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Niveau Maths sup
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relation d'ordre total sur C

Posté par
sgu35
06-11-20 à 22:06

Bonsoir,
dans mon livre on nous dit qu'il n'existe sur C aucune relation d'ordre total <= compatible avec les opérations d'addition et de multiplication, c'est-à-dire vérifiant les propriétés :
z'<=z'' => z+z'<=z+z''
et
z'<=z'' avec 0<=z =>zz'<=zz''
Puis on nous indique  que si c'était le cas, les complexes i et -i seraient de signe contraire, et leur produit serait donc négatif, or on a i(-i)=1>0

Comment arrive-t-on à ce résultat?

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 06-11-20 à 22:14

Bonjour sgu35.

Supposons -i < 0 < i.
On a donc en multipliant par i (supposé positif) que 1 <0<-1 et en remultipliant par i que i < 0<-i. Absurde.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 06-11-20 à 22:20

OK, mais est-ce que l'on peut conclure directement que c'est absurde simplement en ayant 1<0<-1?

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 06-11-20 à 22:43

Non, à priori, rien n'interdit que 1 < 0 < -1 ... c'est la relation d'ordre qui veut cela.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 06-11-20 à 22:48

c'est étrange
mais je pense qu'il faudrait aussi traiter le cas où i<0<-i, qui nous amène à
-i<0<i

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 06-11-20 à 22:59

Non ! pas besoin : à partir du moment où tu as -i < 0 < i~{\blue \Rightarrow}~1 <0<-1~{\blue \Rightarrow}~i<0<-i c'est fini, ça veut dire que ta relation d'ordre n'est pas compatible.

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 06-11-20 à 23:13

Citation :
Puis on nous indique  que si c'était le cas, les complexes i et -i seraient de signe contraire, et leur produit serait donc négatif, or on a i(-i)=1>0

C'est inexact car on peut toujours arguer que dans la relation d'ordre étudiée, on a 1 < 0.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 07:51

Bonjour à tous, je voudrais revenir sur une chose : comment sait-on que i et -i sont de signe contraire  ?

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 07:54

Salut
Quelle est la définition mathématique de « être de signe contraire » ?

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 07:57

Autre chose : quand on écrit -i < 0 < i, de quel opérateur s'agit-il ? De la relation d'ordre <= ou de la relation < (strictement inférieur) agissant sur deux réels?

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:03

La définition mathématique de "x et y sont de signe contraire" est x=<0<=y ou y=<0<=x, sachant que 0 a les deux signes.

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:13

sgu35 @ 17-05-2021 à 07:57

Autre chose : quand on écrit -i < 0 < i, de quel opérateur s'agit-il ? De la relation d'ordre <= ou de la relation < (strictement inférieur) agissant sur deux réels?

Il s'agit d'une relation d'ordre QUELCONQUE sur C dont on suppose qu'elle est compatible avec les opérations de corps.

Sinon, x et y sont de signes contraires si, tout simplement, x+y=0.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:23

Comment sait-on que i-i=0?  S'agit-il de l'opérateur adition (+) opérant sur 2 nombres complexes?

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:24

Euh non tu as raison pour les signes contraires, ce que je t'ai donné, c'est la définition de « opposé ».

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:26

sgu35 @ 17-05-2021 à 08:23

Comment sait-on que i-i=0?  S'agit-il de l'opérateur adition (+) opérant sur 2 nombres complexes?

i-i est par définition la contraction de i + (-i) où l'objet noté -i est l'opposé de l'objet i.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:28

Ok, donc si on résume on a i+(-i)=0 donc i et -i sont opposés et par conséquent sont de signes contraires.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:32

et on sait que le produit de deux nombres de signes contraires est négatif. Or ici i*(-i)=1 donc il n'existe sur C aucune relation d'ordre total <= compatible avec les opérations d'addition et de multiplication.

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:33

jsvdb @ 06-11-2020 à 23:13

Citation :
Puis on nous indique  que si c'était le cas, les complexes i et -i seraient de signe contraire, et leur produit serait donc négatif, or on a i(-i)=1>0

C'est inexact car on peut toujours arguer que dans la relation d'ordre étudiée, on a 1 < 0.


L'argument donné dans la citation est tout à fait exact. Dans un corps ordonné (par un ordre total compatible avec les opérations du corps), on a nécessairement 1>0.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:37

Comment sait-on que 1>0 dans n'importe quel corps ordonné par un ordre total compatible avec les opérations du corps?

