denombrabilite.pdf
14 mai 2005 On conclut que E et P(E) ne sont pas équipotents. Corollaire 19 L'ensemble des parties de R n'est ni dénombrable ni équipotent `a R. Exercice ...
Annexe A - Ensembles dénombrables
Si p = 0 alors n = 0 car il n'existe pas d'application d'un ensemble non vide dans l'ensemble vide. On suppose le résultat acquis jusqu'au rang p ? 1 (p ? N
TD 0 : correction
contient sont donc non dénombrables. En effet notons P ? N l'ensemble des nombres pairs : on associe à ... de P
RUDIMENTS SUR LA CARDINALITE Introduction. Pour comparer la
Il existe des ensembles infinis non-dénombrables. En particulier l'ensemble P(N) est infini non-dénombrable. Preuve. Résulte immédiatement du a) ci-dessus
Théorie dintégration DM 1 Bernhard Haak et Elizabeth Strouse
Conclure. On définit ?(S) = ?k?SPn. Alors ? est une injection de l'ensemble P(N) dans T . DoncT contient un ensemble non–dénombrable; ainsi T
Cardinalité des ensembles finis
Il n'existe pas d'application bijective de E dans. P(E). On en déduit que P(N) n'est pas dénombrable. Théorème. L'ensemble [0
Chapitre 4 : Ensembles finis et infinis 1 Ensembles finis
Proposition 3 Soit E un ensemble et n et p des entiers naturels. S'il existe une bijection Proposition 15 P(N) et R ne sont pas dénombrables. Preuve.
12.2 Exercices du chapitre 2 - 12.2.1 Tribus
T(S) = P(E). • On suppose maintenant que E est infini non dénombrable. n est aussi au plus dénombrablece qui donne (?p?NAp)c ? A et.
Probabilités
(4) : R P(N) et AN avec Card(A) ? 2 ne sont pas dénombrables. (2) : Un ensemble non vide est fini ou dénombrable si et seulement s'il existe une ...
Variables aléatoires dénombrables
plus petit élément p qui n'appartient pas à son image : Si E contient un sous-ensemble infini non dénombrable alors E n'est pas dénom- brable.
[PDF] 35 “plus déléments” que N : les ensembles non dénombrables
ensembles étaient dénombrables puisque Z est dé- Soit f : A ?? P(A) une application surjective N vers {012} est donc non dénombrable C Q F D
[PDF] Ensembles dénombrables
On montre le résultat par récurrence sur p ? N Si p = 0 alors n = 0 car il n'existe pas d'application d'un ensemble non vide dans l'ensemble vide
[PDF] DENOMBRABILITE
14 mai 2005 · On conclut que E et P(E) ne sont pas équipotents Corollaire 19 L'ensemble des parties de R n'est ni dénombrable ni équipotent `a R Exercice
[PDF] 2 Ensembles et dénombrabilité
Les ensembles infinis dénombrables en bijection avec IN de cardinal noté 0 Les ensembles infinis non-dénombrables impossibles à mettre en
[PDF] 1 Ensembles
Correction de l'exercice 5 1 On rappelle qu'un ensemble E est dit dénombrable (ou au plus dénombrable) s'il existe une application ? : N ? E surjective
Exercices corrigés -Ensembles dénombrables ensembles équipotents
(N) P ( N ) n'est pas dénombrable Exercice 7 - [0
[PDF] Chapitre 4 : Ensembles finis et infinis 1 - Ceremade
Proposition 3 Soit E un ensemble et n et p des entiers naturels il suit que R n'est pas dénombrable car sinon P(N) le serait
[PDF] (P 2019) Le groupe symétrique SN est-il dénombrable ? Corrigé
Corrigé : Nous allons démontrer que SN n'est pas dénombrable Nous avons pour cela trois méthodes : construire une bijection entre SN et un ensemble non
[PDF] Cardinalitepdf - Laboratoire de Mathématiques Blaise Pascal
Il existe des ensembles infinis non-dénombrables En particulier l'ensemble P(N) est infini non-dénombrable Preuve Résulte immédiatement du a) ci-dessus
[PDF] DÉNOMBRABLE OU CONTINU
0 ; 1 [ n'est pas dénombrable C Ensembles ayant la puissance du continu L'intervalle ] –1 ; 1 [ a la puissance du continu
Comment montrer qu'un ensemble n'est pas dénombrable ?
