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Khôlles MPSI. Logique - Ensembles. Sujet B
Correction
1Calculer la somme suivante :
n
X
k=1
ln k
k+ 1
Indication : ∀a > 0,∀b > 0 ln a+ ln b= ln(a.b)
n
X
k=1
ln k
k+ 1= ln n
Y
k=1
k
k+ 1!= ln 1
✁
2×✁
2
3×...×n
n+ 1= ln 1
n+ 1
2Soient les quatre assertions suivantes :
(a) ∃x∈,∀y∈x+y > 0 ;
(b) ∀x∈,∃y∈x+y > 0 ;
(c) ∀x∈,∀y∈x+y > 0 ;
(d) ∃x∈,∀y∈y2> x.
1. Les assertions a,b,c,d sont-elles vraies ou fausses ?
2. Donner leur négation.
(a) est fausse car sa négation qui est ∀x∈,∃y∈x+y60 est vraie.
Étant donné x∈il existe toujours un y∈tel que x+y60, par exemple
on peut prendre y=−(x+ 1) et alors x+y=x−x−1 = −160.
(b) est vraie pour un xdonné, on peut prendre (par exemple) y=−x+1
et alors x+y= 1 >0.
La négation de (b) est ∃x∈,∀y∈x+y60.
(c) est fausse par exemple x=−1,y = 0.
La négation est ∃x∈,∃y∈x+y60
(d) est vraie on peut prendre (par exemple) x=−1.
La négation est ∀x∈,∃y∈y26x.
3Démontrer la propriété suivante :
Soit n∈, n2impair =⇒nimpair .
La contraposée de la proposition est : si nest pair, alors n2est pair
Démontrons cela.
Si nest pair, alors il s’écrit 2koù kest un autre entier.
alors n2= (2k)2= 4k2=2(2k2)
|{z}
et est donc pair.
Par le principe de contraposition, on a démontré la proposition de l’énoncé.
4Dire si les implications suivantes sont vraies ou fausses :
Indication : Si Pet Qsont des propositions,
la proposition (P=⇒Q) est vraie seulement dans l’un des cas suivants :
Pet Qsont vraies, ou bien Pest fausse.
Remarque : (P=⇒Q) est vraie si et seulement si (non P)ou Qest vraie
5 est impair =⇒3 est négatif
Implication fausse car Pest vraie mais Qest fausse.
−1 est négatif =⇒3 est impair
Implication vraie car Pet Qsont vraies.
−2 est positif =⇒3 est négatif
Implication vraie car Pest fausse.
3 est pair =⇒3 est impair
Implication vraie car Pest fausse.
2 est impair =⇒2 est impair
Implication vraie car Pest fausse.
4 est pair =⇒5 est pair
Implication fausse car Pest vraie mais Qest fausse.
5Que dire de deux ensembles Aet Btels que A∩B=A∪B?
On a toujours A∩B⊂A∪B
Si de plus A∪B⊂A∩Bon a alors :
A⊂A∪B⊂A∩B⊂Bet B⊂A∪B⊂A∩B⊂A
ce qui donne A=B