Exercice 18 –
1. Soit Aet Bdeux ensembles et f:A→B,g:B→Adeux applications telles que g◦fest injective, et f◦gest
surjective. Montrer que fet gsont bijectives.
2. Soit A,B,Cdes ensembles, f:A→B,g:B→C,h:C→A, trois applications. On suppose que toutes les
applications h◦g◦f,g◦f◦het f◦h◦gsont chacune soit injective soit surjective. On suppose de plus qu’au moins
une de ces applications est injective, et au moins une est surjective. Montrer que f,get hsont des bijections.
3. Généraliser à nensembles A1,...,Anet napplications fi:Ai→Ai+1,i∈[[1, n −1]], et fn:An→A1.
Exercice 19 –
On pose P={z∈C|Im z > 0}, et D={z∈C| |z|<1}.
On note fl’application définie pour tout z6= i par f(z) = z−i
z+i .
1. Montrer que fréalise une bijection de Psur D.
2. Soit (a, b, c, d)∈R4tels que ad −bc = 1. On considère l’application hdéfinie dans Cpar h(z) = az+b
cz+d.
(a) Montrer que pour tout zdu domaine de définition Dde h,
Im h(z) = Im z
|cz +d|2.
(b) En déduire que hest une bijection de Psur P.
Exercice 20 – Soit E,F,G,Hquatre ensembles, et f,g,s,iquatres applications telles que ci-dessous :
E F
G H
s
f
i
g
(∃!h)?
On suppose que g◦s=i◦f(on dit que le carré, ou le diagramme, est commutatif), et que sest surjective, et iest
injective.
Montrer qu’il existe une unique application h:F→Gtelle que f=h◦set g=i◦h.
Exercice 21 – (Factorisation d’une application.)
1. Soit f:F−→ Eet g:G−→ Edeux applications. Montrer qu’il existe une application h:G−→ Ftelle que
g=f◦hsi et seulement si g(G)⊂f(F).
À quelle condition hest-elle unique ?
2. Soit f:E−→ Fet g:E−→ Gdeux applications. Montrer qu’il existe une application h:F−→ Gtelle que
g=h◦fsi et seulement si : ∀x, y ∈E, (f(x) = f(y) =⇒g(x) = g(y)).
À quelle condition hest-elle unique ?
Exercice 22 – Soit Eun ensemble non vide, Aet Bdeux parties de E, et f:P(E)−→ P(E)l’application définie par
f(X) = (A∩X)∪(B∩X), où Xdésigne le complémentaire de Xdans E. Résoudre et discuter l’équation f(X) = ∅.
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