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Axiome du choix

Posté par
Fradel
05-09-10 à 08:53

Bonjour à tous,

on parle parfois de l'axiome du choix dénombrable pour dire que "dans toute famille dénombrable d'ensembles non vide, il existe une fonction de choix" ; concrétement, si  (An) est une famille dénombrable d'ensembles non vides, il existe une fonction  f  telle que, pour tout n, f(An)An.
Cependant, n'est-ce pas une conséquence des axiomes et défintions ?

Je propose :
- pour chaque n, An anAn ; on peut alors créer le couple (An,an) pour chaque valeur de n.

Considérons alors, la famille (Gn) définie par :
  G0={a0}   et, pour tout n,  Gn+1=Gn{an+1}
La réunion de la famille (Gn) est le graphe fonctionnel de la fonction de choix  Anan

Qu'en pensez-vous ?

Posté par
Arkhnor
re : Axiome du choix 05-09-10 à 09:16

Bonjour.

En choisissant une famille d'éléments (a_n) telle que a_n \in A_n pour tout n, tu es déjà en train d'utiliser l'axiome du choix dénombrable.
Tu sais que chaque A_n est non vide (c'est à dire que pour chaque A_n, tu peux choisir un de ses éléments), mais pour construire une telle suite (c'est à dire pour faire simultanément une quantité dénombrable de choix), tu as besoin de l'axiome du choix.

Posté par
Fradel
re : Axiome du choix 06-09-10 à 11:12

oups! J'ai répondu à ton post et il n'apparaît pas.
Tant pis, je recommence. D'abord merci Arknhor de ta réponse.

Je crois avoir compris ce que tu veux dire et ce qui ne va pas dans mon raisonnement. D'abord, je vais le reprendre ci-dessous :

1- Je considère un ensemble dénombrable d'ensembles non vides. Je peux écrire :
       E = {An / n}
2- Pour chaque n je considère un élément an de
ce qui est possible puisque An
3- Pour chaque n, je construis les couples (An,an)ExE
4- Par l'axiome de compréhension, je construis
       G = {(x,y)ExE / n   x=An    y=an}
5- G est un sous-ensemble de ExE, c'est-à-dire un graphe de ExE; d'autre part, il est fonctionnel ; il existe donc une fonction f de E dans E tel que an=f(An)An
f est donc une fonction de choix sur E.

Si j'ai bien compris, mon erreur réside dans le point 4, qui est une contraction de :
- Soit, G0 = {(A0, a0)}
et, pour tout n, en supposant Gn construit, Gn+1=Gn{(An+1,an+1)}
- G = nGn

C'est sur ce dernier point que je crois percevoir le problème. G est la réunion d'un ensemble d'ensembles, mais ce n'est possible que si on a montré qu'un tel ensemble d'ensemble existe; or c'est précisément ce que je veux démontrer
Une I est la réunion d'une famille d'ensembles; pour pouvoir effectuer une telle réunion, il faut déjà avoir prouvé que la collection d'ensembles dont on désire prendre la réunion, est en fait une famille.

Est-ce exact ?

Posté par
Arkhnor
re : Axiome du choix 06-09-10 à 11:21

C'est dès le point 2 que ça plante. En écrivant a_n, tu construis une suite, c'est-à-dire une application définie sur \mathbb{N}, qui à un entier n associe un élément a_n tel que a_n \in A_n.

Le point 4 n'utilise pas l'axiome du choix, d'après moi. Une fois la suite (a_n) construite, tout est licite.
C'est justement pour construire cette suite qu'on a besoin de l'axiome du choix.

Une formulation de l'axiome du choix est : Si (X_i)_{i \in I} est une famille non vide d'ensembles non vides, alors \Bigprod_{i \in I} X_i est non vide, ce qui signifie qu'il existe une famille (x_i)_{i\in I} d'éléments de \Bigcup_{i \in I} X_i telle que x_i \in X_i pour tout i \in I.
L'axiome du choix dénombrable, c'est lorsqu'on se restreint à un ensemble I dénombrable.

C'est justement ce que tu appliques à l'étape 2 : tu construis une famille d'éléments (a_n)_n qui vérifient a_n \in A_n pour tout n.

(sauf erreur de ma part, je ne suis pas logicien non plus ^^)

Posté par
Arkhnor
re : Axiome du choix 06-09-10 à 11:33

Enfin, je comprends ton raisonnement.
Tu dis, à l'étape 2, que : \forall n,\, \exists a_n \in A_n
C'est vrai, sans utiliser l'axiome du choix.

En revanche, pour écrire : \exists (a_n)_n \, / \, \forall n,\, a_n \in A_n, tu as besoin de l'axiome du choix.
Or c'est ce que tu utilises dans la suite.

Pour parler en termes courants, tu n'as pas le droit de considérer les a_n dans leur ensemble, mais seulement séparément, pour un n fixé.
Finalement, c'est bien ton point 4 qui pose problème.

Posté par
Fradel
re : Axiome du choix 06-09-10 à 14:01

Ok, je crois que cette fois j'ai bien compris.
Encore merci

Posté par
maroxe
re : Axiome du choix 02-11-10 à 18:09

déjà lorsque tu écrit n, tu as, tu as déjà "choisi" ton n parmi d'autres eventuels.



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