1
THEORIE DES ENSEMBLES
I ) DEFINITIONS :
Définition 1 : xE signifie : " l'élément x appartient a l'ensemble E " .
xE signifie : " l'élément x n'appartient pas a l'ensemble E " .
______________________________
Représentation :
E
x y
z
t a
Dans ce cas zE mais aE
______________________________
Notation : 1 ) L'ensemble contenant les éléments a
1
, a
2
, ....a
n
se note { a
1
, a
2
, ....a
n
}
Par exemple E = { 1 , 5 , 8 } contient les chiffres 1 , 5 et 8 et uniquement eux .
2 ) Soit E un ensemble , l'ensemble des éléments de E ayant la propriété P s'écrit :
A = { xE / P(x) } on a donc x A x E et P(x)
Par exemple : { x lR / x 2 } = ] - , 2 ] .
______________________________
Définition 2 : Soient E et F deux ensembles
E est inclus dans F noté E F [ xE xF ]
Dans ce cas E est un sous ensemble ( ou une partie ) de F
______________________________
Définition 3 : désigne l'ensemble n'ayant aucun éléments
______________________________
Remarque : Quelque soit l'ensemble E on a E
______________________________
Définition 4 : Soient E et F deux ensembles
E = F [ ( E F ) et ( F E ) ]
[ xE xF ]
______________________________
ATTENTION : Il n'y a pas d'autre définition de l'égalité de deux ensembles .
______________________________
Définition 5 : Soit E un ensemble
On note P ( E ) l'ensemble de toutes les parties ( ou sous ensembles ) de E
On a donc A P ( E ) A E
______________________________
Exercice : E = { a, b, c, d } trouver P ( E )
2
II ) OPERATIONS SUR LES ENSEMBLES : Soient A P ( E ) et B P ( E )
Définition 1 : On appelle intersection de A et B notée A B = { xE / x A et x B }
On a donc x A B x A et x B
______________________________
Définition 2 : A et B sont disjoint A B =
______________________________
Définition 3 : On appelle union de A et B notée A B = { xE / x A ou x B }
On a donc x A B x A ou x B
______________________________
Représentation :
A
f x y
z
k t
B
Dans ce cas A B = { x , z } et A B = { f , k ,y , t , x , y }
______________________________
Définition 4 : On appelle complémentaire de A dans E notée
A
= { xE / x A }
On a donc x
A
x A
______________________________
Représentation :
A
x y
z
k t
E
Dans ce cas
A
= { x , k }
______________________________
Définition 3 : On appelle A privé de B notée A \ B ( ou A – B ) = { xE / x A et x B }
On a donc x A \ B x A et x B
______________________________
Représentation :
A
f x y
z
k t
B
Dans ce cas A \ B = { y , t }
______________________________
3
Propriétés : P1:
A
A
=
______________________________
P2: A
A
= E et A
A
=
______________________________
P3: A B = B A et A B = B A ( commutativité )
______________________________
P4: A ( B C ) = ( A B ) C = ( notation ) A B C ( associativité de )
A ( B C ) = ( A B ) C = ( notation ) A B C ( associativité de )
______________________________
P5: A ( B C ) = ( A B ) ( A C ) ( distributivité de sur )
A ( B C ) = ( A B ) ( A C ) ( distributivité de sur )
______________________________
P6: A B A C B C et A B A C B C
______________________________
P7: A \ B = A
B
______________________________
P8: lois de Morgan BABAetBABA ==
______________________________
P9: A B = A A B et A B = A B A
______________________________
III ) ENSEMBLES CLASSIQUES :
lN : Les entiers naturels
: Les entiers relatifs
: Les rationnels =
*ZqetZp/
q
p
lR : Les réelles
: Les complexes .
[ a, b ] ; ] a,b ] etc .... Ensemble des réels compris entre a et b .....
p ,q ÷ ; ÷ p, q ÷ etc .... Ensemble des entiers compris entre p et q .....
