Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Licence Maths 1e ann
Partager :

Union de rectangles de R2

Posté par
neomatriciel
27-04-17 à 21:59

Bonsoir, je suis actuellement en train de travailler sur un devoir maison mais je n'arrive pas à traiter correctement une question.
Avant tout un peu de matériel, on appelle rectangle de R2 un compact de la forme [a,b]x[c,d] avec a,b,c,d des réels et on dit que A appartient à Rect<infini ssi il existe R1,_,Rn rectangles 2 à 2 disjoints A = Union pour j allant de 1  à n des Rj.

Il faut que je montre que l'application F : Rect<infini -> R+
                                                                                           A |-> somme pour j allant de 1 à n de F(Rj)
est bien définie. (A peut être plusieurs union de rectangle différents, il n'y a pas unicité)
Il faut donc montrer que si A = Union pour j =<n des Rj =  Union pour k =<m des Rm alors somme pour j allant de 1 à n de F(Rj) = somme pour k allant de 1 à m de F(Sk)

(Désolé de ne pas utiliser latex....)

J'ai essayé de raisonner sur seulement deux rectangles A et B de Rect<infini (image) qui ne sont pas 2 à 2 disjoints, on les découpe ensuite en plusieurs rectangles et finalement on voit que l'aire est là même quelque soit le découpage, mais je vois pas du tout comment le démontrer proprement...

Pourriez-vous m'aider ?

Union de rectangles de R2

Posté par
lafol Moderateur
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 09:53

Bonjour
Peut-être qu'en sachant ce que désigne F pour les rectangles ordinaires, on serait plus à même de t'aider ?

Posté par
etniopal
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 10:31


Si j'ai bien compris ton  "  Rect<infini "  est défini ainsi :
A   "  Rect<infini "   SSI il existe n * et  R1,....,Rn des rectangles compacts de ²    tels que  Rj Rk  = si j k  et tels que A soit leur réunion   .

Le dessin que tu fais ne correspond pas à cette définition .

Il me semble que si A   "  Rect<infini "  et si  (R1,....,Rp)  , (U1,....,Uq) sont 2 telles décompositions de A
alors p = q et il existe u   Sn telle que Uk = Ru(k)  pour tout k  .

On n'a qu'à considérer  la relation G  sur A définie par  :  (x G y) SSI [x , y] A  qui est une équivalence .

Autrement dit "  Rect<infini "est formé des part ies  A de ² dont les composantes connexes sont des rectangles compacts en nombre fini .

Posté par
lafol Moderateur
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 11:44

Le dessin qu'il fait peut correspondre si on entend par «disjoints» «d'interieurs disjoints». L'énoncé a définitivement besoin d'être précisé

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 13:45

lafol @ 28-04-2017 à 09:53

Bonjour
Peut-être qu'en sachant ce que désigne F pour les rectangles ordinaires, on serait plus à même de t'aider ?


Bonjour, oui désolé j'ai oublié de mentionner F

En fait F( [a,b]x[c,d]) = max{0,(b-a)*(d-c)}

etniopal @ 28-04-2017 à 10:31


Si j'ai bien compris ton  "  Rect<infini "  est défini ainsi :
A   "  Rect<infini "   SSI il existe n * et  R1,....,Rn des rectangles compacts de ²    tels que  Rj Rk  = si j k  et tels que A soit leur réunion   .

Le dessin que tu fais ne correspond pas à cette définition .

Il me semble que si A   "  Rect<infini "  et si  (R1,....,Rp)  , (U1,....,Uq) sont 2 telles décompositions de A
alors p = q et il existe u   Sn telle que Uk = Ru(k)  pour tout k  .

On n'a qu'à considérer  la relation G  sur A définie par  :  (x G y) SSI [x , y] A  qui est une équivalence .

Autrement dit "  Rect<infini "est formé des part ies  A de ² dont les composantes connexes sont des rectangles compacts en nombre fini .



Oui mon dessin est faux en fait j'ai mal comprit l'énoncé et j'ai voulu m'illustrer ça avec A et B deux élément de Rect<infini composés tous les deux d'un seul rectangle mais ça n'a rien à voir en fait...

