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Cardinal

Posté par Profil Ramanujan 25-06-18 à 13:01

Bonjour,

Soient E et F 2 ensembles de cardinal fini. Ils sont donc en bijection avec [|1,n|] et  [|1,m|].

Posons : E=\{e_1 ,...,e_n\} et F=\{f_1 ,...,f_n\}

Notons F_i l'ensemble F_i = \{e_i \} \times F

On montre aisément que : \forall i \in [|1,n|] : Card(F_i)=Card(F)

Par ailleurs, F_i est une partition de E \times F

Ici j'ai un peu doute, comment montrer ce résultat ?

Puis E \times F = \bigcup_{i=1}^{n} F_i

Puis Card(E \times F)=Card (\bigcup_{i=1}^{n} F_i) = Card (F_1)+...+Card(F_n)=n \times m

Je comprends pas comment on passe de  Card (F_1)+...+Card(F_n) à n \times m ...

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 13:02

Petite correction : F=\{ f_1 ,...,f_m \}

Posté par
Jezebeth
re : Cardinal 25-06-18 à 13:14

Bonjour

Pour le premier, cardinal d'un produit cartésien… c'est le produit des cardinaux car les deux finis, et le singleton {ei} est de cardinal 1.

Pour le deuxième point, tous les cardinaux des Fi valent m (le cardinal de F), et vous avez une somme à n termes constants… ce qui donne bien n*m.

Posté par
Jezebeth
re : Cardinal 25-06-18 à 13:17

Ah. Au vu de votre résultat, pour le premier point, on ne peut bien sûr pas utiliser ce résultat puisque c'est ce qu'on veut montrer (il eût été bien de le préciser dès le départ…).

Vous posez G = {ei} et l'application f:F -> G*F définie par f(x)=(ei,x) est une bijection… (en fait ça se fait aussi très bien par récurrence et ça c'est l'initialisation au rang 1 !)

Posté par
Nyadis
re : Cardinal 25-06-18 à 13:34

Bonjour

L'union des Fi n'est rien d'autre que l'union des{ ei}*F  or l'union des ei de 1 à n n'est rien d'autre que E
D'ou le resultat

Le card(F1) +.......+card(Fn) = card (UFi) car il sont disjoint 2 à 2
Or card (UFi)= card E*F=n*m

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 14:09

Jezebeth @ 25-06-2018 à 13:17

Ah. Au vu de votre résultat, pour le premier point, on ne peut bien sûr pas utiliser ce résultat puisque c'est ce qu'on veut montrer (il eût été bien de le préciser dès le départ…).

Vous posez G = {ei} et l'application f:F -> G*F définie par f(x)=(ei,x) est une bijection… (en fait ça se fait aussi très bien par récurrence et ça c'est l'initialisation au rang 1 !)


Merci.

Comment justifier que F_i est une partition de E \times F ?

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 14:11

Nyadis @ 25-06-2018 à 13:34

Bonjour

L'union des Fi n'est rien d'autre que l'union des{ ei}*F  or l'union des ei de 1 à n n'est rien d'autre que E
D'ou le resultat

Le card(F1) +.......+card(Fn) = card (UFi) car il sont disjoint 2 à 2
Or card (UFi)= card E*F=n*m


Non on peut pas utiliser ça car mon exo c'est la démonstration du théorème suivant :

Card (E \times F)= Card(E) \times Caard (F)

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 14:22

Ah j'ai compris merci !

Sauf pour la partition, comment le justifier ?

Posté par
carpediem
re : Cardinal 25-06-18 à 14:25

salut

ben il suffit de revenir à la définition de E x F !!!

E \times F = \{ (e_i, f_j)  /  1 \le i \le m $ et 1 \le j \le n \} = \cup_i \cup_j \{(e_i, f_j)\} = \cup_i F_i

Posté par
Nyadis
re : Cardinal 25-06-18 à 14:29


Citation :
Non on peut pas utiliser ça car mon exo c'est la démonstration du théorème suivant :

Card (E \times F)= Card(E) \times Caard (F)

Je ne vois pas le problème

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 14:34

carpediem @ 25-06-2018 à 14:25

salut

ben il suffit de revenir à la définition de E x F !!!

E \times F = \{ (e_i, f_j)  /  1 \le i \le m $ et 1 \le j \le n \} = \cup_i \cup_j \{(e_i, f_j)\} = \cup_i F_i


Faut montrer que les parties sont disjointes et non vides ?

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 14:35

@Nyadis

Oui c'est bon j'ai compris votre démo !

Posté par
Nyadis
re : Cardinal 25-06-18 à 14:36

Pour la partition il suffit juste de montrer que Fi est inclus dans E croix F
Et cela est visible puisque tout éléments de Fi est dans EcroixF.
Et que l'Union des Fi est égale à EcroixF
Ceci aussi est visible s'inspirer de Mon premier sms

Posté par
Nyadis
re : Cardinal 25-06-18 à 14:38

Citation :
Faut montrer que les parties sont disjointes et non vides ?

Oui oui

Posté par
Jezebeth
re : Cardinal 25-06-18 à 16:27

Nyadis @ 25-06-2018 à 14:36

Pour la partition il suffit juste de montrer que Fi est inclus dans E croix F
Et cela est visible puisque tout éléments de Fi est dans EcroixF.
Et que l'Union des Fi est égale à EcroixF
Ceci aussi est visible s'inspirer de Mon premier sms


et qu'ils sont 2 à 2 disjoints !

