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Niveau Maths sup
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Application et cardinal

Posté par Profil Ramanujan 15-07-19 à 14:10

Bonjour,

Soit E un ensemble fini non vide, F un ensemble quelconque et u : E \longrightarrow F.

1/ u(E) est fini et card \ u(E) \leq card \ E
2/ card \ u(E) = card \ E si et seulement si u est injective.

Pourquoi on prend E non vide ?

Posté par
carpediem
re : Application et cardinal 15-07-19 à 14:59

salut

quel est l'intérêt (autre que logique) de prendre une application u  :  \O \to F

cette application vérifie tout et son contraire ... ou presque ...

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 15-07-19 à 15:21

Puis j'ai un souci dans la démonstration de mon livre, je ne comprends pas certains passages.
Puis je ne comprends pas dans l'hérédité, c'est où qu'on montre que :
Si  card \ u(E) = card \ E alors u est injective.
Je mets les grandes lignes de la démonstration.

Supposons u injective. Alors l'application u : E \longrightarrow u(E) \\ x \mapsto u(x) est bijective.

Montrons par récurrence sur n \geq 1 la propriété H_n
" Si E est un ensemble de cardinal n et u une application définie sur E, alors u(E) est fini et card \ u(E) \leq card \ E et s'il y a égalité alors u est injective."

Si n=1 alors il existe un a tel que E=\{a\}. On a alors u(E)=\{u(a)\} donc card \ u(E) = card \ E=1 et u est injective, ce qui prouve que H_1 est vraie.
Comment sait-on que u est injective ici ?

Soit n \geq 2 tel que H_{n-1} soit vraie. Considérons un ensemble E de cardinal n.

La suite je ne comprends pas le principe. Je ne vois pas où on traite la cas Si  card \ u(E) = card \ E alors u est injective.
Si u est injective alors d'après le premier point on a  card \ u(E) = card \ E.
Si u n'est pas injective, alors il existe 2 éléments a \ne b tel que u(a)=u(b).
On a donc : u(E)=u(E \backslash \{b \} ) avec card \ u(E \backslash \{b \} )=n-1
D'après l'hypothèse de récurrence u(E \backslash \{b \} ) est fini et u(E \backslash \{b \} ) \leq n-1.
Ainsi, u(E) est fini et card \ u(E) \leq n-1 < card \ E.

On a donc card \ u(E) \leq card \ E avec égalité si et seulement si u est injective.

Posté par
lafol Moderateur
re : Application et cardinal 15-07-19 à 17:34

Bonjour
Prends des vacances ! Ce n'est pas normal d'être ainsi bloqué sur des trucs aussi élémentaires à chaque phrase que tu lis ! Tu as besoin de repos,
Tu n'es pas fichu capable de voir tout seul qu'on vient de montrer une inégalité STRICTE lorsqu'il n'y a pas injectivité ?

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 15-07-19 à 19:20

La contraposee ne donne pas l'égalité des cardinaux. Bref je ne comprends pas vos explications.

Je pars en vacances mercredi en attendant je peux encore bosser un peu.

Posté par
lafol Moderateur
re : Application et cardinal 15-07-19 à 22:16

u(E) a-t-il l'ombre d'une chance d'avoir strictement plus d'éléments que E ? et donc le contraire de < devient quoi, sachant que > est impossible ?

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 15-07-19 à 22:53

Merci pour votre réponse.

La contraposée donne :

Si card \ E \leq card \ u(E) alors u est injective.

Pour une application chaque élément de l'ensemble de départ il existe un unique élément de l'ensemble d'arrivée.
Donc card \ E < card \ u(E) est exclu.

Posté par
luzak
re : Application et cardinal 15-07-19 à 23:20

Tu supposes H_n vraie et tu considères E=A\cup\{a\} de cardinal n+1 avec a\notin A et u définie sur E.
Alors u(E)=u(A)\cup\{u(a)\}.
1. Par hypothèse de récurrence, \mathrm{card}(u(A))\leq n donc  \mathrm{card}(u(E))\leq n+1.

2. Si on suppose l'égalité on a nécessairement \mathrm{card}(u(A))=n et u(a)\notin u(A).
Par hypothèse de récurrence la restriction de u à A est injective et je te laisse terminer.

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 16-07-19 à 00:23

Votre méthode me donne plus de fil à retordre que celle du livre.
Je tente de redémontrer le résultat.

On a : \mathrm{card} ( u(A)\cup\{u(a)\} )= \mathrm{card} (E)=n+1

Donc \mathrm{card} (u(A)) + \mathrm{card} (\{u(a)\}) =n+1

Comme  \mathrm{card} (\{u(a)\})=1 on a bien : \mathrm{card} (u(A))=n

Comme : u(A) = \{ u(x) , x \in A \}  et que a \notin A alors  u(a)\notin u(A)

D'après l'hypothèse de récurrence, u est injective. Alors l'application u_A   est injective.

Il faut montrer que u est injective sur E.

Pour x,y \in A le résultat est vrai.

Soit x \in A et y \in \{a } tel que : u(x)=u(y). On a donc : u(x)=u(a) Mais a \notin A donc x \ne a

Posté par
luzak
re : Application et cardinal 16-07-19 à 08:40

Citation :
Votre méthode me donne plus de fil à retordre que celle du livre.

Pour quelqu'un qui ne connait pas ton livre et veut t'aider, cette remarque est très désagréable.

