Voici également quelques exemples de relations qui ne sont pas d’équivalence 1 E= R et la relation est le fait d’être inférieur ou égal 2 E= R et la relation est le fait d’être à distance au plus 1 1 5 Exemple La relation triviale est celle où R= f(x;x);8x2Eg, autrement dit x˘ R yssi x= y, et
VIII-RELATIONSD’ORDREETD’ÉQUIVALENCE Définition2 0 8 Si R est une relation d’équivalence sur E, on appelleensemblequotientdeE parR l’ensemble desclassesd’équivalences,notéE/R
Soit E un ensemble, muni d'une relation d'équivalence R Pour tout élément x de E, on appelle classe d'équivalence de x et l'on note C(x) le sous-ensemble de E formé des éléments y tels que x R y soit vrai Ces éléments y sont dits équivalents à x Propriété Si x et y sont équivalents, alors C(x) = C(y), et la réciproque est vraie
2 RELATION D’ÉQUIVALENCE 2 Relation d’équivalence 2 1 Définition Définition 5 : Soit R une relation binaire sur E Onditque R estunerelationd’équivalencesur E si R estréflexive,symétrique et transitive Remarque : Une relation d’équivalence est notée parfois ∼ Une relation d’équivalence permet de mettre en relation des
2 2 Représentant canonique et relation d’équivalence induite Dés qu’ils ont choisi une représentation des données A Les informaticiens définissent une fonction canon : A -> A qui à chaque élément a:A associe
Relation d’équivalence, relation d’ordre 1 Relation d’équivalence Exercice 1 Dans C on définit la relation R par : zRz0,jzj=jz0j: 1 Montrer que R est une relation d’équivalence 2 Déterminer la classe d’équivalence de chaque z2C Indication H Correction H Vidéo [000209] Exercice 2 Montrer que la relation R définie sur R par
Onconsidèrelarelationd’équivalence˘deEdansEpar: (a;b) ˘(c;d) ssiad bc= 0: 1 Prouvez que la relation ˘est une relation d’équivalence, et que l’ensemble quotient E=˘est en bijection avecl’ensembleQ desnombresrationnels 2 Prouvez que les opérations et sont compatibles avec ˘, et que leurs quotients sont les opérations d
Soit A un ensemble et R une relation d’équivalence sur A On veut construire une application f de A/R dans X Comme pour les autres applications, si a=b alors f(a)=f(b) Comme a,b∈ A/R, a et b sont des classes d’equivalence Si on prend un représentant dans A de a (noté x) et un représentant dans A de b (noté y), on
1 Vérifionsquekestunerelationd’équivalence: (a) Réflexivité:unedroiteD estbienparallèleàelle-même (b) Symétrie:siD estparallèleàD0,alorsD0estparallèleàD (c) Transitivité:siD estparallèleàD 0,etsiD estparallèleàD 00,alorsD estparallèleàD 2 Soit E 0 l’ensemble des droites passant par l’origine Alors chaque classe
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DERNIÈRE IMPRESSION LE20 août 2017 à 15:44
Relations binaires. Relations
d"équivalence et d"ordre
Table des matières
1 Généralités2
1.1 Définition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Compatibilité d"une relation avec une loi interne. . . . . . . . . . . 2
1.3 Qualité d"une relation binaire. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4 Relation totale ou partielle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Relation d"équivalence4
2.1 Définition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Classe d"équivalence. Ensemble quotient. . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Relation d"ordre5
3.1 Définition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 Relation stricte associée à une relation d"ordre. . . . . . . . . . . . 6
4 Éléments fondamentaux d"un ensemble ordonné7
4.1 Majorant, minorant. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.2 Plus grand et plus petit élément. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4.3 Borne supérieure et borne inférieur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
PAUL MILAN1CPGE-L1 -ALGÈBRE
1. GÉNÉRALITÉS
1 Généralités
En mathématiques, on cherche souvent à comparer deux éléments d"un ensemble ou la propriété que deux éléments d"un ensemble sont susceptibles d"avoir.
1.1 Définition
Définition 1 :Une relation binaireRdéfinie sur un ensembleEest au choix : une propriété qui relie ou non deux élémentsxetydeE. On notexRypour dire que l"élémentxest en relation avecy
une partie deE×E. On notexRysi(x,y)?R
?Pour un couple(x,y)?= (y,x)donc on fera la différence entrexRyetyRx. Par exemple siRest la relation < surR: si l"on ax
», "?». La relation surZ" | » :a|bsi "adiviseb». La relation surZ"≡[n]» :a≡b[n]si queaest congru àbmodulon. La relation surP(E)"?» :A?Bsi queAest inclus dansB. La relation sur les droites du plan " //» :d//d?si la droitedest parallèle àd?. La relation sur les droites du plan "?» :d?d?si la droitedest perpendicu- laire àd?. Remarque :On peut représenter une relation binaire par un graphe ou un dia- gramme sagittal (du latinsagitta: flèche). Par exemple la relation?sur [[0,3]] 01 2 3 1.2 Compatibilité d"une relation avec une loi interne
Définition 2 :SoientRune relation binaire surE. La relationRest compatible avec la loi de composition interne?surEsi : (aRbetcRd)?(a?c)R(b?d) Exemples :
La loi?surRest compatible avec l"addition mais pas avec la multiplication. La loi≡[n]surZest compatible avec l"addition et la multiplication. PAUL MILAN2CPGE L1 -ALGÈBRE
1. GÉNÉRALITÉS
1.3 Qualité d"une relation binaire
Définition 3 :SoitRune relation binaire surE.