Non vides on s'en fiche. (mais c'est trivial ici) Revoir la définition de X est une partition de Y si doute. Mais sinon c'est ça. J'imagine que votre prof est vite passé dessus, c'est un bon réflexe que vous avez de vouloir pousser dans le détail les preuves.

Posté par
Jezebeth
re : Cardinal 25-06-18 à 16:32

Et rmq. encore mais j'insiste : ça se fait très bien par récurrence sur le card de E par exemple, c'est l'idée la plus naturelle (si j'ajoute un élément dans E ça va rajouter autant de ""combinaisons"" possibles qu'il y a d'éléments dans F, i.e. Card(F) possibilités, càd éléments, supplémentaires pour chaque élément dans E...).

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 18:26

carpediem @ 25-06-2018 à 14:25

salut

ben il suffit de revenir à la définition de E x F !!!

E \times F = \{ (e_i, f_j)  /  1 \le i \le m $ et 1 \le j \le n \} = \cup_i \cup_j \{(e_i, f_j)\} = \cup_i F_i


C'est la démonstration pour montrer que c'est une partition ?

Posté par
carpediem
re : Cardinal 25-06-18 à 18:55

non

et il est évident que c'est une partition

puisque (e_j, f_k) F_i si j <> i ...

Posté par
jsvdb
re : Cardinal 25-06-18 à 18:57

Bonjour

Ramanujan @ 25-06-2018 à 14:11


Non on peut pas utiliser ça car mon exo c'est la démonstration du théorème suivant :

Card (E \times F)= Card(E) \times Card (F)


Je m'excuse pour cette insertion tardive, mais je pense qu'il faut rappeler une petite bricole à laquelle les étudiants semblent ne pas être familiers : la notion de cardinal.

Un cardinal est un ensemble qui joue le rôle de "chef de file" de tous les ensembles auquel il sont équipotents.
On pourrait formaliser la notion "à la Bourbaki" avec l'utilisation de l'opérateur , mais ce n'est pas nécessaire.

Donc si E est un ensemble, alors, par définition, il est en bijection avec Card(E).

Il suit que si E et F sont deux ensembles quelconques, alors ils sont en bijection avec, respectivement, Card(E) et Card(F).

Ainsi, E x F est en bijection avec Card(E) x Card(F)
(sous réserve de vérifier que si A est en bijection avec C et B en bijection avec D, alors A x B est en bijection avec C x D)


Or, à nouveau par définition, Card(E x F) est en bijection avec E x F.

On déduit aussitôt que Card(E x F) est en bijection avec Card(E) x Card(F).
________________________________________________________________________

N.B. : il n'est pas exact d'écrire une égalité de type Card(E x F) = Card(E) x Card(F) car Card(E x F) n'est pas un produit d'ensembles.

Posté par
carpediem
re : Cardinal 25-06-18 à 19:07

ouais ... mais bon ... ben bof ...

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 19:30

@jsvdb

Dans mon cours, il est écrit qu'un cardinal n'est pas un ensemble. C'est un entier.

SI E est de cardinal fini, alors E est en bijection avec [|1,n|] où n est un entier non nul et Card(E)=n

Posté par Profil Ramanujanre : Cardinal 25-06-18 à 19:32

@jsvdb

Dans mon cours, il est écrit qu'un cardinal n'est pas un ensemble. C'est un entier.

SI E est de cardinal fini, alors E est en bijection avec [|1,n|] où n est un entier non nul et Card(E)=n

carpediem @ 25-06-2018 à 18:55

non

et il est évident que c'est une partition

puisque (e_j, f_k) F_i si j <> i ...


Pas plutôt que :

Si i \ne j F_i = \{e_i \} \times F \ne F_j = \{e_j \} \times F ?

Posté par
SkyMtn
re : Cardinal 25-06-18 à 19:52

On peut voir les cardinaux comme des ordinaux d'une manière générale.
Mais dans le cadre fini, il est plus commode de travailler avec des bijections avec un segment d'entiers

Posté par
jsvdb
re : Cardinal 25-06-18 à 20:51

Ramanujan @ 25-06-2018 à 19:32

dans mon cours, il est écrit qu'un cardinal n'est pas un ensemble. C'est un entier.

Par définition, tout objet est ensemble dans la théorie des ensembles. Donc un cardinal est un ensemble.
Mais attention, un entier est un cardinal fini, c'est-à-dire un cardinal \mathfrak a vérifiant \mathfrak a + 1 \neq \mathfrak a

Posté par
jsvdb
re : Cardinal 25-06-18 à 20:53

sous réserve, naturellement, de définir correctement l'opération " +1 " dans la classe des cardinaux.

Posté par
jsvdb
re : Cardinal 25-06-18 à 21:16

Cet exercice est intéressant car il permet de définir la somme de deux ensembles A et B bien qu'il n'y ait aucune structure additive entre les deux ensemble en question.

Posté par
Jezebeth
re : Cardinal 26-06-18 à 13:40

On rappellera quand même qu'au programme de prépa il n'y a pas de construction si rigoureuse que cela des ensembles usuels (sauf peut-être encore de C et des quelques anneaux classiques qui font l'objet de cours entiers). Alors parler de théorie des ensembles à ce niveau n'est certainement qu'un cours de flûte à bec bouchée. En outre cette définition du cardinal, bien plus précise (et effectivement assez "bourbakienne" !...), n'est pas celle qui est donnée.



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