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Niveau Maths sup
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Partition

Posté par
matheux14
02-10-21 à 03:41

Bonjour,

Merci d'avance.

Montrer que les ensembles suivants forment des partitions de E.

1) \forall n \in \N, A_n = \{n ; n+2\} et E=\N

2) \forall n \in \N, A_n = \{2n ; 2n+1\} et E=\N

3) \forall n \in \N, A_n =[2n ; 2n+1[   et E=\R^*

4) \forall n \in \N, A_n = \left[\dfrac{1}{n+1} ; \dfrac{1}{n} \right[ et E=]0;1[


Je compte faire en utilisant la propriété : Un ensemble de parties de X est une partition de X si : aucune de ces parties n'est vide ; leur union est égale à X ; elles sont deux à deux disjointes.

Mais je n'ai pas pu le faire avec la 1ere question.

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 04:14

Bonjour

À mon avis, la consigne est plutôt : "déterminer si les ensembles suivants forment une partition de E"

En effet, dans le premier cas, les ensembles ne forment pas une partition de E. Pourquoi ?

Posté par
DOMOREA
Partition 02-10-21 à 11:15

bonjour,
pour 4) c'est \forall n\in \mathbb{N}^*

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 12:23

Citation :
En effet, dans le premier cas, les ensembles ne forment pas une partition de E. Pourquoi ?


Pour le 1er cas, si n = 0 alors An = A0 = { 0 ; 2 }

Si n = 1 alors An= A1 = { 1 ; 3 }

A_0 \cap A_1 = \{ \}

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 12:31

Ça ne suffit pas. Pour être une partition, toutes les intersections deux à deux doivent être vides. Et A_2 alors ?

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 12:45

A2 = {2 ; 4}

A0 inter A2 = {2}..

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 12:47

Exact, conclusion : ce n'est pas une partition

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 13:05

2) Il me semble que ça marche, comment démontrer que toutes les intersections deux à deux sont vides ?

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 13:21

Soient n,m deux entiers distincts. Supposons également m>n par symétrie du raisonnement. Alors on peut montrer que les éléments de A_m sont strictement supérieurs à ceux de A_n

Enfin, ce n'est pas très dur de toute façons, ils n'en ont que deux (des élément)

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 13:21

Je vais essayer par récurrence..


An = { 2n ; 2n+1 } avec \forall n \in \N


Soit Pn : << A_{n} \cap A_{n+1} = \{ \} >>

A0 = { 0 ; 1 } et A1 = { 2 ; 3}

A_{0} \cap A_1 = \{ \} donc P0 vrai.

* Soit k \in \N ; supposons que Pk  vraie et montrons que Pk+1 vraie.

Pk vraie <==> A_k \cap A_{k+1} = \{2k ; 2k+1\} \cap \{ 2k+2 ; 2k+3 \} = \{ \}

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 13:45

Citation :
Soient n,m deux entiers distincts. Supposons également m>n par symétrie du raisonnement. Alors on peut montrer que les éléments de A_m sont strictement supérieurs à ceux de A_n


J'ai pas compris '' par symétrie du raisonnement''

Comment ça se fait ?

Posté par
carpediem
re : Partition 02-10-21 à 15:27

salut

as-tu compris ce que te dis

Zormuche @ 02-10-2021 à 12:31

Ça ne suffit pas. Pour être une partition, toutes les intersections deux à deux doivent être vides.


A_n = \{2n, 2n + 1\}
 \\ A_m = ...

il n'est pas difficile de comparer A_n et A_m ...

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 15:31

Si deux nombres (n et m) sont distincts, alors il y en a forcément un qui est strictement supérieur à l'autre. Je choisis de considérer uniquement le cas m>n, car l'autre cas "symétrique" (n>m) est exactement le même du point de vue de la démonstration, seuls les noms des lettres changent. Cela permet parfois de simplifier les choses

Ici un raisonnement par récurrence n'a pas sa place. Tu dois montrer que tous les ensembles sont deux à deux disjoints, c'est-à-dire que toutes les paires possibles d'ensembles sont disjointes.
En procédant par récurrence, tu montres seulement que A0 et A1 sont disjoints, puis que A1 et A2 sont disjoints... Mais qu'en est-il de A0 et A2 ? On ne peut rien en dire avec seulement ça.

