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Niveau Maths sup
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Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n

Posté par Pedrolito6 (invité) 16-10-05 à 15:26

Bonjour, un exercice sur les ensembles à pour énoncer:
Soit E un ensemble tel que Card E = n, où n\in \mathbb{N}. Démontrer que Card P(E) = 2^n.
C'est tout, j'ai aucune autre explication. Je ne sais pas ce qu'est P. Je ne sais pas d'où partir. Merci pour votre aide.

Posté par
cinnamon
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 15:31

Salut,

P(E) est l'ensemble des parties de E.

Par exemple, pour E={1;2;3},

P(E) = {{};{1};{2};{3};{1;2};{1;3};{2;3};{1;2;3}}.

Ici Card(P(E)) = 23 = 8.

Je pense que tu peux démontrer ta propriété par récurrence.

à+

Posté par Pedrolito6 (invité)Merci 16-10-05 à 15:35

Merci Cinnamon pour cette précision je m'y met. +++

Posté par
cinnamon
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 15:49

Je t'en prie.



Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:06

salut tu fait une récurrence en n:

si n = 0 : E = \empty donc P(E) = \empty d'ou card P(E) = 2^0

soit n quelconque pour laquelle cette propriété est vraie.
Quellque soit l'ensemble E de cardinal n, cardP(E)=2^n
Montrons que la propriété est vraie au rang n+1
Soit E' de cardinal n+1

E' = E\cup ({a})
or card E = n
Soit E_a l'ensemble des parties de E' qui contiennent a,
Soit E'_a l'ensemble des parties de E' qui ne contiennet pas a;

on a P(E')=E_a \cup E'_a
Or : E_a et P(E) sont équipotents donc card(E_a) = card P(E) = 2^n
Par ailleurs E'_a = P(E) donc card E'a = card P(E) = 2^n
CQFD

d'ou card P(E') = card(E_a) + card(E'_a) = 2^n + 2^n = 2^{n+1}

Posté par
cinnamon
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:08



Où est-ce que tu as trouvé cette démo Redman ?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:09

j'ai le meme exos et je ne comprend pas trop cette demonstration redman peut tu préciser ?

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:10

dans mon cours

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:10

quest ce que tu ne comprend pas?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:11

Je suis Ok pour l'initialisation mais ensuite on partirai de \rm E_{n+1}=E_n\cup\{n+1\} non ?

Posté par
H_aldnoer
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:12

Donc \rm \mathcal{P}(E_{n+1})=\mathcal{P}(E_{n}\cup\{n+1\})

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:13

non , parce que n c'est le cardinal,

n n'appartient pas à E, mais c'est sont cardinal :

On dit rigoureusement que E et l'intervalle des entiers naturels de O à n, sont équipotents, c'est à dire qu'il existe une bijection qui passe de l'un à l'autre.

Moins rigoureusment, n c'est le nombre d'élément qu'il y a dans E, donc n c'est un dénombrement et pas un élément

Posté par
cinnamon
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:13

Je pensais qu'en terminale, on ne voyait pas le genre de termes comme "équipotents" d'où mon rire...


Les programmes ont dû changé depuis mon temps.

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:17

quand card E' = n+1
tu as E' contient 1 élément de plus que E

soit a cet élément, on dit que  E' = E\cup (a)

mais P(E') ca n'est pas P(E)\cup (a) car P(E') n'est pas P(E) auquel on rajoute a, mais c'est P(E) auxquel on rajoute toutes les parties de E' contenant a,

finalement P(E') c'est P(E) + les parties de E contenant a (on a noté E_a)

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:17

bah c'est un peu hors programme mais bon

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:17

on la fait dans le cours sur le dénombrement pour pouvoir faire les démonstrations

Posté par Pedrolito6 (invité)re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:25

Salut Redman, j'ai bein compris ta méthode qui me semble toutefois laborieuse. J'imagine mal notre professeur exiger ça. N'y a t'il pas une méthode plus simple en utilisant la récurrence?
On démontre que c'est vrai au rang 1 puis ensuite: on suppose que c'est vrai au rang n et donc pour n+1\in \mathbb{N}:
Card(E')=n+1 => Card(P(E'))= 2^{n+1}

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 16:41

oui, exactement comme je viens de le faire

ca n'est pas laborieux et je ne vois pas d'autre méthodes
E' contient E + a
on utilise le fait que P(E') contient P(E) et autre chose
cet autre chose n'est pas a, mais toutes les parties contenant a.
Donc tu prend une partie contenant et une bijection qui à une partie contenant a associe une partie ne contenant pas a.
Donc les parties contenant a sont en bijection avec celles ne contenant pas a, c'est a dire P(E)

tu as du voir que si 2 ensemble sont en bijection, alors ils ont le meme cardinal
donc les parties contenant a on pour cardinal 2^n

En résumé, le cardinal de P(E')= card (P(E)) + card (Parties contenant a)
                               = 2n + 2n
                               = 2n+1

je ne vois pas ce qui est laborieux, c'est rigoureux et si tu trouve une autre methode, dis le moi ca m'interresse

Posté par nicoooo (invité)re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 17:48

si tu trouve une autre methode, dis le moi ca m'interresse


Je propose :

On sait que tout ensemble fini à n éléments (ie. card(E)=n) possède {n \choose k} parties différentes ayant k éléments chacune.

Donc pour avoir le nombre total de parties de E, c'est à dire Card(P(E)), on regarde le nombre de parties de E à 0 éléments, puis à 1 éléments, puis à 2 éléments,..., puis à n éléments, et on comprend aisément que la somme de tout ça nous donne le nombre total de parties.

D'où :
card(P(E)) = \sum_{k=0}^{n} {n \choose k}
               = \sum_{k=0}^{n} {n \choose k} 1^{k} 1^{n-k}
               = (1+1)^{n}n , d'après la formule du Binôme de Newton
               = 2n

Sauf erreur de ma part bien evidemment

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 17:50

Posté par
Redman
re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 17:50

super!!

Posté par nicoooo (invité)re : Ensemble E démontrer Card P(E) = 2^n 16-10-05 à 17:50

Vrément désolé, mais petite erreur de ma part (polio temporaire des doigts ^^) dans mon message précédent, à l'avant dernière ligne il faut lire :

= (1+1)^{n} et non pas (1+1)^{n}n comme je l'ai écrit à tort!



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