On dit queRest réflexive si :?x?E,xRx
On dit queRest symétrique si :?x,y?E,xRy?yRx On dit queRest antisymétrique si :?x,y?E,(xRyetyRx)?x=y On dit queRest transitive si :?x,y,z?E,(xRyetyRz)?xRz Exemples :
La relation d"égalité=surEest réflexive, symétrique, antisymétrique et tran- sitive. Les relations?et?surRsont réflexives, antisymétrique et transitives. Elles ne sont pas symétriques. Les relationsurRsont antisymétriques et transitives. Elles ne sont ni réflexives, ni symétriques. La relation de divisibilité|surZest réflexive et transitive. Elle n"est ni symé- trique, ni antisymétrique : (2|(-2)et-2|2 mais-2?=2) La relation≡[n]de congruence modulonsurZest réflexive, symétrique et transitive. Elle n"est pas antisymétrique. 1.4 Relation totale ou partielle
Définition 4 :SoitRune relation binaire surE.
On dit quexetydeEsont comparable parRsi :xRyouyRx. On dit que la relationRest totale si deux éléments quelconques deEsont comparable :?x,y?E,xRyouyRx On dit que la relationRest partielle dans le cas contraire. Exemple :
Les relations?et?surRsont totales maissont partielles car on ne peut comparer deux éléments identiques. La relation de divisibilité|surZ?est partielle : on ne peut comparer 3 et 5 car l"un des deux n"est pas un diviseur de l"autre. PAUL MILAN3CPGE L1 -ALGÈBRE
2. RELATION D"ÉQUIVALENCE
2 Relation d"équivalence
2.1 Définition
Définition 5 :SoitRune relation binaire surE.
On dit queRest une relation d"équivalence surEsiRest réflexive, symétrique et transitive. Remarque :Une relation d"équivalence est notée parfois≂ Une relation d"équivalence permet de mettre en relation des éléments qui sont similaires pour une certaine propriété. Exemples :
La relation≡[n]surZest une relation d"équivalence. On vérifie facilement qu"elle est réflexive, symétrique et transitive. Soitα?R. Une autre relation≡[α]surRest une relation d"équivalence : x≡y[α]? ?k?Z,x=y+kα. - Réflexivité :a=a+0×αdonca≡a[α] - Symétrie :a≡b[α]?a=b+kα?b=a+ (-k)α?b≡a[α] - Transitivité : (a≡b[α]etb≡c[α])?(a=b+kαetb=c+k?α)? a=k?α+kα= (k?+k)α?a≡c[α] 2.2 Classe d"équivalence. Ensemble quotient
Théorème 1 :SoitRune loi d"équivalence surE. On appelle classe d"équivalence d"un élémentxdeE, l"ensembleC(x)des élé- ments deEen relation avecxparR: C(x) ={y?E,yRx}
L"ensemble des classes d"équivalence pourRforment une partition deE: leur réunion formeEet sont deux à deux disjointes. L"ensemble des classes d"équivalence deEpourRest appelé l"ensemble quo- tient deEparRnotéE/R Remarque :Toute classe d"équivalence peut être exprimée en français sous la forme "avoir le même [... ]». Par exemple "avoir le même reste dans la division parn» dansZ. Notation usuelle pour la classe d"équivalence dex: xoux Pour la relation≡[3]
Troisclassesd"équivalence:?
0 ,1 ,2?
correspondant aux trois restes dans la division par 3 Son ensemble quotient se note :Z/3Z0
reste 01 reste 1 2 reste 2
Z PAUL MILAN4CPGE L1 -ALGÈBRE
3. RELATION D"ORDRE
L"ensemble quotientE/Rest donc un ensemble d"ensembles inclus dansP(E) Démonstration :Montrons queE/Rforme une partition deE. Notons
xla classe d"équivalence dexpourR. ?x?E,x?xcar réflexivitéxRxon en déduit queE=? x?Ex. Montrons que six∩y?=∅alorsx=y.
z? x∩y??zRx zRy??Par symétrie et transitivité xRy?x=y Exemple :
Un bipoint (A,B) est un couple de
points du plan. On définit la relationR(équipollence)
telle que : (A,B)R(C,D) si les segments [AD] et [BC] ont même milieu. AB CD I Rest une relation d"équivalence car :
[AB] et [BA] ont même milieu donc (A,B)R(A,B). (A,B)R(C,D)?m[AD] =m[BC]?m[CB] =m[DA]?(C,D)R(A,B) ?(A,B)R(C,D) (C,D)R(E,F)??m[AD] =m[BC] m[CF] =m[DE]??ABDC et CDFEparallélogrammes? ?(AB)//(CD)//(EF) AB=CD=CF??ABFE parallélogramme
quotesdbs_dbs2.pdfusesText_2
Relations d’équivalence