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Niveau Maths sup
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Relations d'ordre

Posté par
amateur75
17-09-14 à 23:16

Bonsoir,

j'aimerais savoir comment dénombrer les relations d'ordres en général (pas forcément totale). Par exemple sur un ensemble à 4 éléments comment faire pour ne pas en rater une?
Merci bien et bonne soirée.

Posté par
verdurin
re : Relations d'ordre 17-09-14 à 23:37

Bonsoir,
une relation d'ordre sur E est une partie de E² qui vérifie certaines propriétés.

Pour un ensemble à 4 éléments il suffit de vérifier 65 536 cas.

Posté par
amateur75
re : Relations d'ordre 17-09-14 à 23:48

Merci bien.
Juste pour être sur, lorsqu'on me dit de donner le nombre de relations d'ordre sur l'ensemble P({ {1,2,3} }) par exemple, il s'agit bien de trouver les relations d'ordres de {1,2,3} ?

Posté par
verdurin
re : Relations d'ordre 18-09-14 à 00:01

Oui.

Mais il y en a beaucoup.

Posté par
frenicle
re : Relations d'ordre 18-09-14 à 09:04

Bonjour,

P(\{\{1,2,3\}\}) est un ensemble à deux éléments.
En effet, c'est l'ensemble des parties de l'ensemble \{\{1,2,3\}\}, ensemble qui contient lui-même un seul élément, à savoir \{1,2,3\}.

Plus précisément : P(\{\{1,2,3\}\}) = \{\emptyset, \{1,2,3\}\}

Il s'agit donc de dénombrer les relations d'ordre sur cet ensemble à deux éléments...

Posté par
frenicle
re : Relations d'ordre 18-09-14 à 09:11

Correction :

Plus précisément : P(\{\{1,2,3\}\}) = \{\emptyset, \{\{1,2,3\}\}\}

Posté par
Slight
re : Relations d'ordre 18-09-14 à 10:21

Dites, comment vous faîtes pour dénombrer le nombre de relations d'ordre possible d'un ensemble à n éléments ?
Parce que je ne connais pas de formule qui me donne ça ... ?

Posté par
Robot
re : Relations d'ordre 18-09-14 à 10:33

Il n'y a pas de formule générale pour compter le nombre d'ordres partiels sur un ensemble à n éléments. Il semble que la réponse ne soit explicitement connue que jusqu'à n=18.
Pour n=4, il y a 219 ordres partiels.

Référence : OEIS

Posté par
Slight
re : Relations d'ordre 19-09-14 à 00:42

Je vois ...
Assez étonnant les résultats ... Bref, je vais essayer de creuser un peu le sujet de mon côté ...
Merci

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 19-09-14 à 21:23

Bonsoir,

Citation :
amateur75
j'aimerais savoir comment dénombrer les relations d'ordres en général (pas forcément totale). Par exemple sur un ensemble à 4 éléments comment faire pour ne pas en rater une?

Le problème que tu te poses est à classer dans la théorie des graphes avec le vocabulaire adéquat. Une relation d'ordre sur un ensemble sur un ensemble E à n éléments peut être considérée comme un graphe de sommets de E ayant des propriétés particulières.
L'idée de base de mon algorithme est:
1) Construire une relation d'ordre total notée \le (j'utiliserais le vocabulaire en conséquence) sur E (axiome du choix),on le fait déjà quand on définit E par extension, pourquoi écrire W=\{a,b,\c\} et non W=\{b,a,\c\}.  C'est comme Mr Jourdain qui faisait de la prose sans le savoir.
2) Prendre une partie F_k de  E à k éléments munie de la relation d'ordre total héritée de E et lui ajouter un élément, puis un deuxième jusqu'à épuisement de son complémentaire G_k = F_{n-k).
Quand je dis ajouter un élément x a F_k, j'entends : Munir F_k \cup \{x\}  d'une relation d'ordre partiel (pas total),respectant l'ordre de F_k, je peux:
a) insérer avant un élément y:  c'est à dire je pose x\le y et x n'est pas comparable aux éléments précédents y.
b) insérer après un élément y:  c'est à dire je pose y\le x et x n'est pas comparable aux éléments suivants y.
c) insérer entre deux éléments y et z, y\le z:  c'est à dire je pose y\le x\le z, x n'est pas comparable aux éléments compris entre y et z (s'il y en a).
Les insertions à exclure sont celles qui donnent un ordre total:
i)  insérer x avant le 1er élément de F_k
ii) insérer x après le derneir élément de F_k
iii) insérer x entre 2 éléments y et z consécutifs de F_k
Quand toutes les insertions sont faites, on ajoute à F_k tous les éléments de son complémentaire comme éléments comparables uniquement à eux-mêmes, on a alors muni E d'un relation d'ordre partiel.
3)
4) Reprendre tous



