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Niveau Maths sup
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Ensembles et applications

Posté par
Kekeee
11-11-21 à 01:44

Bonsoir, j'ai un exercice sur lequel j'aimerais pouvoir échanger.

Soient E,F deux ensembles et f:EF une application.

On considère les deux applications:
: P(E)P(F)
         Af(A)

Et P(F)P(E)
          Bf-1(B)

1. Montrer que si f est injective si et seulement si est injective.

2. On suppose que f est injective. Montrer que pour toute partie AE:
f-1f(A))=A.
Que peut-on en déduire sur l'application ?

3. On suppose que f est surjective. Montrer que pour toute partie BF:
f(f-1(B))=B.
Que peut-on en déduire sur l'application ?

4. Montrer que si f est surjective, alors est injective.

5. Montrer que la réciproque de la question précédente est vraie.

6. On suppose que est surjective. Montrer que f est surjective.

7. On suppose que est surjective. Montrer que f est injective.


Pour la question 1 voilà comment j'ai essayé:

=>Supposons f injective.

Soit A, A' P(E) tels que:

(A)=(A')

Donc f(A)=f(A') par définition de

Comme f est injective, A=A'

<=Supposons injective

Soit x, x'E tels que f(x)=f(x')
Or deux ensembles sont égaux si tout éléments des ensembles sont égaux.

Donc f({x})=f{x'}) donc ({x})=({x'})

Donc {x}={x'} et x=x' ( car est surjective)

Ensuite pour la question 2.

Supposons f injective.

Soit AE

Montrons que f-1f(A))=A

Soit xE.

xf-1(f(a))f(x) f(A) xA car f est injective.. ici je ne suis pas sûr de mon utilisation de l'injectivité

Et ensuite ça donnerait envie de dire que est bijective mais ce n'est pas sûr je pense…

Merci d'avance!

Posté par
Zormuche
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 05:59
Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 09:07

Salut Zormuche merci. Donc ce que j'ai fait pour la question 1 d'après l'autre topic n'est pas bon?

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 09:10

J'aimerais bien savoir comment on pourrait faire avec la contraposée comme vous l'aviez proposé dans l'autre topic.

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 09:25

Aussi, je ne comprends pas ce qu'est la symétrie des roles?

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 09:50

Je crois que pour les question 2 ce n'est pas exactement les mêmes..

Posté par
GBZM
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:13

Bonjour Kekeee,

Tu t'es toi aussi fait avoir par l'abus de notation qui consiste à désigner par f(A) l'image de la partie A de E par l'application f : E\to F.
Voir à ce sujet l'explication que je donne ici : ensembles et applications. Ça pourra peut-être te clarifier les idées et te montrer ton erreur dans ta réponse à la question 1.

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:19

f(A) est bien l'ensemble des images des éléments de A par f non?

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:28

J'ai bien rectifié pour la question 1 en disant que si f(A)=f(A') alors soit x A donc il existe x'A' tel que f(x)=f(x')

Donc x=x'A' par injectivité de f et ainsi AA'

De la même façon on montre que A'A

Et donc que A=A' et on en déduit que est injective

Posté par
GBZM
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:32

Ma remarque porte sur ton erreur ici :

Kekeee @ 11-11-2021 à 01:44

=>Supposons f injective.

Soit A, A' P(E) tels que:

(A)=(A')

Donc f(A)=f(A') par définition de

Comme f est injective, A=A'

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:32

Pour la réciproque:
Supposons injective

Soit x, x' E tels que f(x)=f(x')

Donc {f(x)}={f(x')}

Et f({x})=f({x'})

Donc ({x})=({x'})

Donc {x}={x'} donc x=x'

Donc f est injective

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:34

GBZM D'accord,comme ça c'est mieux?

Posté par
GBZM
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:36

J'ai l'impression que tu n'as pas compris que tu as fait une erreur dans la démonstration de "f injective entraîne \varphi injective".

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:38

Après pour la question 2.
Supposons f injective

Soit AE

Mq f-1f(A))=A

Soit x E

xf-1f(A))f(x)f(A)xA

Ici l'injectivité assure l'unicité de x.

Donc par équivalence, f-1f(A))=A

Donc on peut en déduire que est surjective.
Car toute partie de E a un antécédent inclu dans F par .

Je ne suis pas sûr.

Pour la 3, je bloque

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:39

GBZM

Kekeee @ 11-11-2021 à 10:28

J'ai bien rectifié pour la question 1 en disant que si f(A)=f(A') alors soit x A donc il existe x'A' tel que f(x)=f(x')

Donc x=x'A' par injectivité de f et ainsi AA'

De la même façon on montre que A'A

Et donc que A=A' et on en déduit que est injective


Ce n'est pas bon comme ça?

Posté par
GBZM
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 10:50

OK, c'est un argument correct pour montrer que f injective entraîne \varphi injective.

Ce passage-ci ne me convient pas

Kekeee @ 11-11-2021 à 10:38

Soit x E

xf-1f(A))f(x)f(A)xA

Ici l'injectivité assure l'unicité de x.

Comment justifies-tu la deuxième équivalence ? Que signifie ta remarque sur l'unicité de x ?

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 11:04

D'accord pour l'injectivité de f et , la réciproque est bonne aussi?

En fait, dans la deuxième équivalence, f(x) appartient à l'ensemble des images de A par f alors x appartient forcément à A non? Et réciproquement aussi.

Peut être faut il utiliser l'injectivité ici?

Je ne sais pas si ma remarque est utile mais c'est pour dire si un tel f(x) ne peut qu'avoir x comme antécédents par injectivité de f et donc qu'il appartient à A.

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 12:13

Non?

Posté par
GBZM
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 14:41

Kekeee @ 11-11-2021 à 11:04

En fait, dans la deuxième équivalence, f(x) appartient à l'ensemble des images de A par f alors x appartient forcément à A non? Et réciproquement aussi.

Peut être faut il utiliser l'injectivité ici?

Et non, le "forcément" est faux si on n'a pas l'injectivité de f. Il faut donc que tu soignes ton argumentation.

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 14:51

D'accord GBZM

Alors si f(x) f(A)
il existe x' A tel que:
f(x)=f(x') et comme f est injective: x'=x A

Et comme on peut résoudre par équivalence on a bien f-1(f(A))=A

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 14:53

Pour ce qui est de la déduction sur , dire qu'elle est surjective dans ce cas ne me semble pas absurde mais je ne vois pas bien comment l'expliquer.

Posté par
GBZM
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 15:38

Tu as montré que pour toute partie A de E, A=\psi(\varphi(A)).
Tu ne vois vraiment pas comment expliquer que \psi est surjective sur \mathcal P(E) ?

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 15:51

Ah d'accord, quelque soit A inclue dans E, il existe (A)F tel que A=((A)) donc est surjective

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 16:42

Je bloque pour la 3.

Par double inclusion.

D'abord: soit x f(f-1(B))

Alors il existe x f-1(B) tq: f(x)=y

Or comme x f-1, f(x)B donc yB

Donc f(f-1(B))B

Je me donne: soit y B donc {y}B
Donc ({x})=f-1({y}) f-1(B)

Soit x f-1({y}) donc f(x){y} donc f(x)=y

Donc {y}f(f-1(B))

yf(f-1(B))

Très sincèrement je pense que ce n'est pas juste car je n'ai pas utiliser

Posté par
Kekeee
re : Ensembles et applications 11-11-21 à 16:43

Coquille lire: « soit y f(f-1(B))



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