit surjective et soit Montrons que
Soit Donc: Or , donc Et donc
Soit Puisque est surjective, il existe dans tel que et Donc , on en tire que
On en déduit:
Soient tel que: Montrons que est surjective.
Soit et posons Donc On sait que: Donc: On en déduit que:
Conclusion:
4) Soit injective et soit Montrons que
Soit On a donc , il existe alors Et puisque est injective, et donc Donc
Soit existe et on a Il s'ensuit et donc
On en déduit:
Soient tel que: Montrons que est injective.
Soient Posons On a , donc Puisque ; alors On en déduit que:
Conclusion:
exercice 15
1) on a
Soient et deux éléments de tels que Donc: Il s'ensuit directement que Et puisque est bijective, elle est injective.
On en déduit que On conclut que
Soit Puisque est bijective; elle est surjective.
Il existe donc appartenant à tel que: Donc, en sachant que et en posant On a donc montré qu'il existe tel que On en déduit que
Conclusion
2) Puisque est bijective, existe et est bijective.
Or, puisqueest bijective, l'est aussi, et il s'ensuit que l'application est à son tour bijective.
En sachant que: On conclut que
exercice 16
On a est surjective et est injective, donc est bijective.
D'autre part : est donc surjective et injective, donc bijective.
En conclusion, est bijective et bijective, donc est bijective.
exercice 17
Utilisons l'indication, Si était surjective, nous pourrions trouver tel que .
Supposons d'abord ; on obtient et par conséquent , ce qui contredit notre hypothèse.
Supposons maintenant que ; on obtient et par conséquent , ce qui contredit notre hypothèse.
Par conséquent, l'élément n'appartient ni à , ni à son complémentaire, ce qui est impossible.
Par suite, ne possède pas d'antécédent par , qui est donc non surjective.
Remarque: Ce sujet entre dans le cadre du "paradoxe de Russell" (Paradoxe du menteur).
exercice 18
1) Supposons d'abord injective et soient telles que .
Alors, pour tout de , on a puisque est injective.
On a donc bien .
Pour montrer l'implication réciproque, on procède par contraposée en supposant que n'est pas injective.
Soit tel que .
Posons , et .
Alors on a ; alors que .
2) Supposons d'abord surjective et soient telles que .
Soit .
Il existe de tel que .
On en déduit , ce qui prouve .
Pour montrer l'implication réciproque, on procède par contraposée en supposant que n'est pas surjective.
Il existe donc un point de qui n'est pas dans .
On considère alors , défini sur par et sinon, défini sur par pour tout .
Alors, puisque pour tout de , on a bien et .
exercice 19
1) Soit injective
On a:
Donc: Et puisque est injective, alors:
Soit Soient On a:
On en déduit que:
2) Soit surjective
Il existe donc
Soit Soit On a:
Donc: Il existe donc On en déduit que
3) Si , est bijective et existe.
Soit et
Conclusion:
Vérification:
Soit
Soient
exercice 20
1)
Soit Alors Et puisque Alors: Ce qui implique: Donc:
Soit Alors Or, pour tout Si Donc Ce qui veut dire que
2)
Soit Alors Donc Ce qui implique: Donc:
Immédiat
Publié par malou/Panter/relecture jsvbd
le
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