Alors ?n ? 1, x = xn car an = an,n, ce qui est une contradiction. Un sous-ensemble A ? R tel que ? A = 0, n'est pas dénombrable. R n'est pas dénombrable. L'ensemble des nombres réels irrationnels n'est pas dénombrable (si tel n'´tait pas le cas, R = (R ? Q) ? Q) serait dénombrable).Pourquoi n'est dénombrable ?
L'ensemble des entiers relatifs Z est dénombrable. Pour cela, on considère f:Z?N f : Z ? N telle que f(n)=2n f ( n ) = 2 n si n?0 n ? 0 et f(n)=?(2n+1) f ( n ) = ? ( 2 n + 1 ) si n<0 et on vérifie que f est une bijection de Z sur N.Pourquoi l'ensemble R n'est pas dénombrable ?
Pour démontrer que ? est non dénombrable, il suffit de démontrer la non-dénombrabilité du sous-ensemble [0, 1[ de ?, donc de construire, pour toute partie dénombrable D de [0, 1[, un élément de [0, 1[ n'appartenant pas à D. Soit donc une partie dénombrable de [0, 1[ énumérée à l'aide d'une suite r = (r1, r2, r3, … ).- En mathématiques, un ensemble est dit dénombrable, ou infini dénombrable, lorsque ses éléments peuvent être listés sans omission ni répétition dans une suite indexée par les entiers.
Cardinalité
Université de Toulouse
Année 2020/2021
1 / 23
Cardinalité des ensembles finis
Cardinalité des ensembles finis2 / 23
Ensembles équipotents
SoientE=fa;b;c;dgetF=f1;2;3g.Il existe une application surjective deEsurF, mais pas d"application injective.Il existe application injective deFsurE, mais pas d"application surjective. En fait, il n"y a pas assez d"éléments dansF(ou trop peu dansE). Le cardinal d"un ensemble précise la notion de nombre d"élémentsEnsemble de même cardinal Deux ensembles (fini ou non) sontéquipotentsou demême cardinals"il existe une bijection entre eux. Cardinalité des ensembles finisEnsembles équipotents3 / 23Cardinal d"un ensemble fini
Définition
Un ensembleEestfinisiE=;ou si9n2?tel queEest en bijection avecf1;:::;ng. Cet entier est unique, il est appelé lecardinaldeEnotéCard(E). SiE=;, on poseCard(E) =0.Pour montrer que cet entier est définit de manière unique, on prouve la
proposition suivante :Proposition S"il existe une application injective def1;:::;ngdansf1;:::;kgalors nk.S"il existe une application surjective def1;:::;ngdansf1;:::;kg alorsnk.S"il existe une application bijection def1;:::;ngdansf1;:::;kgalors n=k.Cardinalité des ensembles finisCardinal d"un ensemble fini4 / 23Cardinal d"un ensemble fini
Définition
Un ensembleEestfinisiE=;ou si9n2?tel queEest en bijection avecf1;:::;ng. Cet entier est unique, il est appelé lecardinaldeEnoté Card(E). SiE=;, on poseCard(E) =0.Qui se traduit de la manière suivante avec les cardinaux.Proposition
SoientEetFdeux ensembles finis. On a :Il existe une application injective deEdansFsi et seulement si Card(E)Card(F).Il existe une application surjective deEdansFsi et seulement si Card(E)Card(F).Il existe une application bijective deEdansFsi et seulement si Card(E) =Card(F).Cardinalité des ensembles finisCardinal d"un ensemble fini4 / 23Principe des tiroirs
Principe des tiroirs
SoientEetFdeux ensembles finis non vides etf:E!Fune application. SiCard(E)>Card(F)alors il existex1;x22Etels quef(x1) =f(x2).Nombre moyen de cheveux : 150000Nombre d"habitant à Paris : 2,2 million
Il y a au moins deux personnes à Paris qui ont exactement le même nombre de cheveux.Principe des tiroirs généralisé SoientEetFdeux ensembles finis non vides etf:E!Fune application. SiCard(E)>kCard(F)aveck2?alors il existe une valeur defqui est répétée au moinsk+1 fois.Cardinalité des ensembles finisPrincipe des tiroirs5 / 23Principe des tiroirs
Principe des tiroirs
SoientEetFdeux ensembles finis non vides etf:E!Fune application. SiCard(E)>Card(F)alors il existex1;x22Etels quef(x1) =f(x2).Nombre moyen de cheveux : 150000Nombre d"habitant à Paris : 2,2 million
Il y a au moins deux personnes à Paris qui ont exactement le même nombre de cheveux.Principe des tiroirs généralisé SoientEetFdeux ensembles finis non vides etf:E!Fune application. SiCard(E)>kCard(F)aveck2?alors il existe une valeur defqui est répétée au moinsk+1 fois.Cardinalité des ensembles finisPrincipe des tiroirs5 / 23Dénombrement
Dénombrement6 / 23
Pourquoi dénombrer un ensemble fini?