aprée un élen . je  

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 19-09-14 à 22:52

Click intempestif. sur "POSTER"

3) Pour l'ajout du 2ème, reprendre les parties F_{k+1} ainsi construites et insérer le 2ème élément sans précaution particulière, l'ordre sera partiel.
Ayant fini l'insertion, on ajoute à K_{k+1} les éléments restants de son complémentaire comme éléments comparables uniquement à eux-mêmes.
.....
n-k) A cette étape, il restera un seul élément à ajouter, on fera toutes les insertions possibles, chaque insertion donne un ensemble E ordonné.
n-k+1), on complétera la construction en prenant E muni de la structure d'ordre totale initiale, ce qu'on pouvait faire depuis mais c'est trop tard pour la correction.

PS:
1) Vérifier à chaque étape 2) que le F_k choisi n'a pas été déjà utilisé avant, F_k  peut hériter d'une même relation structure d'ordre  total à partir de 2 relations d'ordre total distinctes de E,
2) Il y a certains points à détailler : algorithme d'insertion des éléments.
3) On peut à posteriori supprimer les structures en double.
4) Cet algorithme donne-t-il toutes les relations d''ordre sur E.

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 19-09-14 à 23:01

J'ai oublié l'essentiel de la question, compter donc le nombre de (E,le) ainsi construit.

Posté par
amateur75
re : Relations d'ordre 20-09-14 à 12:06

Merci à tous pour ces réponses.
@ delta-B je vais regarder tout ça quand j'aurais un peu de temps (notamment la théorie des graphes).

Bonne journée à tous.

Posté par
Robot
re : Relations d'ordre 20-09-14 à 14:19

Je ne pense pas que ce qu'écrit delta-B puisse mener à grand chose d'utile pour l'énumération des relations d'ordre.

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 20-09-14 à 14:52

Bonjour.

@ Robot
Je n'ai jamais dit que  ce j'ai proposé donnait la solution, j'ai même précisé qu'il y avait des lacunes à combler et dans ce cas mais elle donnera au moins  une minoration du nombre de relation d'ordre qu'on peut construire sur E.
As-tu quelque chose de mieux à proposer?
PS: je pensais à l'utilisation d'un SGBD pour son implémentation sur machines.

Posté par
Robot
re : Relations d'ordre 20-09-14 à 15:03

Le lien que j'ai mis montre que c'est un problème énumératif bien costaud. S'il y avait un algorithme pas trop compliqué, on ne serait certainement pas coincé à n=18.

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 21-09-14 à 01:04

Bonsoir.

