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Niveau Maths sup
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Injection, surjection et image réciproque

Posté par Profil Ramanujan 01-07-19 à 23:38

Bonsoir,

Soit f : \R^2 \longrightarrow \R^2 \\ (x,y) \mapsto (x+y,xy)

1/ Est-elle injective ? surjective ?

2/ Montrer que (X,Y) \in f(\R^2) si et seulement si X^2-4Y \geq 0.

3/ Déterminer l'image réciproque d'une droite parallèle à Oy, puis l'image réciproque d'une droite parallèle à Ox.


Pour la question 1, elle n'est pas injective car f(0,1)=f(1,0) avec (0,1) \ne (1,0)
Pour la surjectivité je dirais que (1,1) n'a pas d'antécédent mais je n'arrive pas à le démontrer. Il faut montrer que le système :

\begin{cases} x+y=1\\ xy= 1 \end{cases} n'admet pas de solutions. Comment démontrer qu'un système n'admet aucune solution ?

Posté par
verdurin
re : Injection, surjection et image réciproque 01-07-19 à 23:49

Bonsoir,
(X-x)(X-y)=X^2-(x+y)X+xy

Donc si x+y=S et xy=P alors x et y sont solutions de l'équation X^2-SX+P=0

Posté par Profil Ramanujanre : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 00:06

Jolie astuce

Du coup si x+y=1 et xy=1, alors x et y seraient solution de l'équation suivante : x^2-x+1=0
Le discriminant vaut : \Delta=1-4=-3 <0
x et y étant des réels, cette équation n'a pas de solution.
On obtient une contradiction. Donc il n'existe pas de couple (x,y) vérifiant f(x,y)=(1,1)
f n'est pas surjective.

Je réfléchis à la suite.

Posté par Profil Ramanujanre : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 01:58

Pour la question 2 :

(X,Y) \in f(\R^2) si et seulement si \exists(x,y) \in \R^2 tel que \begin{cases} X=x+y\\ Y=xy \end{cases}

Mais après je bloque.

Posté par
jsvdb
re : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 03:26

Salut !

Tu reprends ce que t'as dit verdurin.

X et Y sont solutions de l'équation en Z suivante :

Z^2 - XZ + Y = 0 donc le discriminant est positif ... et inversement.

Posté par Profil Ramanujanre : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 04:15

Oui je vois mais je n'arrive pas à démontrer l'équivalence suivante :

\exists(x,y) \in \R^2 tel que X=x+y et Y=xy si et seulement si Z^2 - XZ + Y =0  possède 2 solutions.

Posté par
luzak
re : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 08:10

Pourquoi vouloir DEUX solutions ? Si x=y où est le problème ?

Posté par Profil Ramanujanre : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 09:49

J'ai trouvé la question 2.

Les réels x,y sont solution de  T^2-XT+Y=0 si et seulement si les racines vérifient X=x+y et Y=xy si et seulement si \Delta=X^2-4Y \geq 0

Pour la 3 :

Notons D la droite parallèle à (Oy) d'équation : X=a

u^{-1}(D)=\{(x,y) \in \R^2, x+y=a \} = \{(x,a-x) , x \in \R \}
C'est la droite d'équation y=a-x


Notons D' la droite parallèle à (Ox) d'équation : Y=a

u^{-1}(D')=\{(x,y) \in \R^2, y=ax \}

Comment identifier cet ensemble ?

Posté par
lionel52
re : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 10:28

Bon déjà ne pas reconnaitre l'ensemble  \{y = ax\} passé le collège c'est grave mais bon soit on est habitués avec toi.

Pour la 1ere partie de la 3 au fond t'as rien prouvé et tu t'es sûrement planté vu que la présence de solutions dépend d'un certain discriminant...
Tu prends classiquement
M = (x_0, y_0) = (a, y_0) \in D et tu cherches les (x,y) tel que f(x,y) = M

x + y = a
 \\ xy = y_0 
 \\

Soit, x,y solutions de X^2 - aX + y_0

Et là y a un vrai truc à faire.
Les solutions sont y = a - x, et  x = \frac{1}{2}(a \pm \sqrt{\Delta})

Tu as donc 2 ensembles qui sont je pense disjoints, 2 portions de droites à trouver, sauf erreur. On te laisse chercher, tu peux revenir quand t'as un élément de réponse?

Posté par Profil Ramanujanre : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 10:46

Lionel vous compliquez pas la chose inutilement ?

Je corrige mon erreur de frappe.


Notons D la droite parallèle à (Oy) d'équation : X=a

u^{-1}(D)=\{(x,y) \in \R^2, f(x,y)=(a,y) \}=\{(x,y) \in \R^2, x+y=a \}  
C'est la droite d'équation y=a-x

Notons D' la droite parallèle à (Ox) d'équation : Y=a

u^{-1}(D')=\{(x,y) \in \R^2, f(x,y)=(x,a) \} = \{(x,y) \in \R^2, xy=a \}

C'est l'ensemble des points qui vérifient : xy=a que je cherchais...

Posté par
fortissimo2
re : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 11:14

Bonjour

Je me permets d'expliciter un peu ce que Lionel a voulu expliquer

En fait le point manquant dans votre raisonnement Ramanujan c'est que vous oubliez une des condition pour que les points coincident :
ce qu'il faut c'est que le couple (x,y) coincident tels que f(x,y) = (X,Y)
sur cette ligne là vous oubliez une des conditions :
 \{(x,y) \in \R^2, f(x,y)=(a,y_0)\}=\{(x,y) \in \R^2, x+y=a \}  

vous oubliez  xy = y_0 a cause d'un conflit de notations (vous avez confondu y0 la coordonnée du point dont on cherche l'antécédent et y la coordonnée de l'antécédent cherché)

Posté par
lionel52
re : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 11:16

C'est vrai, j'ai déconné sur le coup. Désolé Ramanujan


xy = a tu peux le réecrire sous la forme y = a/x ça s'appelle une hyperbole mais bon on s'en fiche un peu, ça ressemble à une fonction inverse c'est tout...

Posté par
lionel52
re : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 11:18

Bah en fait on s'en fiche de savoir si le couple (a,y) de D est atteint.
Si x + y = a, alors (x+y,xy) € D  et réciproquement. Donc pas besoin de s'embêter davantage

Posté par Profil Ramanujanre : Injection, surjection et image réciproque 02-07-19 à 12:27

Ok merci.

Pour u^{-1}(D')= \{(x,y) \in \R^2, xy=a \}

Si a=0 C'est la réunion de l'axe des abscisses et de l'axe des ordonnées.

Si a \ne 0 on a : x \ne 0 donc c'est l'hyperbole y=\dfrac{a}{x}



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