En informatique vous utiliserez la notion de dénombrement au moins dansles deux cas de figures suivants :dénombrer le nombre de cas à analyser par un algorithme en vu
d"étudier sa complexité;lorsqu"on tire au hasard un élément dans un univers finis de manière équiprobable (c"est à dire que chaque élément à la même probabilité d"être tiré), la probabilité que cet élément soit dans l"ensembleA estP(A) =Card(A)Card(
):DénombrementMotivations7 / 23 Dénombrement et opérations sur les ensembles UnionCard(A[B) =Card(A) +Card(B)Card(A\B)AB
abcd efgh DénombrementOpération sur les ensembles8 / 23 Dénombrement et opérations sur les ensembles UnionCard(A[B) =Card(A) +Card(B)Card(A\B)
Card(A[B[C) =Card(A) +Card(B) +Card(C)Card(A\B)
Card(A\C)Card(B\C) +Card(A\B\C)AB
C abcd efgh i jkl m DénombrementOpération sur les ensembles8 / 23 Dénombrement et opérations sur les ensemblesProduit cartésien
Card(AB) =Card(A)Card(B)
Card(A1 An) =Card(A1) Card(An)a
1a 2a 3a4(a1;b1)(a1;b2)(a1;b3)(a2;b1)(a2;b2)(a2;b3)(a3;b1)(a3;b2)(a3;b3)(a4;b1)(a4;b2)(a4;b3)A=fa1;a2;a3;a4g,B=fb1;b2;b3g,Card(AB) =43=12DénombrementOpération sur les ensembles9 / 23
Dénombrement et opérations sur les ensemblesPassage au complémentaire
Card A=Card(
)Card(A)DénombrementOpération sur les ensembles10 / 23Arrangement
Permutation denélémentsNombre de façon de rangernobjets dans l"ordre. n! =n(n1)(n2) 21Examples :DénombrementArrangement11 / 23
Arrangement
Permutation denélémentsNombre de façon de rangernobjets dans l"ordre. n! =n(n1)(n2) 21Examples : Voici les 4! =24 permutations de quatre éléments distincta,b,cetd: abcd abdc acbd acdb adbc adcb bacd badc bcad bcda bdac bdca cabd cadb cbad cdba cdab cdba dabc dacb dbac dbca dcab dcbaDénombrementArrangement11 / 23
Arrangement
Permutation denélémentsNombre de façon de rangernobjets dans l"ordre. n! =n(n1)(n2) 21Examples : Voici les 4! =24 permutations de quatre éléments distincta,b,cetd: abcd abdc acbd acdb adbc adcb bacd badc bcad bcda bdac bdca cabd cadb cbad cdba cdab cdba dabc dacb dbac dbca dcab dcbaDe combien de façons pouvez-vous ranger 10 livres sur une étagère?DénombrementArrangement11 / 23
Arrangement
Permutation denélémentsNombre de façon de rangernobjets dans l"ordre. n! =n(n1)(n2) 21Examples : Voici les 4! =24 permutations de quatre éléments distincta,b,cetd: abcd abdc acbd acdb adbc adcb bacd badc bcad bcda bdac bdca cabd cadb cbad cdba cdab cdba dabc dacb dbac dbca dcab dcba De combien de façons pouvez-vous ranger 10 livres sur une étagère?10! =3628800DénombrementArrangement11 / 23
Arrangement
Arrangements depéléments parminsans répétitionNombre de listes ordonnées depéléments parmin
A pn=n(n1)(n2) (np+1) =n!(np)!Examples :DénombrementArrangement12 / 23
Arrangement
Arrangements depéléments parminsans répétitionNombre de listes ordonnées depéléments parmin
A pn=n(n1)(n2) (np+1) =n!(np)!Examples : LesA34=4332=24 arrangements de 3 éléments choisis parmia,b,c,d: abc abd acb acd adb adc bac bad bca bcd bda bdc cab cad cba cdb cda cdb dab dac dba dbc dca dcbDénombrementArrangement12 / 23
Arrangement
Arrangements depéléments parminsans répétitionNombre de listes ordonnées depéléments parmin
A pn=n(n1)(n2) (np+1) =n!(np)!Examples :Quinze chevaux participes à une course, le nombre de tiercé est :DénombrementArrangement12 / 23
Arrangement
Arrangements depéléments parminsans répétitionNombre de listes ordonnées depéléments parmin
