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Niveau Reprise d'études
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Ensemble quotient

Posté par
Autodidacte33
02-04-20 à 02:26

Bonjour,
J'essaye de démontrer la proposition suivante:

Citation :
Soient E un ensemble non vide dans lequel on définit la relation d'équivalence \mathcal{R}.
L'ensemble quotient E_{/\mathcal{R}} forme une partition de E

Si on note \mathcal{C}l(x) la classe d'équivalence de x, alors on peut écrire E_{/\mathcal{R}}=\left \lbrace \mathcal{C}l(x)/x\in E\rbrace\right

D'après le cours:
Citation :
Soient E et I deux ensembles non vides, soit (A_{i})_{i \in I} une famille d'éléments de \mathcal{P}(E).
On dit que (A_{i})_{i \in I} est une partition de E si :
\bullet \forall i \in I , \; A_{i} \neq \emptyset.
\bullet \forall (i,j) \in I^2 \; : \; i \neq j \Leftrightarrow A_{i} \cap  A_{j} = \emptyset.
\bullet \displaystyle \bigcup_{i \in I} A_{i} = E

Alors, je crois que pour montrer que E_{/\mathcal{R}} est une partition de E, il faut montrer que:
1-      \forall x \in E , \; \mathcal{C}l(x) \neq \emptyset
2-      \forall x,y \in E \; : \; \mathcal{C}l(x) \neq\mathcal{C}l(y) \Longrightarrow \mathcal{C}l(x) \cap \mathcal{C}l(y)=\emptyset
3-    \displaystyle \bigcup_{x \in E}\mathcal{C}l(x) = E

Preuve:
1-
On a \forall x \in E: x \mathcal{R} x  (réflexivité de la relation d'équivalence \mathcal{R} )
Donc  x\in \mathcal{C}l(x)
Il s'ensuit que \mathcal{C}l(x) \neq \emptyset  
2-
Soient x, y \in E tels que \mathcal{C}l(x) \neq \mathcal{C}l(y). Montrons que \mathcal{C}l(x)\cap \mathcal{C}l(y)=\emptyset
Raisonnons par contraposée:
Supposons que: \mathcal{C}l(x)\cap \mathcal{C}l(y)\neq\emptyset
Alors \exists a \text{ tel que } a\in \mathcal{C}l(x)\text{ et } a\in\mathcal{C}l(y)
On en tire que:  \exists a \text{ tel que } a\mathcal{R}x\text{ et } a\mathcal{R}y
Donc x\mathcal{R}y par symétrie et transitivité de \mathcal {R}
on en déduit que \mathcal{C}l(x)= \mathcal{C}l(y)
(Proposition fournit dans le cours et facile à démontrer:  x\mathcal{R}y \Longleftrightarrow\mathcal{C}l(x)= \mathcal{C}l(y) )

3- Là je bloque

Pouvez-vous m'aider à démontrer la 3 ?

Merci!

Posté par
Zormuche
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:34

Bonjour

Pour montrer que l'union des classes est E, montre qu'il y a double inclusion entre ces deux ensembles
(une des deux inclusions est triviale)

Posté par
Zormuche
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:34

enfin les deux sont très simples,  bref

Posté par
Autodidacte33
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:44

Salut Zormuche,
Merci pour votre réponse.

Ah je vois! alors:

- Montrons  E\subset \displaystyle \bigcup_{x \in E}\mathcal{C}l(x)

Soit a\in E.
On a alors a\in \mathcal{C}l(a) et donc a \in \bigcup_{x \in E}\mathcal{C}l(x)
D'où le résultat

- Montrons que  \displaystyle \bigcup_{x \in E}\mathcal{C}l(x) \subset E

Soit a\in \displaystyle \bigcup_{x \in E}\mathcal{C}l(x)
Là je bloque encore

Posté par Profil Ramanujanre : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:44

Bonsoir,

C'est assez simple. cl(x) est une partie de E.
Pour l'inclusion réciproque \forall x \in E \ x \in cl(x)

Posté par Profil Ramanujanre : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:46

Si a \in \bigcup_{x \in E} cl(x)
Alors il existe x \in E tel que a=cl(x)= \{y \in E | x \mathcal R y \} \subset E Donc a \in E

Posté par
Autodidacte33
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:51

Salut Ramanujan.
Oh c'est facile en fait, je comprend, merci
Juste un tout petit truc, ce n'est pas a\in cl(x) à la place de =?

Posté par Profil Ramanujanre : Ensemble quotient 02-04-20 à 02:58

Non c'est bien égal. Un élément qui appartient à une union de classes d'équivalences est bien une classe d'équivalence.
Mais ici inutile d'aller dans le formalisme. Une classe d'équivalence est une partie de E.

Posté par
Zormuche
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 03:10

Non, c'est bien a inclus dans Cl(x)

Sinon, pour montrer que l'union des classes est une partie de E, il suffit de dire que chaque classe est une partie de E, comme a dit Ramanujan

La vraie partie "dure" pour montrer que c'est une partition, tu l'as déjà fait, c'est montrer que deux classes sont soit égales, soit disjointes

Posté par
Zormuche
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 03:11

Zormuche @ 02-04-2020 à 03:10

Non, c'est bien a inclus dans Cl(x)

a appartient à Cl(x)*

Posté par
XZ19
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 09:56

Bonjour  

@Ramanudjan  tu as oublié une certaine interdiction!!

Je suis obligé de rectifier.  

@Pour autodidact 33.



1. D'abord  dire que \cup_{x\in E}  Cl(x) \subset  E  est une évidence.  

En fait, par définition, une classe Cl(x) d'un élément x de E  est un sous ensemble de E et une réunion de sous-ensembles de E est encore un sous-ensemble de E.  

C'est pas la peine d'en dire plus.    

Maintenant si on veut couper les cheveux en 4 (même si je n'en vois pas l'intérêt)  et bien faut pas dire n'importe quoi comme le fait @Ramanudjan, qui n'a pas encore compris la différence entre élément d'un ensemble et sous-ensemble d'un ensemble.



Alors  si a\in \cup_{x\in E}  Cl(x)  alors il existe x\in  E tel que a\in Cl(x)  

et non a=\Cl(x)  comme ou a inclus dans \Cl(x).  

Posté par
Autodidacte33
re : Ensemble quotient 02-04-20 à 11:39

Bonjour,
Je remercie tout le monde, c'est très clair maintenant!
Cdt



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