Reprenons le cas général et oublions l'histoire de m>n, en fait ça n'est pas utile.
Soient n,m deux entiers distincts. On a :  A_n=\{2n,2n+1\},\quad\text{et}\quad A_m=\{2m,2m+1\}

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 15:32

(J'ai envoyé mon message précédent trop tôt par erreur)

Tous les ensembles  A_k  contiennent exactement un nombre pair et un nombre impair.
Quel est l'élément pair de  A_n ? Quel est l'élément pair de  A_m ? Sont-ils égaux ?
Quel est l'élément impair de  A_n ? Quel est l'élément impair de  A_m ? Sont-ils égaux ?
Conclusion.

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 15:53

*L'élément pair de An est 2n et celui de Am est 2m[rouge][/rouge]

2n ≠ 2m car m ≠ n

*L'élément impair de An est 2n+1 et celui de Am est 2m+1

2n+1 ≠ 2m+1 car m ≠ n

Conclusion : A_{m} \cap A_{n} = \{ \}

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 16:15

Exact.
Ensuite, est-ce qu'on a  \bigcup_{n\in\N} A_n = \N  ?

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 16:16

Citation :
leur union est égale à X


S'agit il de  l'union de la partition de An et de X ?

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 16:24

'' \bigcup_{n\in\N} A_n = \N  ? ''

J'ai pas compris ce que veut dire cette écriture..

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 19:32

Non, l'union de tous les ensembles  A_n

Est-ce que l'union est égale à l'ensemble \N  ?

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 19:33

Dans ton cas, le X en question, c'est l'ensemble total qu'on cherche à partitionner (tu l'as d'ailleurs appelé E dans ton exercice), c'est-à-dire  \N.

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 19:42

Ok,  \bigcup_{n\in\N} A_n = \bigcup_{n\in\N} \{2n ; 2n+1\} = \{0 ; 1\} \cup \{2 ; 3\} \cup \{4 ; 5\} \cup \dots \cup \{2n-1 ; 2n\} \cup \{2n ; 2n+1\} = \N  

Est ce qu'on ne devrait pas justifier qu'aucun de ces ensembles n'est vide même si celà est évident ?

Posté par
Zormuche
re : Partition 02-10-21 à 20:38

Oui, il faut justifier qu'ils ne sont pas vides aussi, même si c'est trivial. Une simple phrase fait l'affaire. Ils ne sont pas vides par définition, puisqu'ils contiennent au moins un élément.

Ta justification de l'union n'est pas rigoureuse. Déjà, l'union doit être infinie, c'est bien la subtilité.
Considère un entier  k\in \N. Est-ce qu'il existe  n\in\N  tel que  k\in A_n  ? Tu peux distinguer les deux cas suivants : lorsque k est impair, lorsque k est pair.

Posté par
matheux14
re : Partition 02-10-21 à 22:55

Si k est pair alors : k=2n avec n \in \N  et donc k \in \N

Si k est impair alors : k=2n+1 avec n \in \N et donc k \in \N

Posté par
Zormuche
re : Partition 03-10-21 à 04:57

Evidemment que si k est un entier pair ou impair, alors k est un entier  

Ce que je te demande de faire, c'est de montrer que si k est un entier, alors il appartient à un des An.
Et c'est pour ça que je te propose d'utiliser la parité de k : c'est beaucoup plus facile de trouver à quel An appartient k quand on connaît sa parité

Posté par
matheux14
re : Partition 03-10-21 à 22:59

Si k est pair alors : k=2n et k \in \{2n ; 2n+1\}

Si k est impair alors : k=2n+1 et k \in \{2n ; 2n+1\}

Posté par
Zormuche
re : Partition 04-10-21 à 01:28

Oui, donc  k\in A_n plus précisément.

Voilà, donc c'est bien une partition

Posté par
matheux14
re : Partition 04-10-21 à 01:30

Pour 3 et 4 , tu pourrais faire un exemple s'il te plaît

Posté par
Zormuche
re : Partition 04-10-21 à 04:19

Regarde précisément ce que valent A1, A2, A3
tu verras intuitivement si c'est une partition ou non.

Si ce n'en est pas une, tu sais pourquoi
Si c'en est une (selon toi), alors il ne reste plus qu'à le démontrer de la même façon que tout à l'heure



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