A pn=n(n1)(n2) (np+1) =n!(np)!Examples : Quinze chevaux participes à une course, le nombre de tiercé est : A315=151413DénombrementArrangement12 / 23
Arrangement
Arrangements depéléments parminsans répétitionNombre de listes ordonnées depéléments parmin
A pn=n(n1)(n2) (np+1) =n!(np)!Examples : Quinze chevaux participes à une course, le nombre de tiercé est : A315=151413
Nombre d"injection deE=f1;2;3gdansF=f1;2;:::;15g:DénombrementArrangement12 / 23Arrangement
Arrangements depéléments parminsans répétitionNombre de listes ordonnées depéléments parmin
A pn=n(n1)(n2) (np+1) =n!(np)!Examples : Quinze chevaux participes à une course, le nombre de tiercé est : A315=151413
Nombre d"injection deE=f1;2;3gdansF=f1;2;:::;15g:
A315=151413DénombrementArrangement12 / 23
Arrangement
Arrangement depéléments parminavec répétition :Nombre de listes ordonnées depéléments parmin, mais on s"autorise des
répétitions éventuelles des éléments n pExample : Les 32=9 arrangements avec répétitions de 2 éléments parmia,b,c:
aa ab ac ba bb bc ca cb ccProposition Le cardinal de l"ensemble des applications deEdansF, notéFE, est : Card FE=Card(F)Card(E)PropositionLe cardinal de l"ensemble des parties d"un ensembleEfini est : Card(P(E)) =2Card(E)DénombrementArrangement13 / 23Arrangement
Arrangement depéléments parminavec répétition :Nombre de listes ordonnées depéléments parmin, mais on s"autorise des
répétitions éventuelles des éléments n pExample :Raymond Queneau a écrit un ouvrage inti-
tuléCent mille milliards de poèmes. Il est composé de 10 pages contenant chacune 14 vers. Le lecteur peut composer son propre poème de 14 vers en prenant le premier vers de l"une des 10 pages puis le deuxième vers de l"une des 10 pages et ainsi de suite jusqu"au quatorzième vers.Proposition Le cardinal de l"ensemble des applications deEdansF, notéFE, est : CardFE=Card(F)Card(E)
Proposition
Le cardinal de l"ensemble des parties d"un ensembleEfini est : Card(P(E)) =2Card(E)DénombrementArrangement13 / 23Arrangement
Arrangement depéléments parminavec répétition :Nombre de listes ordonnées depéléments parmin, mais on s"autorise des
répétitions éventuelles des éléments n pProposition Le cardinal de l"ensemble des applications deEdansF, notéFE, est : CardFE=Card(F)Card(E)Proposition
Le cardinal de l"ensemble des parties d"un ensembleEfini est : Card(P(E)) =2Card(E)DénombrementArrangement13 / 23Arrangement
Arrangement depéléments parminavec répétition :Nombre de listes ordonnées depéléments parmin, mais on s"autorise des
répétitions éventuelles des éléments n pProposition Le cardinal de l"ensemble des applications deEdansF, notéFE, est : CardFE=Card(F)Card(E)Proposition
Le cardinal de l"ensemble des parties d"un ensembleEfini est : Card(P(E)) =2Card(E)DénombrementArrangement13 / 23Combinaison
Combinaisons depéléments parminsans répétition :nombre de sous-ensembles depéléments dans un ensemble contenantn
éléments
C pn=Apnp!=n!p!(np)!Example : LesC23=3!2!1!=3 combinaisons de 2 éléments choisis parmia,b,c: ab ac bcDénombrementCombinaison14 / 23
Combinaison
Proposition
C npn=CpnCp+1 n+1=Cpn+Cp+1n (a+b)n=nX i=0Cknakbnk(formule du binôme)DénombrementCombinaison15 / 23Combinaison
Combinaisons depéléments parminavec répétition :Nombre de listes non ordonnées, avec répétition éventuelle, depéléments
dans un ensemble contenantnéléments K pn=Cp n+p1=(n+p1)!p!(n1)!Examples :DénombrementCombinaison16 / 23
Combinaison
Combinaisons depéléments parminavec répétition :Nombre de listes non ordonnées, avec répétition éventuelle, depéléments