Citation :
Comme  \mathrm{card} (\{u(a)\})=1 on a bien : \mathrm{card} (u(A))=n
.
NON, il faut le démontrer : en réunissant deux ensembles l'un de cardinal n+1, l'autre de cardinal 1, le cardinal de la réunion pourrait être n+1.

Comme tu n'utilises pas correctement l'égalité des cardinaux ta démonstration est certainement fausse.
Citation :
On a donc : u(x)=u(a) Mais a \notin A donc x \ne a

Cette conclusion est ridicule : on pourrait avoir a\notin A et u(a)\in u(A).


Tu dois démontrer que u(a)\notin u(A) : cela vient de l'égalité des cardinaux de u(E) et E. A toi de le faire !
Il reste à écrire :
Soit (x,y)\in E^2,\;u(x)=u(y).
Puisque u(a)\notin u(A) on ne peut avoir x\in A,\;y=a donc
1.x=y=a
ou
2. (x,y)\in A^2 et,  u_A étant injective alors x=y.

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 16-07-19 à 14:01

Soit a \notin A

Il faut montrer que : u(A)   et   \{u(a)\} sont disjoints ?
Comme ça on peut utiliser la formule : card \ A \cup B = card \ A + card \ B - card \ A \cap B

Soit y \in u(A) \bigcap \{u(a)\}. Alors y \in u(A) et y \in  \{u(a)\}.
Ainsi : \exists x \in A, y=u(x) et y=u(a)
Je ne vois pas comment finir

Puis je ne vois pas comment montrer que u(a) \notin A

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 16-07-19 à 19:00

Je ne comprends rien

Posté par
lafol Moderateur
re : Application et cardinal 16-07-19 à 21:28

u(a) est dans F alors que A est une partie de E : sauf si F et E "vivent" dans le même grand ensemble, il n'y a aucune chance que u(a) soit élément de A !

prends des vacances ! tu frises le burn-out, là, c'est contre productif, on le voit bien aussi que tu ne comprends rien à rien à des notions qui étaient il n'y a pas si longtemps enseignées à des gosses de 11-15 ans !
(prendre des vacances, ce n'est pas forcément partir, tu peux parfaitement prendre des vacances en restant chez toi, juste faire autre chose de tes journées, aller au parc, au ciné, à la piscine, te promener sur les grands boulevards, que sais-je...)

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 16-07-19 à 23:04

Oui c'est cela, je ne vois pas un gosse de 15 ans assimiler de telles notions, faut pas pousser, ils ont déjà du mal à factoriser développer.

J'ai très bien compris la démonstration de mon livre. qui est accessible et simple à comprendre.

Celle de Luzak m'embrouille, d'ailleurs je n'ai pas compris ses indications pour démontrer que le cardinal de la réunion ne pourrait être que n+1  et que u(a) \notin A.

Posté par
luzak
re : Application et cardinal 17-07-19 à 08:44

Curieux ta façon de lire !
Où ai-je écrit que je cherche à démontrer u(a)\notin A ?


Tu prétends avoir compris la démonstration de ton livre mais dans ton message du 15/07/2019,15:21 il y a une pléthore d'appels au secours pour des choses évidentes.
Ma méthode n'est rien d'autre que celle de ton livre : récurrence.
Oh! pardon, j'ai osé démontrer l'hérédité H_n\implies H_{n+1} au lieu de celle de ton livre qui utilise H_{n-1}\implies H_n : faut vraiment être fatigué pour oser dire que l'une des démarches est compréhensible mais pas l'autre !

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 17-07-19 à 11:05

Votre démonstration est différente. Déjà vous ne faites pas 2 cas : u injectif et u non injectif

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 17-07-19 à 11:08

Puis je n'ai pas compris votre méthode avec le cardinal alors que la demo du livre j'ai compris.

Posté par
carpediem
re : Application et cardinal 17-07-19 à 12:31

alors donne nous très proprement et exactement la démo du livre ...

Posté par Profil Ramanujanre : Application et cardinal 30-07-19 à 01:02

@Carpediem

Supposons u injective. Alors l'application u : E \longrightarrow u(E) \\ x \mapsto u(x) est bijective car injective comme restriction d'une injection et surjective puisqu'on a restreint l'ensemble d'arrivée à l'image.
Par suite, si u est injective alors l'ensemble u(E) est fini et card \ u(E)=card \ E

Montrons par récurrence sur n \geq 1 la propriété H_n
" Si E est un ensemble de cardinal n et u une application définie sur E, alors u(E) est fini et card \ u(E) \leq card \ E et s'il y a égalité alors u est injective."

Si n=1 alors il existe un a tel que E=\{a\}. On a alors u(E)=\{u(a)\} donc card \ u(E) = card \ E=1 et u est injective, ce qui prouve que H_1 est vraie.

Soit n \geq 2 tel que H_{n-1} soit vraie. Considérons un ensemble E de cardinal n.

Si u est injective alors d'après le premier point on a  card \ u(E) = card \ E.
Si u n'est pas injective, alors il existe 2 éléments a \ne b tel que u(a)=u(b).
On a donc : u(E)=u(E \backslash \{b \} ) avec card \ u(E \backslash \{b \} )=n-1
D'après l'hypothèse de récurrence u(E \backslash \{b \} ) est fini et u(E \backslash \{b \} ) \leq n-1.
Ainsi, u(E) est fini et card \ u(E) \leq n-1 < card \ E.

On a donc card \ u(E) \leq card \ E avec égalité si et seulement si u est injective.
La propriété est vraie au rang n, ce qui termine la démonstration par récurrence.



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