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@@ -12,6 +12,7 @@
\usepackage{framed}
\usepackage{parskip}
\usepackage{titlesec}
+\usepackage{tikz}
\renewcommand{\familydefault}{\sfdefault}
@@ -143,7 +144,8 @@ headpunct=,%
\maketitle
\tableofcontents
\newpage
- \section{ensemble ordoné}
+ \section{Ensemble ordonné}
+ \subsection{Définition}
\begin{defn}
Une relation d'ordre $\preceq$ est une relation binaire sur $E$ si et seulement si~:
\begin{itemize}
@@ -219,7 +221,42 @@ headpunct=,%
La slide est ainsi fausse, mais les ensembles à moins de deux éléments sont peux intéressants.
\end{proof}
- Revoir les slides 4 - 6.
+ \subsection{Représentation d'une relation d'ordre}
+ \begin{defn}
+ La représentation d'une relation d'ordre $R$ sur un ensemble $E$ est le graphe \textit{minimal} représentant
+ une relation $\to$, telle que~:
+ \begin{itemize}
+ \item la fermeture réflexive et transitive $\to^*$ de $\to$ correspond exactement à la relation $R$
+ \item $\to$ est la plus petite relation dont la fermeture réflexo-transitive est égale à la relation $R$
+ \item $\to$ contient tous les couples $(a,b)\in R$ tels que $a\neq b$ et que~:
+ $$ \forall c\in E, c\neq a, c\neq b,\quad (a,c)\not\in R\lor (c,b)\not\in R $$
+ \end{itemize}
+ On a donc que $\to$ s'obtient en supprimant de $R$~:
+ \begin{itemize}
+ \item les couples $(x,x)\in R$ (réflexivité)
+ \item les couples pouvant se déduire par transitivité
+ \end{itemize}
+ On dit que ce graphe est couvrant.
+ \end{defn}
+ \begin{props}
+ Le coupe $(a,b)$ appartient à $R$ si, et seulement si, il existe un chemin dans le graphe couvrant.
+ \end{props}
+ \begin{exemple}
+ Graphe couvrant de $\leqslant$ sur $\mathbb{N}$~:
+
+ \begin{tikzpicture}
+ \node (start) {0};
+ \node (1) [right of=start] {$1$};
+ \draw [->] (start) -- (1);
+ \node (2) [right of=1] {$2$};
+ \draw [->] (1) -- (2);
+ \node (3) [right of=2] {$3$};
+ \draw [->] (2) -- (3);
+ \node (4) [right of=3] {$\ldots$};
+ \draw [->] (3) -- (4);
+ \end{tikzpicture}
+ \end{exemple}
+ \subsection{Monotonie}
\begin{defn}
Soient $(E_1,\preceq_1)$ et $(E_2,\preceq_2)$ deux ensemble ordonnés.
@@ -238,11 +275,146 @@ headpunct=,%
Deux ensembles ordonnés $(E_1,\preceq_1)$ et $(E_2,\preceq_2)$ sont isomorphes s'il existe une bijection
$f:E_1\to E_2$ telle que $f$ et $f^{-1}$ sont monotones.
\end{props}
- Slide 8 pour des exemples et pour le retour des graphes.
+ \begin{exemple}
+ Soient $(\mathbb{N},\leqslant)$ et $(\mathcal{P}(\mathbb{N}),\subseteq)$ deux ensembles ordonnés.
+
+ $f:\mathbb{N}\to\mathcal{P}(\mathbb{N})$ telle que $f(n) = \{k|k\leqslant n\}$ est monotone.
+
+ $g:\mathbb{N}\to\mathcal{P}(\mathbb{N})$ telle que $g(n) = \{ n\}$ n'est pas monotone.
+ \end{exemple}
\begin{warn}
Une bijection $f$ peut être monotone sans que $f^{-1}$ ne le soit~!
\end{warn}
+ \subsection{Minimum, maximum, bornes}
+ \begin{defn}
+ Soit $(E,\preceq)$ un ensemble ordonné et $X$ une partie de $E$.
+
+ Un élément minimal $x$ de $X$ est un élément tel que~:
+ $$ \forall y\in X,\quad y\preceq x\implies y=x $$
+
+ Un élément maximale $x$ de $X$ est un tel que~:
+ $$ \forall y\in X,\quad x \preceq y \implies x=y $$
+ \end{defn}
+ \begin{defn}
+ On dit que $e\in E$ est un minorant de $X$ si~:
+ $$ \forall x\in X,\quad e\preceq x $$
+
+ On dit que $e\in E$ est un majorant de $X$ si~:
+ $$ \forall x\in X,\quad x\preceq e $$
+ \end{defn}
+ La différence avec l'élément minimal, c'est que $e$ n'est pas forcément dans $X$~!
+ La différence avec l'élément maximal, c'est que $e$ n'est pas forcément dans $X$~!
+ \begin{defn}
+ Le plus petit élément (aussi appelé minimum) de $X$, s'il existe, est l'unique élément de l'intersection de $X$
+ et de ses minorants.
+
+ Le plus grand élément (aussi appelé maximum) de $X$, s'il existe, est l'unique élément de l'intersection de $X$
+ et de ses majorants.
+ \end{defn}
+ Le minimum est le minorant dans $X$~!
+ Le maximum est le majorant dans $X$~!
+
+ \begin{proof}
+ Soient $x_1$ et $x_2$ deux minorants (resp. deux majorants) de $X$.
