Universit´
e Antilles–Guyane DEUG MIAS 2eann´ee
UFR Sciences Exactes et Naturelles Alg`ebre 3
D´
ept Scientifique Interfacultaire 1er semestre 2005-2006
T.D. s´erie 4 : ensembles, relations, lois de composition
Ensembles
Exercice 1. (a) En fonction de x, y ∈R, donner le cardinal de l’ensemble {x, y}.
(b) L’ensemble vide ∅est d´efini par : ∀x:x /∈ ∅. En d´eduire :
(i) ∅ ⊂ Epour tout E; (ii) A⊂ ∅⇒A=∅; (iii) P(∅) = {∅}.
(c) Pour les parties A= ]−1,2] et B= [1,3[ de R, d´eterminer :
(i) B\Aet (ii) B−A={b−a;a∈A, b ∈B}.
Exercice 2. Faire un sch´ema avec deux ensembles non disjoints pour illustrer les
lois de de Morgan, et la diff´erence sym´etrique A∆B= (A∪B)\(A∩B).
Relations
Exercice 3. Pour deux relations R:E→F,S:F→G, on d´efinit la relation
compos´ee S◦R:E→Gpar x(S◦R)z⇐⇒ ∃y∈F:xRy∧ySz.
(a) Montrer que la composition est associative, c-`a-d. :
(T◦S)◦R=T◦(S◦R), pour toute relation T⊂G×H.
(b) Une relation Rest une fonction ssi ∀x, y, y0:xRy∧xRy0⇒y=y0.
Montrer que la compos´ee de deux fonctions est une fonction.
(c) Montrer que S◦Rest injective si Ret Sle sont. L’injectivit´e de R
est-elle n´ecessaire ? et celle de S?
(d) Montrer que S◦Rest surjective si Ret Sle sont. La surjectivit´e de S
est-elle suffisante ? n´ecessaire ? et celle de R?
(e) Sous quelle condition est-ce que la r´eciproque R−1d’une relation R
est-elle une fonction ? Sous quelle condition est-elle surjective ?
Relations d’ordre
Exercice 4. Soient (E, R) et (F, S) deux ensembles ordonn´es. On appelle ordre
lexicographique sur E×Fla relation binaire d´efinie sur E×Fpar
(x, y)T(x0, y0)⇐⇒ (xRx0∧x6=x0)∨(x=x0∧ySy0).
Montrer que c’est une relation d’ordre. G´en´eraliser `a un ordre sur En, n ∈N∗
.
Relations d’´
equivalence
Exercice 5. (a) Montrer que la relation : xRy⇐⇒ x−yest divisible par 5,
est une relation d’´equivalence sur Z. D´ecrire l’ensemble quotient Z/R.
(b) Montrer que si xRx0et yRy0, alors (x+y)R(x0+y0) et (x y)R(x0y0).
Exercice 6. Soient Ret Sdes relations d’´equivalence sur des ensembles Eet F.
Sur E×F, on d´efinit une relation binaire Tpar :
(x, y)T(x0, y0)⇐⇒ xRx0∧ySy0.
(a) Montrer que Test une relation d’´equivalence.
(b) Exhiber une bijection entre (E×F)/Tet (E/R)×(F/S).