dans un ensemble contenantnéléments K pn=Cp n+p1=(n+p1)!p!(n1)!Examples :LesK24=C24+21=(4+21)!(41)!2!=542
=10 combinaisons avec répétitions de 2 lettres choisies parmia,b,c,dsont : aa ab ac ad bb bc bd cc cd ddDénombrementCombinaison16 / 23
Combinaison
Combinaisons depéléments parminavec répétition :Nombre de listes non ordonnées, avec répétition éventuelle, depéléments
dans un ensemble contenantnéléments K pn=Cp n+p1=(n+p1)!p!(n1)!Examples :LesK24=C24+21=(4+21)!(41)!2!=542
=10 combinaisons avec répétitions de 2 lettres choisies parmia,b,c,dsont : aa ab ac ad bb bc bd cc cd dd Combien y a-t-il de dominos avec 10 symboles différents?DénombrementCombinaison16 / 23Combinaison
Combinaisons depéléments parminavec répétition :Nombre de listes non ordonnées, avec répétition éventuelle, depéléments
dans un ensemble contenantnéléments K pn=Cp n+p1=(n+p1)!p!(n1)!Examples :LesK24=C24+21=(4+21)!(41)!2!=542
=10 combinaisons avec répétitions de 2 lettres choisies parmia,b,c,dsont : aa ab ac ad bb bc bd cc cd dd Combien y a-t-il de dominos avec 10 symboles différents? K210=C210+21=11!9!:2!=11102
=55DénombrementCombinaison16 / 23Résumé
Tirages depéléments parmin:TiragesOrdonnésNon ordonnésSans remiseA
pn=n!(np)!C pn=n!p!(np)!Avec remisen pK pn=Cp n+p1DénombrementCombinaison17 / 23Résumé
Rangement depobjets dansncases :ObjetsDiscernablesIndiscernablesUn seul dans
chaque caseA pn=n!(np)!C pn=n!p!(np)!Éventuellement plusieurs dans chaque casen pK pn=Cp n+p1DénombrementCombinaison18 / 23Cardinalité des ensembles infinis
Ensembles dénombrables
Cardinalité des ensembles infinis19 / 23
Ensembles dénombrables
Définition : Ensemble dénombrable
Un ensemble estdénombrables"il est fini ou s"il est en bijection?.Montrer que les ensembles suivants sont dénombrables :
?rf0gest dénombrable par la bijectionl"ensemble des nombres pairs, noté 2?, est dénombrable par la
bijectionl"ensemble des nombres impairs, noté 2?+1, est dénombrable par labijectionl"ensemble des entiers relatifs?est dénombrable par la bijectionl"ensemble?2est dénombrable par la bijectionProposition
Tout sous-ensembleX?est dénombrable.Cardinalité des ensembles infinis20 / 23Critère de dénombrabilité
Proposition
Il existe une applicationf:X!?qui est injective si et seulement siX est dénombrable.Exemples d"applications : Un sous-ensemble d"un ensemble dénombrable est dénombrable.2est dénombrable.?
kest dénombrable.Un produit fini d"ensembles dénombrables est dénombrable.Proposition
Il existe une applicationf:?!Xqui est surjective si et seulement siX est dénombrable.Exemples d"applications : ?est dénombrable.Une union dénombrable d"ensembles dénombrables est dénombrable.Cardinalité des ensembles infinis21 / 23
Ensembles non dénombrables
Théorème (Cantor 1981)
SoientEun ensemble. Il n"existe pas d"application bijective deEdans P(E).On en déduit queP(?)n"est pas dénombrable.Théorème L"ensemble[0;1[n"est pas dénombrable.Cardinalité des ensembles infinis22 / 23 S"il existe une application injective deAversBet une application injective deBversA, alors il existe une application bijection deAversB.Exemple d"application : P(?)et[0;1]sont en bijection car les deux fonctions suivantes sont des injections : f:P(?)![0;1] A7!P n2A3n g: [0;1]! P(?) x=0;x0x1x2x3x4:::7! fi2?sixi=1gCardinalité des ensembles infinis23 / 23quotesdbs_dbs28.pdfusesText_34[PDF] comment savoir si une fonction est bijective
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