+
+ Par défintion, on a~:
+ $$ x_1\preceq x_2\quad\land\quad x_2\preceq x_1$$
+ Par anti-symétrie, on obtient $x_1=x_2$.
+
+ Ainsi, le minorant (resp. majorant) est unique.
+ \end{proof}
+
+ \begin{defn}
+ La borne inférieure de $X$ est le plus grand élément des minorants de $X$ (s'il existe).
+ On la note $\inf$.
+
+ La borne supérieure de $X$ est le plus petit élément des majorants de $X$ (s'il existe).
+ On la note $\sup$.
+ \end{defn}
+ \section{Ordre bien fondé}
+ \subsection{Relation d'ordre bien fondée et induction}
+ \begin{defn}
+ Une relation d'ordre $\preceq$ sur un ensemble $E$ est dite bien fondée s'il n'existe pas de suite infinie
+ strictement décroissante d'éléments de $E$.
+ \end{defn}
+ \begin{exemple}
+ $\leqslant$ sur $\mathbb{N}$ est une relation bien fondée.
+
+ $\leqslant$ sur $\mathbb{Z}$ n'est pas une relation bien fondée.
+ \end{exemple}
+ \begin{thm}
+ La relation d'ordre sur $E$ est bien fondée si, et seulement si, toute partie non vide de $E$ admet un élément
+ minimal (pour cet ordre).
+ \end{thm}
+ \begin{proof}
+ Soit $E$ un ensemble ordonné par $\prec$, une relation d'ordre bien fondée.
+ Soit $X$ une partie non vide de $E$.
+
+ \fbox{$\implies$}
+ Par l'absurde, supposons que $X$ n'admet pas d'élément minimal.
+
+ Comme $X$ n'est pas vide, il existe $x_0$ dans $X$.
+ Comme $x_0$ n'est pas minimal, il existe $x_1$ dans $X$.
+ On peut ainsi construire \textit{de proche en proche} une suite infinie strictement décroissante, ce qui
+ contredit la définition de $\preceq$.
+
+ \fbox{$\impliedby$}
+ Si toute partie non vide de $E$ admet un élément minimal, c'est en particulier le cas pour une suite
+ strictement décroissante.
+ Soit $(u_n)$ une suite strictement décroissante à valeur dans $X$.
+ Soit $p\in\mathbb{N}$ l'indice de l'élément minimal de $(u_n)$.
+
+ Tous les éléments d'indice supérieur à $p$ doivent être strictement plus petit que $u_p$, ce qui est impossible.
+ $(u_n)$ est donc finie.
+
+ Ainsi, le théorème est vrai.
+ \end{proof}
+ \begin{thm}[Induction]
+ Soit $E$ un ensemble muni d'une relation d'ordre bien fondée $\preceq$ et $P$ une propriété de $E$.
+
+ Si pour tout $x\in E$ et pour tout $y \prec x$ telle que $P(y)$ soit vraie, on a alors que $P$ est vraie pour
+ tous les éléments de $E$.
+ \end{thm}
+ Ceci est une version généralisée de la récurrence.
\begin{proof}
- Fin de la slide 8 pour la preuve.
+ Soit $X$ l'ensemble des $x$ tels que $P(x)$ soit faux.
+
+ Si $X$ est non vide, $X$ admet un élément minimal (car $\preceq$ est bien fondée).
+ Donc, tous les $y$ strictement plus petits que $x$ sont vrais.
+ En utilisant l'hypothèse, $P(x)$ est aussi vraie.
+ $X$ est donc vide.
+
+ Ainsi, pour tout $e\in E$, $P(e)$ est vraie.
\end{proof}
+ \begin{lititle}
+ Démonstration utilisant l'induction
+ \end{lititle}
+ Elle fonctionne de la même manière qu'une récurrence~:
+ \begin{itemize}
+ \item Si $x$ est un élément minimal, on démontre $P(x)$ sans aucune hypothèse.
+ \item On suppose $P(y)$ pour tous les éléments plus petit que $x$ et on démontre $P(x)$.
+ \end{itemize}
+ \begin{exemple}
+ Toutes les démonstrations par récurrence sur $(\mathbb{N},\leqslant)$ sont des inductions~!
+ \end{exemple}
+ \subsection{Ordre lexicographique}
+ \begin{defn}
+ Soient $(E_1,\preceq_1)\ldots(E_n,\preceq_n)$ des ensembles ordonnés.
+
+ La relation d'ordre lexicographique $\preceq$ sur $E_1\times\ldots\times E_n$ est définie par~:
+ $$ \exists i<n,\forall k<i, \quad (e_k=f_k\land e_i\preceq f_i)\quad\lor\quad(e_1,\ldots,e_n) = (f_1,\ldots,f_n)$$
+ avec $(e_1,\ldots,e_n)\preceq(f_1,\ldots,f_n)$
+ \end{defn}
+ C'est-à-dire, soit ils sont tous égaux, soit il existe un indice $i$ où $e_i \preceq f_i$.
+ \begin{props}
+ L'ordre lexicographique est une relation d'ordre.
+ \end{props}
+ On a bien choisi son nom :D
+ \begin{exemple}
+ Flemme de recopier des exemples, voir le diapo 24 (page 46).
+ \end{exemple}
+ \begin{thm}
+ L'ordre lexicographique est bien fondée si $(\preceq_1,\ldots,\preceq_n)$ sont bien fondés.
+ \end{thm}
+ L'ordre du dictionnaire n'est pas bien fondée par contre.
\end{document}