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Niveau Maths sup
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Partition et relation d'équivalence

Posté par Profil Ramanujan 28-06-19 à 19:59

Bonsoir,

Soit \mathcal{U} une partition de E. Montrer que :

\forall x \in E, \forall y \in E, x \mathcal{R} y \Leftrightarrow (\exists A \in \mathcal{U}, x \in A \ \text{et} \ y \in A ) est une relation d'équivalence dont les classes sont les éléments de \mathcal{U}.

Je bloque dès la réflexivité. Je dois montrer que :

x \mathcal{R} x \Leftrightarrow \forall x \in E,  \exists A \in \mathcal{U}, x \in A

Posté par
verdurin
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 20:08

Bonsoir,
si \mathcal{U} est une partition de E alors, par définition d'une partition, quelque soit x dans E, il existe un unique A dans \mathcal{U} tel que x\in A.

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 20:24

Bonsoir !
Tu remplaces y par x dans ta définition et c'est fini.

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 20:27

Ah d'accord merci, j'avais oublié d'utiliser la condition : \bigcup_{A \in \mathcal{U}} A =E

La symétrie c'est évident.

Pour la réflexivité. Soient (x,y,z) \in E^3. Supposons que x \mathcal{R} y et que y \mathcal{R} z.

Ainsi : \exists A \in \mathcal{U}, (x \in A \ \text{et} \ y \in A ) et \exists B \in \mathcal{U}, (y \in B \ \text{et} \ z \in B )

Et là je bloque

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 20:49

Il s'agit d'une partition donc si x est dans A avec y et si y est dans B alors x est dans B et comme z est dans B ... il y a transitivité.

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 20:50

En l'occurrence A = B

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 20:57

Supposons par l'absurde que :  A  \ne B
On sait que : y \in A \cap B   
Mais A \ne B \implies A \cap B = \emptyset

Donc y \in \emptyset ce qui est absurde.

Pour montrer que toutes les classes sont des éléments de \mathcal{U}, il faut montrer que :

\mathcal{U} = \bigcup_{x \in E} cl(x) ?

Posté par
verdurin
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 22:23

Tu te compliques beaucoup la vie en voulant être formel.

Certes
\mathcal{U} = \bigcup_{x \in E} cl(x).

Mais, par définition d'une partition, un élément x de E appartient à un unique élément de  \mathcal{U}.

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 22:41

Montrons que \mathcal{U} \subset \bigcup_{x \in E} cl(x)

Soit A \in \mathcal{U}  .

Il faut montrer que A \subset \bigcup_{x \in E} cl(x) c'est-à-dire qu'il existe un élément x \in E tel que A=cl(x)

Mais après je bloque.

Posté par
lafol Moderateur
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 22:53

Bonsoir
une partition ne contient pas l'ensemble vide
donc il existe au moins un x dans A
et par définition de la relation d'équivalence, A = la classe de ce x

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 22:55

Partition et relation d'équivalence sont l'avers et le revers d'une même médaille.

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 23:16

Soit x \in A \subset \mathcal{U}.

@Lafol
Vous dites que c'est évident, mais j'aimerais démontrer que :  cl(x)=A

cl(x)=\{y \in E, \exists A \in \mathcal{U}, (x \in A \ \text{et}  y \in A) \}

Par définition : A \subset cl(x)

Montrons que cl(x) \subset A

Soit y \in cl(x). Il existe donc A' \in \mathcal{U} tel que x \in A \ \text{et} y \in A'.
Donc x \in A \cap A'. Si A \ne A', comme \mathcal{U} est une partition de E, on trouve x \in \emptyset ce qui est absurde.
Donc A=A' et ainsi  y \in A.

On a montré cl(x)=A

On est parti de A \in \mathcal{U} et on a trouvé un x \in E tel que A=cl(x). Donc A est une classe d'équivalence.

Mais je m'emmêle les pinceaux, quelle inclusion a-t-on montré dans l'égalité : \mathcal{U} = \bigcup_{x \in E} cl(x) en montrant que cl(x)=A ?

Posté par
verdurin
re : Partition et relation d'équivalence 28-06-19 à 23:24

Ramanujan @ 28-06-2019 à 22:41

Montrons que \mathcal{U} \subset \bigcup_{x \in E} cl(x)

[ . . . ]
Ça n'a aucun sens.
\mathcal{U} est un sous-ensemble de \mathfrak{P}(E)  et \bigcup_{x \in E} cl(x) est un élément de \mathfrak{P}(E).

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 00:21

@Ramanujan

Les choses peuvent être résumées simplement dans un bon français.