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:48

Tu le fais par l'absurde :

Si tu as 1 < 0 et si z > 0 alors par compatibilité de la multiplication avec la relation d'ordre, tu as 1.z < 0.z et donc z < 0, ce qui est absurde.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:52

Ok merci beaucoup de ton aide!

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:53

Mais ne faudrait-il pas mettre 1<=0 ?

Posté par
jsvdb
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:56

Tu peux aussi, mais bon, à priori, dans un corps non réduit à un seul élément, on a 1 \neq 0. Donc 1 \leq 0 et 1 \neq 0 donnent 1 < 0.

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 08:58

On a donc un corps K muni d'un ordre total \le qui vérifie :
(i) x \le y \Rightarrow x + z \le y + z,
(ii) 0 \le x,\;0 \le y \Rightarrow 0 \le x y.
Je te laisse démontrer que tout carré est positif ou nul (et par conséquent 1>0). (Indication : si x\le 0, alors 0\le -x).

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 17-05-21 à 09:00

Citation :
dans un corps non réduit à un seul élément

Un corps n'est jamais réduit à un élément. 0\neq 1 fait partie des axiomes de corps.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 18-05-21 à 08:40

Est-ce que (-z)*(-z)=z² dans le corps \C?

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 18-05-21 à 09:19

Franchement, je trouve que tu poses une drôle de question ! Es-tu vraiment déstabilisé par cette question d'ordre sur \C au point de douter de ça ?

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 18-05-21 à 09:24

Donc ta réponse est oui?
Je pense que c'est vrai car -z=-1*z et (-z)*(-z)=(-1)*(-1)*z*z=z² car la multiplication est commutative dans le corps \C.

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 18-05-21 à 11:05

sgu35, tu es en première année de licence ? à Rennes, si j'en crois le 35 ?
La commutativité de la multiplication n'a rien à faire ici. Dans tout anneau, commutatif ou non, (-a)\,b=-(a\,b) car (-a)\,b+a\,b=(-a+a)\,b=0 et de même a\,(-b)=-(a\,b). Par conséquent (-a)\,(-b)=-(a\,(-b))=a\,b.

Posté par
malou Webmaster
re : relation d'ordre total sur C 18-05-21 à 11:10

Bonjour à tous
au fait sgu35, tu ne sembles plus être en terminale ! peux-tu modifier ton profil s'il te plaît
je te remercie

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 25-05-21 à 09:31

Merci à tous!

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 29-05-21 à 08:56

Donc si je récapitule :
Si -i \le 0 et 0 \le i, on obtient i*(-i) \le 0, soit 1 \le 0 ce qui contredit la propriété des corps que 1>0.
De plus, si i \le 0 et 0 \le -i, on obtient de même (-i)*i \le 0, soit 1 \le 0, ce qui contredit aussi cette même propriété.
D'où : il n'existe sur \C aucune relation d'ordre total compatible avec les opérations d'addition et de multiplication.

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 29-05-21 à 09:38

Variante : dans un corps ordonné, tout carré est positif. Donc 1 est positif, et -1 est négatif. Or -1 est un carré dans \C. Donc \C ne peut pas être ordonné en tant que corps.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 29-05-21 à 09:41

Comment sais-tu que -1 est négatif?

Posté par
lafol Moderateur
re : relation d'ordre total sur C 29-05-21 à 17:30

Bonjour
il l'a expliqué plus haut .... 1 \geq 0 donc 1+(-1)\geq 0+(-1)
On peut aussi dire que si une relation d'ordre était compatible avec la structure de corps, tous les éléments de \C seraient positifs, puisque tous sont des carrés.
Mézalor ! x-y\geq 0 donc x\geq y et y-x \geq 0 donc y \geq x, et ce pour tous x,y complexes.... finalement, tous les complexes seraient égaux, ça se saurait (outre le fait que comme l'a aussi déjà rappelé GBZM, 0\neq 1 dans un corps)

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 29-05-21 à 18:51

Comment tu aboutis à x-y>=0 et y-x>=0?

Posté par
GBZM
re : relation d'ordre total sur C 29-05-21 à 19:27

S'il te plait, sgu35, fais l'effort de réfléchir posément à ce qui est écrit.
Si lafol a écrit "tous les éléments seraient positifs", ça vaut pour x-y et ça vaut aussi pour y-x.

Posté par
sgu35
re : relation d'ordre total sur C 30-05-21 à 18:01

Ok merci!



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