[( a, b )] =
basi]a,b[ basi]b,a[
lN
n
= 1 , n ÷ = { 1,2,3,4,.....,n-1,n} ATTENTION: il n'y a pas 0
Soient I et J deux intervalles de réels , on note
F ( I , J ) : Ensemble des fonctions de I dans J .
A ( I , J ) : Ensemble des applications de I dans J .
C
0
( I , J ) : Ensemble des applications continues de I dans J .
C
1
( I , J ) : Ensemble des applications dérivables sur I et dont la dérivée est continue de I dans J .
C
( I , J ) : Ensemble des applications indéfiniment dérivable de I dans J .
lR [ X ] : ensemble des applications polynôme à coefficients dans lR .
[ X ] : ensemble des applications polynôme à coefficients dans .
4
______________________________
IV ) FAMILLES , N-uplets : Soit nlN*
Définition 1 : On appelle n-uplet ( ou n-liste ou famille ) ,toute collection ordonnée ,
avec possibilité de répétition ,d'éléments pris dans un ou plusieurs ensemble
Noté ( x
1
, x
2
, .... ,x
n
) ou
n
2
1
x
x
x
M
Lorsque n = 2 ( x
1
, x
2
) est appelé un couple
Lorsque n = 3 ( x
1
, x
2
, x
3
) est appelé un triplet
______________________________
Exemple : ( 1 , 1 , 2 , 1 ) est un 4-uplet
( 5 , 2 , 3 ) est un triplet d'éléments de lN
( a , a ) est un couple de lettres
(a , 1 ) est un couple avec une lettre et un chiffre
______________________________
ATTENTION : a ) ( 1 , 2 ) ( 2 , 1 ) c'est ordonné
b ) { x, y } ( x , y )
______________________________
Définition 2 :
n
2
1
x
x
x
M
=
n
2
1
y
y
y
M
x
1
= y
1
, x
2
= y
2
, ....... , x
n
= y
n
.
______________________________
Définition 3 : Soit E et F deux ensembles , on appelle produit cartésien de E et F
noté ExF =
{
}
FyetEx/)y,x(
Donc _ Les éléments de ExF sont des couples
_ ( x, y ) ExF x E et y F
______________________________
Définition 4 : Soit E un ensemble , E
n
est l'ensemble de tout les n-uplets d'éléments de E
E
n
=
{
}
Ex,lNi/)x,,x,x(
i
n
n
2
1
K
______________________________
Cas particuliers (fond) :
lR
2
=
lRy,lRx/
y
x exemple
5,31lR2 .
lR3 =
lRz,lRy,lRx/
z
y
x exemple
0
0
1
lR
3
______________________________
Définition 5 :
+
+
=
+
ty zx
t
z
y
x et
λ
λ
=
λ
y
x
y
x même type de Définition dans lR
3
.
5
V ) APPLICATIONS :
Définition 1 : Soit A et B deux ensembles
On appelle fonction de A dans B toute connexion entre A dit de départ et B dit
d'arrivée tel que tout élément de A est au plus une image dans B
______________________________
REPRESENTATION :
______________________________
Définition 2 : On appelle application toute fonction de A dans B tel que tout élément de A est une et
une seule image dans B .
______________________________
REPRESENTATION :
_____________________________
Définition 3 : Soit f : E F et g : G H deux applications .
f = g
=== )x(g)x(fEx HFetGE
______________________________
ATTENTION : 1 ) Soit f : xx lR]1,0[
et g : xx lRlR
alors f g
2 ) Soit f : lR lR alors f 0 signifie x lR tel que f ( x ) 0
______________________________
Définition 4 : Soit f : E F et g : G H deux applications .
f est une restriction de g
=)x(g)x(fEx HFetGE
______________________________
Exemple : Soit f : ²xx lR]1,0[
et g : ²xx lRlR
alors f est une restriction de g .
______________________________
a
b
c
d
e
A
B
1
2
3
4
5
6
7
8
a
b
c
d
e
A
B
1
2
3
4
5
6
7
8
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