Si E est une partition d'un ensemble X (bien entendu, chaque élément de la partition n'est jamais l'ensemble vide), alors on dit que deux objets de X sont équivalents s'ils sont éléments d'un même membre de la partition.

Que cela soit une relation d'équivalence entre éléments de l'ensemble X est quasiment une évidence.

Du coup, tous les éléments équivalents à un élément x donné est précisément l'ensemble des membres du membre de la partition où se trouve x (oui, il y a deux degré de membres : ceux de la partition, et les éléments d'un membre de la partition)

Exemple trivial et appétissant : j'ai des bonbons dans quatre sachets, je dis que pour un bonbon x donné, un bonbon y lui sera équivalent s'il est dans le même sachet que x.
La classe d'équivalence du bonbon x est donc formée de tous les bonbons qui se trouvent dans le même sachet que x.

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 00:22

Citation :
il y a deux degré de membres : ceux de la partition, et les éléments d'un membre de la partition

C'est précisément ce que verdurin met en évidence dans son message juste au dessus.

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 05:36

Ok Verdurin vous avez raison ! Je ne suis pas habitué à manipuler les partitions.

Sinon pourrions nous revenir à mon exercice ? Car vos explications, je ne vois pas trop le lien avec l'exercice proposé.

Comment montrer que les classes sont les éléments de \mathcal{U} ?

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 05:39

Le bon français ne m'aide pas trop, je préfère le formalisme des démonstrations.

Posté par
carpediem
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 11:56

salut

franchement jsvdb a tout dit dans son msg de 00h21 ...

bon ensuite il complique avec ces deux niveaux de membre ...

si E est un ensemble et (E_i) une partition de E alors deux éléments x et y sont en relation ou sont équivalents) s'ils sont dans le même ensemble E_i de la partition

et tout se dit en français simplement ...

Ramanujan @ 29-06-2019 à 05:39

Le bon français ne m'aide pas trop, je préfère le formalisme des démonstrations.
alors tu ne risques pas de faire de math ...

car ici la démonstration peut-être certes formalisée mais beaucoup plus riche d'apprentissage quand elle est fait en français ...

et le formalisme n'est qu'une traduction symbolique de ce qui est dit en français ...

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 12:28

"si E est un ensemble et (E_i) une partition de E alors deux éléments x et y sont en relation ou sont équivalents) s'ils sont dans le même ensemble E_i de la partition"

C'est justement ce qu'il faut démontrer ici. Et je n'ai pas compris pourquoi on montre que cl(x)=A

Posté par
lafol Moderateur
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 12:35

Comme disait un de nos grands hommes, ce qui se conçoit bien s'énonce clairement.
Le fait de préférer jargonner, que ce soit en formalisation mathématique à outrance ou dans tout autre domaine, n'est souvent que le symptôme d'une incompréhension profonde des notions sous-jacentes...

Posté par
lafol Moderateur
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 12:37

Ramanujan @ 29-06-2019 à 12:28

"si E est un ensemble et (E_i) une partition de E alors deux éléments x et y sont en relation ou sont équivalents) s'ils sont dans le même ensemble E_i de la partition"

C'est justement ce qu'il faut démontrer ici. Et je n'ai pas compris pourquoi on montre que cl(x)=A


Ce n'est pas ce qu'il faut démontrer ! C'est précisément ce que dit la définition de la relation d'équivalence de ton exercice !

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 13:15

lafol @ 29-06-2019 à 12:35

Comme disait un de nos grands hommes, ce qui se conçoit bien s'énonce clairement, ...

...et les mots pour le dirent arrivent aisément ... donc
Citation :
Le fait de préférer jargonner,  n'est etc etc


N'ayons pas peur de citer ce merveilleux passage de Nicolas BOILEAU :

Il est certains esprits dont les sombres pensées
Sont d'un nuage épais toujours embarrassées ;
Le jour de la raison ne le saurait percer.
Avant donc que d'écrire apprenez à penser. (ça va faire plaisir à carpediem)
Selon que notre idée est plus ou moins obscure,
L'expression la suit, ou moins nette, ou plus pure.
Ce que l'on conçoit bien s'énonce clairement,
Et les mots pour le dire arrivent aisément.


Boileau, Art poétique, Chant I, v147

Et pour ceux qui auraient des soucis pour travailler et retravailler, un des passages suivants est :

Hâtez-vous lentement ;
et, sans perdre courage, Vingt fois sur le métier remettez votre ouvrage :
Polissez-le sans cesse et le repolissez ;
Ajoutez quelquefois, et souvent effacez.


A lire et méditer ...