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 13:58

etniopal @ 28-04-2017 à 10:31



Il me semble que si A   "  Rect<infini "  et si  (R1,....,Rp)  , (U1,....,Uq) sont 2 telles décompositions de A
alors p = q et il existe u   Sn telle que Uk = Ru(k)  pour tout k  .



Donc on prend A   "  Rect<infini " sur mon dessin je dis que A c'est l'union de R1 et de R2 mais aussi de S1,...,S5

Union de rectangles de R2

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 14:53

Maintenant que j'ai découpé R1 et R2 en plusieurs autres rectangles, j'ai calculé F(R1) = max{0,(b-a)*(d-c)} = ac -ad -bc + bd et ensuite j'ai calculé F(S1)+F(S2)+F(S3) = max{0,(b-a)*(d-c)/2}  + max{0,(b-a)/2*(d-c)/2}  + max{0,(b-a)/2*(d-c)/2}= ac -ad -bc + bd

On fait pareil avec R2 et on trouve que F(R2)=F(S4)+F(S5)

Donc là avec ce découpage précis ça marche bien mais je ne vois pas du tout comment je pourrais démontrer cela correctement pour n'importe quel découpage

Union de rectangles de R2

Posté par
etniopal
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 15:22

ça ne va toujours pas !
Un rectangle fermé ne peut pas être réunion de 2 rectangles fermés disjoints .

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 15:52

Désolé mais je comprends pas vraiment ce que tu me dis, j'ai bien prit A une union de deux rectangles disjoints et ces deux rectangles R1 et R2 je les ai bien découpé en d'autres rectangles Sk plus petits

Ou alors je ne comprends pas l'énoncé

Posté par
lafol Moderateur
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 15:59

je ne comprends pas comment (b-a)(d-c) peut être autrement que positif ? et F représenterait juste l'aire du rectangle [a,b]\times[c,d], non ?
tu es certain qu'il n'y a pas le mot "intérieur" devant "disjoint" dans la description de ton Rectencore une fois, peut on avoir un énoncé complet et précis, au mot près ?

Posté par
jsvdb
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 16:43

Bonjour.
Cet exercice ressemble fort à une introduction au théorème de Fubini.
Mais ce qui est bizarre, c'est que l'on n'a affaire ni à une tribu, ni à un clan, ni à une classe monotone.
A mon sens, il faut considérer les rectangles au sens le plus large, savoir de la forme |a,b| \times |c,d| où la barre verticale est indifféremment un crochet à droite ou à gauche, la mesure du bord étant nulle par définition. Dans ce cas, on peux faire toutes les superpositions que l'on souhaite.

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 17:11

lafol @ 28-04-2017 à 15:59

je ne comprends pas comment (b-a)(d-c) peut être autrement que positif ? et F représenterait juste l'aire du rectangle [a,b]\times[c,d], non ?
tu es certain qu'il n'y a pas le mot "intérieur" devant "disjoint" dans la description de ton Rect<Infini ?
encore une fois, peut on avoir un énoncé complet et précis, au mot près ?


Alors la définition exacte que j'ai sur mon énoncé c'est : Le mot rectangle désigne un compact de la forme [a,b]x[c,d] avec a,b,c,d , attention rien n'obligé b à être supérieur à a ! En particulier si b<a ou d<c, alors [a,b]x[c,d]=

une partie Kx est compacte lorsqu'elle est fermée et bornée

et encore on définit l'ensemble Rect<infini dont les éléments sont les unions finies et disjointes de rectangles

ARect<infini A= Rj avec R1,_,Rn des rectangles 2 à 2 disjoints

jsvdb @ 28-04-2017 à 16:43

Bonjour.
Cet exercice ressemble fort à une introduction au théorème de Fubini.
Mais ce qui est bizarre, c'est que l'on n'a affaire ni à une tribu, ni à un clan, ni à une classe monotone.
A mon sens, il faut considérer les rectangles au sens le plus large, savoir de la forme |a,b| \times |c,d| où la barre verticale est indifféremment un crochet à droite ou à gauche, la mesure du bord étant nulle par définition. Dans ce cas, on peux faire toutes les superpositions que l'on souhaite.