Le lien que tu as donné contient des références dont la plus récente date de 2000 sauf une qui n'est pas précisée. Quels algorithmes et moyens informatiques a-t-on utilisés. C'est-on intéressé depuis au problème. Vu les résultats donnés, pour n=18 on a  241939392597201176602897820148085023 cas possibles quand est-ce on l'a trouvé, même si l'algorithme est simple, quel est le temps machine pour son exécution.
J'ai été amené pour un collègue à trouver toutes les solutions dans \mathbb{N}^n de l'inéquation  \sum_{j=1}^n x_j\le m.
L'idée principale que j'ai utilisée est la suivante:  si je connais une solution "partielle" \sum_{j=1}^k x_j =p \le m, quelles sont les valeurs possibles de x_{k+1}? ça c'était ça au temps du MsDos. J'ai du tenir compte des ruptures de courant, je lançais le soir à la sortie du travail le programme pour récupérer les résultats le lendemain, mais le lendemain, il tournait encore et j'ai même grillé un CPU.
Les moyens informatiques sont-ils les mêmes sont-ils aujourd'hui qu'il y a 14 ans, le problème n'est peut-être  pas l'algorithme mais un problème de mémoire et du temps d'éxécution.
Ne peut-on reprendre l'algorithme pour n=18, le modifier pour utiliser les ressources d'aujourd'hui, programmation parallèle, utilisation des moyens disponibles sur internet (PC des particuliers) (Voir ou . (Le 1er lien donne le version anglaise (Wikipédia), on peut changer la langue après
J'y participe par l'utilisation de mon PC et j'ai actuellement un problème qui tourne et qui nécessite dans les 200 heures d'exécution, 50 heures sont déjà passées et un autre qui utilise CPU et GPU.
L'algorithme que j'ai proposé et tel qu'il est conçu est, je te l'accorde, surement inutilisable pour les résultats qu'on veut obtenir mais pas en que tel mais pour son temps d'exécution et les ressources à utiliser.

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 21-09-14 à 02:20

Si l'on regarde l'algorithme que j'ai proposé, la partie principale de celui-ci commence  par le choix de la partie ordonnée E_k (étape 1) , les étapes 2) à n-k+1) ne nécessite aucune donnée à part G_{n-k} qu'on peut déterminer à  l'étape 1). Ceci se traite bien par un travail distribué, un programme principal P_{E1} qui crée les (E,\le) et les parties ordonnées E_k (sans doublons) et qui se charge de  distribuer le travail à un programme P_{E2}  qui débute lui à l'étape 2), un programme P_E3 qui récupère les résultats des P_{E2} (on même que les P_{E2} lui envoient) (pour éventuellement supprimer par exemple les doublons) .
Ma compétence s'arrête ici et même avant P_{E1} et tout ceci n'est que pures réflexions de Amateur76 à Aamateur75
PS: Le nombre de parties totalement ordonnées E_k est \sum_{k=1}^n {n \choose k} kl=\sum_{k=1}^n \dfrac{n!}{(n-k)!} \le (2^n-1)n!  

Posté par
Robot
re : Relations d'ordre 21-09-14 à 10:00

Citation :
J'ai été amené pour un collègue à trouver toutes les solutions dans \mathbb{N}^n de l'inéquation  \sum_{j=1}^n x_j\le m.


Tu rigoles ? C'est un problème bien connu, le calcul du nombre de solutions se traite en deux coups de cuillères à pot, sans ordinateur bien sûr : c'est le nombre de façons de ranger m chaussettes identiques dans n+1 tiroirs, le coefficient binomial \begin{pmatrix} m+n\\ n\end{pmatrix}.

Ca n'a rien à voir avec le problème du dénombrement des ordres.

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 22-09-14 à 05:42

Bonjour.

Citation :
Ca n'a rien à voir avec le problème du dénombrement des ordres.

Exact! mais pour le problème que j'ai cité, il fallait en trouver les solutions mais les dénombrer.
Bref passons! je me suis attaqué à un problème qui me dépasse. Juste pour la consolation, ne peut-on pas avoir une majoration du nombre d'ordre sur un ensemble à n+1 éléments à partir de celui d'un ensemble à n éléments.
Je me rends.

Posté par
delta-B
re : Relations d'ordre 22-09-14 à 05:44

à l'évidence bien sur pas aux robots même s'ils sont supers.



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