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 13:15

J'essaie de traduire mathématiquement ce qu'il faut démontrer. C'est bien ça :

 X \in \mathcal{U} \Longleftrightarrow \exists x \in E, X=cl(x) ?

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 13:16

Le jour de ma raison n'arrive plus à te percer ...

Posté par
malou Webmaster
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 13:30

Ramanujan @ 29-06-2019 à 05:39

Le bon français ne m'aide pas trop, je préfère le formalisme des démonstrations.


personnellement, j'y vois là une explication à ton incomprehension de sujets parfois très simples....à méditer peut-être....

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 13:35

a méditer surement ...

lafol @ 29-06-2019 à 12:35

Le fait de préférer jargonner, [***] n'est souvent que le symptôme d'une incompréhension profonde des notions sous-jacentes...

Posté par
malou Webmaster
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 13:44

c'était un euphémisme ....

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 15:03

Vous trouvez cet exercice très simple ?

Bref, l'équivalence est bien celle-là :

 X \in \mathcal{U} \Longleftrightarrow \exists x \in E, X=cl(x)   ?

Posté par
carpediem
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 15:14

Ramanujan @ 28-06-2019 à 19:59

Bonsoir,

Soit \mathcal{U} une partition de E. Montrer que :

\forall x \in E, \forall y \in E, x \mathcal{R} y \Leftrightarrow (\exists A \in \mathcal{U}, x \in A \ \text{et} \ y \in A ) est une relation d'équivalence dont les classes sont les éléments de \mathcal{U}. soit en français : les éléments x et y de E sont en relation (ou équivalent ou dans la même classe d'équivalence) s'ils appartiennent à un même ensemble A de la partition U

Je bloque dès la réflexivité. Je dois montrer que :

x \mathcal{R} x \Leftrightarrow \forall x \in E,  \exists A \in \mathcal{U}, x \in A
donc la réflexivité est tout simplement :

\forall x \in E, \forall x \in E, x \mathcal{R} x \Leftrightarrow (\exists A \in \mathcal{U}, x \in A \ \text{et} \ x \in A ) il me semble que cette proposition est trivialement vraie ... avec/malgré toutes les redondances qu'elle comporte

PS : je n'ai fait qu'un copier-clooer de ta ligne latex et remplacer y par x ...

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 15:17

@Carpediem

J'ai réussi à montrer que c'est une relation d'équivalence, c'est la suite qui me pose problème.

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 15:18

jsvdb @ 28-06-2019 à 20:24

Tu remplaces y par x dans ta définition et c'est fini.

Ce que je disais dès le début

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 16:14

Bon finalement j'ai trouvé le raisonnement. Pour moi la difficulté principale était de penser à l'égalité \forall x \in A, \forall A \in \mathcal{U}, cl(x)=A. Une fois qu'on a montré cela, le reste coule de source.

Montrons que : tout ensemble appartient à \mathcal{U} si et seulement si cet ensemble est une classe d'équivalence de \mathcal{R} sur E.

Montrons que toute classe est élément de \mathcal{U}
Soit x \in E. \mathcal{U} est une partition de E ainsi il existe A \in \mathcal{U}, tel que x \in A.
Or cl(x)=A \in \mathcal{U}
A est bien une classe d'équivalence et c'est bien un élément de  \mathcal{U}

Réciproquement, montrons que tout élément de \mathcal{U} est une classe d'équivalence.
Soit A \in \mathcal{U}.
\mathcal{U} est une partition donc A \ne \emptyset.
Ainsi, \exists x \in A \in \mathcal{U}
On en déduit que cl(x)=A
On a montré qu'il existe un élément x \in A \subset E tel que cl(x)=A.
A est donc une classe d'équivalence.

On a montré que si  A \in \mathcal{U} alors A est une classe d'équivalence.

L'équivalence est démontrée.

Posté par
luzak
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 23:04

Citation :
Pour moi la difficulté principale était de penser à l'égalité \forall x \in A, \forall A \in \mathcal{U}, cl(x)=A. Une fois qu'on a montré cela, le reste coule de source.

Si tu as réussi à démontrer cela c'est que tu nous dépasse tous !

Posté par
jsvdb
re : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 23:27

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 29-06-19 à 23:37

Je n'ai pas compris l'erreur

Comment doit-on écrire les quantificateurs quand on écrit cl(x)=A ? Je sais juste que A \in \mathcal{U} et x \in A.

Par ailleurs, je n'ai pas compris pourquoi A \subset cl(x)

Posté par
mousse42
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 01:55

Salut Ramanujan,

Peux-tu me rappeler ce que tu veux montrer , et peux-tu préciser si c'est un exercice tiré de ton livre ou un exercice que tu as personnellement rédigé?