En fait la première question de cette partie était de montrer que l'ensemble Rect<infini est un clan booléen, c'est-à-dire que pour tout A,BRect<infini ABRect<infini et A\BRect<infini

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 17:35

Sur mes 3 figures ici je prends A = Rj mais avec un seul Rj donc A=R

Sur la première figure, j'ai essayé de généraliser la découpe en 4 en m'inspirant de ce que j'avais montré sur mon dernier dessin.

La deuxième figure c'est dans le cas où on a n*m fois le même rectangle.

La troisième figure c'est dans le cas où R est découpé de manière quelconque mais je vois pas quoi faire justement

Union de rectangles de R2

Posté par
jsvdb
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 18:05

Si on considère uniquement les rectangles compacts, on n'aura jamais un clan.
Si tu superposes deux rectangles fermés, il est impossible d'écrire la réunion de ces deux rectangles comme réunion disjointe de rectangles fermes.
Prends A = [0,1] \times [0,1] et B = [-1,0] \times [-1,0] : à qui est attribué le point (0,0) ?

Posté par
jsvdb
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 18:08

De plus, comment écrire le complémentaire d'un rectangle compact, qui est non borné, comme union finie de rectangles bornés ?

Posté par
jsvdb
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 18:10

Peux-tu m'envoyer l'énoncé par mail, je vais le Latexifier ici !

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 18:31

jsvdb @ 28-04-2017 à 18:08

De plus, comment écrire le complémentaire d'un rectangle compact, qui est non borné, comme union finie de rectangles bornés ?


Mais un rectangle c'est un compact de la forme [a,b]x[c,d] et on dit qu'une partie de R2 est compacte si elle est fermée et bornée

Oui c'est fait!

Posté par
jsvdb
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 19:17

Je pense qu'il y a clairement un problème d'énoncé.
Prend un unique rectangle. S'il est censé faire partie d'un clan formé d'unions finies de rectangles compacts, alors son complémentaire doit être compact, et évidemment, ce n'est pas le cas.

Posté par
neomatriciel
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 20:52

Donc en gros là, si je prends A et B deux éléments de éléments Rect<infini, ils peuvent être placé comme ça, A\B n'est pas un compact à cause de R2\S2, mais vu que Rect<infini est un clan booléen, A\B devrait être compact, donc on a une contradiction avec l'énoncé ?

Union de rectangles de R2

Posté par
jsvdb
re : Union de rectangles de R2 28-04-17 à 21:05

Pour moi il y a une contradiction. mais je vais recopier, comme je l'ai annoncé, l'énoncé pour que les autres puissent donner leur avis

Posté par
etniopal
re : Union de rectangles de R2 29-04-17 à 10:14

Je remplace  "rectangle  compact  " par "rectangle  de la forme [a , b[ [c , d[  " .

Je considère donc
. l'ensemble X    formé des  [a , b[ [c , d[  où (a,b,c,d)   4 vérifie a   b et c d  (on pose m([a , b[ [c , d[) = (b - a)(c - d) ) ,
. puis l'ensemble  Y formé des réunions finies disjointes   d'éléments de X .
Il est clair que X Y .

Soit A   Y .
   Si G := (Rj)jJ est une famille d'éléments disjoints de X    on pose m(A,G) =     { m(Rj) |  j J } .
Il se peut qu'il existe une d' autres"  famille  disjointes "    de Y dont A  soit  la réunion  .

On montre alors qu'on a :  (*)   { m(A,H) |    H  est une " famille  disjointes "    de Y dont A est la réunion } est un singleton ( qu'on peut noter m'(A))
Comme dans le cas où A    X on a  m'(A) = m(A)  cette notation m ' est abandonnée  .
Voila pour le "bien défini " de m(A) .
Ceci permet de prolonger  m à Y de telle sorte que  si A et B sont dans Y et A   B =    on ait m(AuB) = m(A) + m(B) .

Pour montrer  (*) il suffit de montrer que si A X et (Rj)jJ est une " famille  disjointe "    de Y de réunion A  alors m(A) = j m(Rj) .

La , pour t'aider , tu peux faire des dessins  du type du dernier de ceux que tu as fait hier à   17:35 .
En prolongeant les coté de tous le rectangles contenus dans A ( le gros ) tu obtiens une nouvelle partition K de A par des éléments de X .



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1725 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !