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Niveau Licence Maths 1e ann
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Injection/Surjection

Posté par
Nekazo
18-06-16 à 16:49

Bonjour,

Je suis devant cet exercice :

Soit f: I \rightarrow J  définie par (x)=x²

J'ai plusieurs ensemble à donner I et J tels que f soit injective mais pas surjective, surjective mais pas injective, aucun des deux et les deux.

J'ai beau lire les cours sur internet à ce sujet je ne comprends pas.

J'ai juste compris que pour injective ssi tout élément de F possède au plus un élément dans E, que pour surjective ssi tout élément de F possède au moins un élément dans E et que pour bijective ssi tout élément de F possède exactement un élément dans E.

Merci de votre aide

Posté par
Camélia Correcteur
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 16:51

Bonjour

Un énoncé complet serait le bien venu. Qui sont E et F? Et I et J?

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 16:53

bonjour : )

Tu peux commencer par représenter le graphique de la fonction carrée, puis tu pourras bien donner des intervalles I et J tels que la fonction n'est pas surjective etc.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 16:55

Mon énoncé est mis juste en haut

Soit f:I\rightarrow J définie par (x)=x²

Ensuite on me demande,
Donner des ensembles de I et J tels que f soit injective mais pas surjective.
Donner des ensembles de I et J tels que f soit surjective mais pas injective.
Donner des ensembles de I et J tels que f ni injective ni bijective.
Donner des ensembles de I et J tels que f soit injective et bijective.

J'ai du mal m'exprimer au premier post désolé.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:01

Re,

Je viens de faire le graphique de la fonction x², à partir de ce graphique je peux donc donner des ensembles (intervalles?), comment procéder?

Merci

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:10

A partir du graphique tu peux répondre à toutes les questions.

f est injective sur I : tout élément J a au plus un antécédent dans I par f. (Dit autrement, elle ne prend jamais deux fois la même valeur.)
Il s'agit ici de jouer sur l'ensemble de départ.

f est surjective de I sur J : tout élément J a au moins un antécédent dans I par f.
Il s'agit ici de jouer sur l'ensemble d'arrivé.

Essaye de donner un intervalle If est injective : ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:12

C'est pourquoi je demandais des précisions... Ca se passe dans \R? parce que je signale que le fonction f définie sur [0,+\infty[ par f(x)=x^2 est bel et bien bijective!

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:29

Camélia @ 18-06-2016 à 17:12

C'est pourquoi je demandais des précisions... Ca se passe dans \R? parce que je signale que le fonction f définie sur [0,+\infty[ par f(x)=x^2 est bel et bien bijective!


ça se passe surement dans R, je n'ai pas plus d'explication que ce que je vous ai donné malheureusement..tout comme mes cours parfois incompréhensible.

mdr_non : Pour l'intervalle ou f est injective, [-4;0] ? Ou j'ai mal compris

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:34

f est bien injective sur I = [-4 , 0] tu vois clairement qu'elle ne prend jamais deux fois la même valeur (elle est strictement décroissante sur cet intervalle).

Choisis maintenant J pour qu'il n'y ait pas surjectivité.

Posté par
ThierryPoma
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:35

Bonsoir,

Attention : A la suite de Camélia, que je salue au passage, la fonction f:x\mapsto{x^2} définie sur \R^+ et à valeurs dans \R^+ est bien bijective. En revanche, la fonction g:x\mapsto{x^2} définie sur \R^+ et à valeurs dans \R n'est pas bijective, car non surjective !

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:37

On a bien sûr au minimum [0 , 16] \subset J pour avoir une fonction.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:38

Ok pour I, il faut que je donne J [-2,1] par exemple? Ou il ne faut pas qu'il y es les même valeurs dans les deux intervalles?

Posté par
Zrun
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:42

Salut,
L'intervalle [-2,1] ne convient pas car il faut, comme l'a écrit mdr-non que [0,16] soit dans J. En fait, il suffit de rajouter une valeur à J pour que la fonction ne soit pas surjective.

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:43

Regarde ton graphique.

Si tu prends I = [-4 , 0], f prend ses valeurs déjà dans [0 , 16]. Donc cet intervalle est au moins contenue dans J.

Il suffit maintenant de jouer avec cet intervalle, et effectivement on peut prendre par exemple J = [-2 , 16] pour avoir la non surjectivité.

f : [-4 , 0] \to [-2 , 16] n'est pas surjective car par exemple -2 n'a pas d'antécédent.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 17:53

D'accord, mais je ne comprends pas pourquoi il faut avoir au minimum [0;16] pour J, c'estc une règle à appliquer tout le temps?

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 18:05

Disons que c'est la définition d'une fonction.

L'ensemble d'arrivé doit au moins contenir l'image de f.

Si tu prends J = [-2 , 1] tu vois bien que c'est problématique, puisque par exemple f(2) = 4 \notin J.

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 18:06

Citation :
Si tu prends J = [-2 , 1] tu vois bien que c'est problématique, puisque par exemple f(-2) = 4 \notin J.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 18:08

f(2)=4?

J'ai f(2)=3 moi oups

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 18:10

Non j'ai rien dit je me suis trompé j'ai bien f(2)=4

Donc l'image doit être comprise dans l'intervalle, pour ça qu'on choisis [-2;16] plutôt que [-2;1] ou l'image de f(2) est en dehors

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 18:11

Concentre toi, f(x) = x^2,
f : I = [-4 , 0] \to J = [-2 , 1] n'est pas une fonction, car par exemple : f(-2) = (-2)^2 = 4 \notin J, f(-3) = 9 \notin J

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 18:14

Non, le f(2) n'est pas à considérer, j'avais corrigé dessous.

Il fallait lire f(-2).

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 18-06-16 à 21:51

Oui, désolé.
J'ai bien compris sur ce point la, qu'il faut donc prendre un intervalle de [0;16] pour pouvoir prendre tout les réels dans l'intervalle comme f(-4)=16 donc compris dans l'intervalle, c'est bien ça?

Merci de votre patience.

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 00:05

Ce que tu dis n'est pas clair.

*** *** ***
Une fonction est un triplet composé de :
a) un ensemble de départ (ou ensemble de définition) ;
b) un ensemble d'arrivée ;
c) un procédé (une relation binaire) qui à tout élément de l'ensemble de départ associe un unique élément de l'ensemble d'arrivée.

***
Formellement si tu le souhaites :
Soient E et F deux ensembles et f une partie de E\times F. On dit que f est une fonction de E dans F si :
\forall x \in E, \exists ! y \in F / (x , y) \in f.

*** ***
Tu sais que :
Pour tout x \in E, l'unique y \in F tel que (x , y) \in f est appelé L'image de x par f et est notée f(x).
Pour tout y \in F, tout x \in E, s'il en existe (ce n'est pas obligatoire), tels que y = f(x) est appelé UN antécédent de y par f.

***
Tu dois maintenant sentir cette double condition pour dire que f : E \to F est une fonction :
1) Au départ : tout élément de E doit posséder une et une seule image.
2) A l'arrivée : cette image doit être dans F.

*** ***
Tu avais pris :
f : [-4 , 0] \to [-2 , 1]
Ceci n'est pas une fonction car il y a des éléments de l'ensemble de départ qui n'ont pas leur image dans l'ensemble d'arrivée. Par exemple -4 n'a pas son image f(-4) = 16 dans l'ensemble d'arrivée [-2 , 1].

Graphiquement tu le vois bien que f([-4 , 0]) = [0 , 16], ce qui impose que l'ensemble d'arrivée (J) contienne AU MOINS l'intervalle [0 , 16].

*** *** ***
Ok ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 00:08

Bonsoir
pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué, hein ?

de IR+ dans IR, ta fonction est injective mais pas surjective
de IR dans IR+, elle est surjective mais pas injective
de IR dans IR, elle n'est ni injective ni surjective
de IR+ dans IR+, elle est bijective.

je te laisse le soin de le vérifier.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 13:13

Mdr_non

Donc, si j'ai bien compris et que je m'exprime bien, si j'avais eu in intervalle I = [-3;0] j'aurais du avoir par défaut au moins J = [0;9] pour que tout les images soient comprises dans mon intervalle d'arrivée ?

Merci de ces explications et surtout de votre patience.

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 13:16

Citation :
Donc, si j'ai bien compris et que je m'exprime bien, si j'avais eu in intervalle I = [-3;0] j'aurais du avoir par défaut au moins J = [0;9] pour que tout les images soient comprises dans mon intervalle d'arrivée ?
Oui c'est bien ça.

Ensuite, il suffisait de prendre un intervalle un peu plus gros que celui-ci pour que la fonction ne soit pas surjective.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 13:16

Pour répondre à Lafol, je ne vois pas pour injection et surjective et pour aucun des deux en quoi l'intervalle est bon :/
Pour les 2 permiers je suis ok

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 13:27

Sur le même modèle tu peux continuer, en proposant des intervalles I, J tels qu'on n'ait pas l'injectivité mais qu'on ait la surjectivité.

Quand tu auras réussis il n'y aura aucune difficulté à terminer.

Posté par
lafol Moderateur
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 15:57

de IR dans IR elle n'est pas surjective parce que par exemple -2 n'a pas d'antécédent. elle n'est pas non plus injective parce que par exemple 2 et -2 ont la même image (ou si tu préfères, 4 a strictement plus d'un antécédent)

de IR+ dans IR+, tout y de IR+ a exactement un antécédent, c'est-à-dire un réel positif x vérifiant x² = y (antécédent qu'on appelle communément racine de y ....) donc on a à la fois injectivité et surjectivité.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:23

Pour la surjectivité mais pas l'injectivité, je peux dire que I = [0;16] et J=[-4;0]?

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:32

Euhm, non ça ne va pas parce que tu n'as même pas une fonction.

Reviens aux définitions d'une fonction injective, surjective...

Citation :
f est injective sur I : tout élément J a au plus un antécédent dans I par f. (Dit autrement, elle ne prend jamais deux fois la même valeur.)
Il s'agit ici de jouer sur l'ensemble de départ.

f est surjective de I sur J : tout élément J a au moins un antécédent dans I par f.
Il s'agit ici de jouer sur l'ensemble d'arrivé.
Donc pour ne pas avoir injectivité il suffit de prendre un I qui soit tel que : un élément de J admet au moins deux antécédents.
Un tel intervalle peut se déterminer sans problème juste en observant le graphique, par exemple [-1 , 1], on a f(-1) = f(1) = 1 donc f n'est pas injective sur [-1 , 1].

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:42

Pour avoir injectivité : tu définis un intervalle sur l'axe des abscisses et tu observes (au niveau des ordonnées) si la fonction ne prend pas deux fois la même valeur .
Donc pour ne pas avoir injectivité, il suffit de prendre un intervalle sur l'axe des abscisses sur lequel la fonction prend au moins deux fois la même valeur.

Pour avoir surjectivité : tu définis un intervalle sur l'axe des ordonnées tel que tout élément de cet intervalle admet au moins un antécédent par la fonction.
Pour ne pas avoir surjectivité : tu définis un intervalle sur l'axe des ordonnées tel qu'au moins un élément de cet intervalle n'admet pas d'antécédent par la fonction.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:43

Oui je vois, j'ai tenté je ne sais quoi mais ça fonctionne pas je confirme..

J'ai bien compris ( je pense ) :

Pour l'ensemble ou f est surjective mais pas injective on à donc comme tu as dit :
I = [-1;1] ( car il y a déjà deux antécédents donc pas injective ) et  J = [0;1] ? Ou [0;2] marche aussi?

Merci !

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:45

Citation :
I = [-1;1] ( car il y a déjà deux antécédents donc pas injective ) et  J = [0;1] ?
Oui.

Citation :
Ou [0;2] marche aussi?
Si tu prends J = [0 , 2] f n'est pas surjective car 2 n'a pas d'antécédent par f dans [-1 , 1].

Regarde mon précédent message.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:53

Oui j'ai posté sans rafraîchir je n'avais pas vu!
Donc pour vérifier que j'ai bien compris, j'aurais pu dire aussi I=[-2;2]?

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 18:58

Citation :
j'aurais pu dire aussi I=[-2;2]?
Oui et J = ?.

Il y a bien une infinité de possibilités, I = [-1 , 3] et J = [0 , 9] par exemple (regarde graphiquement).
Non injective car par exemple 1 admet pour antécédents : -1 et 1. Surjective car f([-1 , 3]) = [0 , 9].

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 19:01

Et J=[0;4] ?

Oui c'set sur mais autant prendre le I=[-1;1] et J[0;1] le plus simple/rapide je pense.

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 19:04

Oui.

Tu peux faire le cas non surjective, non injective (il suffit d'exploiter les précédentes études par exemple).
Puis bijective (ce devrait être le plus rapide).

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 19:30

Remarque que comme rien n'était imposé sur I ou J on aurait pu prendre :

I = \{0\} et J = \{0 , 1\} : injective et non surjective ;
I = \{-1 , 1\} et J = \{1\} : non injective et surjective ;
I = \{-1 , 1\} et J = \{0 , 1\} : non injective et non surjective ;
I = \{0\} et J = \{0\} : bijective.

On est resté simple et on a été rapide également.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 20:22

On peut rester sur I=[0;1] et J=[0;1] pour bijective et pour ni l'un ni l'autre I=[-1;1] et J=[-1;1] ?

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 20:24

Oui.

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 20:29

Ah merci beaucoup!

Posté par
mdr_non
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 20:30

Je t'en prie : ) Bonne continuation : )

Posté par
Nekazo
re : Injection/Surjection 19-06-16 à 20:37

Merci bien, pareillement !
Je risque de re poster sous peu de toute façon



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