Sinon, si on sait que A\in \mathcal U et x\in A

On a  cl(x)\subset A puisque l'on a au moins l'élément x dans cl(x), et puisque par définition cl(x)\in \mathcal U et par hypothèse A\in \mathcal U et que  \mathcal U est une partition, on a cl(x)\cap A=\varnothing ou \cdots  , on conclut donc que \cdots

Posté par
mousse42
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 01:59

Citation :
On a  cl(x)\subset A puisque l'on a au moins l'élément x dans cl(x),


Je retire cette partie, à remplacer par : cl(x)\cap A\ne \varnothing, puisque l'on a au moins l'élément x dans cl(x)

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 11:03

C'est un exercice de mon livre.

J'étais dans la démonstration du résultat suivant : toutes les classes d'équivalence sont des éléments de \mathcal{U}

Pour cela, l'indication du livre était de démontrer que pour x \in A avec A \in \mathcal{U} on a :cl(x)=A

J'ai réussi l'inclusion cl(x) \subset A

Pour la seconde, je pense que vous m'avez donné la réponse.
Etant donné que x \in cl(x) (résultat du cours), en fixant x \in A on obtient que :

\forall x \in A, x \in cl(x) ce qui est équivalent à \forall x \in A, A \subset cl(x)

Posté par
lionel52
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 11:20

Citation :
Etant donné que x \in cl(x) (résultat du cours)



Tout choupi...  ça doit vraiment être le gros théorème de ce chapitre...

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 14:50

Ce n'est pas un théorème

Bon en fait j'avais encore faux. J'ai confondu les variables.

Soit x \in A avec A \in \mathcal{U}. On a : cl(x) = \{ y \in E, \exists A \in \mathcal{U}, x \in A \ \text{et} \ y \in A \}

Soit y un élément de A. Alors \exists A \in \mathcal{U}, x \in A \ \text{et} \ y \in A . Donc y \in cl(x)

On a montré \forall y \in A, y \in cl(x) \Leftrightarrow A  \subset cl(x)

Posté par
carpediem
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 15:03

trois jours pour quelque chose qui est d'une rare évidence et trivialité !!!

1/ que signifie la proposition : R est une relation d'équivalence sur un ensemble E ?

2/ quelle conséquence sur l'ensemble E ?

3/ si U est une partition de E quelle relation d'équivalence évidente peut-on produire ?(réciproque de 2/)

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 15:15

1/ Elle est réflexive, symétrique et transitive.

2/ Pas compris la question.

3/ La relation d'équivalence définie dans cet exercice. 2 éléments de E sont en relation si et seulement si ils appartiennent au même ensemble de la partition.

Posté par
XZ19
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 16:02

Bonjour
Pourquoi tu ne prends pas un exemple simple pour comprendre?
E=\lbrace 1\rbrace.  Considérons la  relation R définie dans E par 1 R 1.
C'est manifestement une relation d'équivalence  et il y a une seule classe d'équivalence
\\lbrace 1\rbrace  qui définit  une partition de E:      U=\lbrace \lbrace  1 \rbrace \rbrace.

Maintenant soit la partition U=\lbrace \lbrace 1\rbrace \rbrace de E.  Elle définit une relation au sens que tu as donné dans ton premier post,   qui est exactement définit 1 R 1.

Tu peux recommencer avec E=\lbrace 1, 2  , 3 \rbrace et la relation définie par  
1 R1 ,  1 R2 , 2 R 1  , 2R 2  et 3 R3.

Autrement dit, une relation d'équivalence  définit une partition  de l'ensemble sur lequel elle est définie. Mais cette partition caractérise la relation d'équivalence.

Posté par
malou Webmaster
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 16:13

XZ19
merci de renseigner ton profil correctement
(modérateur)

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 16:16

@XZ19
Avec votre exemple je comprends encore moins qu'avant. Incompréhensible pour moi. Je ne sais même pas ce que signifie "définir une partition" ou "caractériser une relation d'équivalence."

Posté par
XZ19
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 16:31

Bonjour
Et bien si  E={1,2,3}    U={{1,2},{3}}  ça définit une partition?

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 16:35

Oui c'est bien une partition.

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 17:56

Quelqu'un pourrait me dire ce qui est faux dans \forall x \in A, \forall A \in \mathcal{U}, cl(x)=A ?

Posté par
verdurin
re : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 17:59

Rien : c'est la définition de la relation d'équivalence que tu étudies.

Posté par Profil Ramanujanre : Partition et relation d'équivalence 30-06-19 à 18:49

Ok merci. Je croyais que la remarque de Luzak était là pour pointer une erreur.

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