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diff --git a/semestre 3/mathématiques discrètes/2- Relations d-ordre, ensembles ordonnés.tex b/semestre 3/mathématiques discrètes/2- Relations d-ordre, ensembles ordonnés.tex new file mode 100755 index 0000000..b833d16 --- /dev/null +++ b/semestre 3/mathématiques discrètes/2- Relations d-ordre, ensembles ordonnés.tex @@ -0,0 +1,248 @@ +\documentclass[a4paper, titlepage]{article} + +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{textcomp} +\usepackage[french]{babel} +\usepackage{amsmath, amssymb} +\usepackage{amsthm} +\usepackage[svgnames]{xcolor} +\usepackage{thmtools} +\usepackage{lipsum} +\usepackage{framed} +\usepackage{parskip} +\usepackage{titlesec} + +\renewcommand{\familydefault}{\sfdefault} + +% figure support +\usepackage{import} +\usepackage{xifthen} +\pdfminorversion=7 +\usepackage{pdfpages} +\usepackage{transparent} +\newcommand{\incfig}[1]{% + \def\svgwidth{\columnwidth} + \import{./figures/}{#1.pdf_tex} +} + +\pdfsuppresswarningpagegroup=1 + +\colorlet{defn-color}{DarkBlue} +\colorlet{props-color}{Blue} +\colorlet{warn-color}{Red} +\colorlet{exemple-color}{Green} +\colorlet{corol-color}{Orange} +\newenvironment{defn-leftbar}{% + \def\FrameCommand{{\color{defn-color}\vrule width 3pt} \hspace{10pt}}% + \MakeFramed {\advance\hsize-\width \FrameRestore}}% + {\endMakeFramed} +\newenvironment{warn-leftbar}{% + \def\FrameCommand{{\color{warn-color}\vrule width 3pt} \hspace{10pt}}% + \MakeFramed {\advance\hsize-\width \FrameRestore}}% + {\endMakeFramed} +\newenvironment{exemple-leftbar}{% + \def\FrameCommand{{\color{exemple-color}\vrule width 3pt} \hspace{10pt}}% + \MakeFramed {\advance\hsize-\width \FrameRestore}}% + {\endMakeFramed} +\newenvironment{props-leftbar}{% + \def\FrameCommand{{\color{props-color}\vrule width 3pt} \hspace{10pt}}% + \MakeFramed {\advance\hsize-\width \FrameRestore}}% + {\endMakeFramed} +\newenvironment{corol-leftbar}{% + \def\FrameCommand{{\color{corol-color}\vrule width 3pt} \hspace{10pt}}% + 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preheadhook=\vspace{\freespace}\begin{exemple-leftbar},% + postfoothook=\end{exemple-leftbar},% +]{better-exemple} +\declaretheoremstyle[headfont=\sffamily\bfseries,% + notefont=\sffamily\bfseries,% + notebraces={}{},% + headpunct=,% + bodyfont=\sffamily,% + headformat=\color{props-color}Proposition~\NUMBER\hfill\NOTE\smallskip\linebreak,% + preheadhook=\vspace{\freespace}\begin{props-leftbar},% + postfoothook=\end{props-leftbar},% +]{better-props} +\declaretheoremstyle[headfont=\sffamily\bfseries,% + notefont=\sffamily\bfseries,% + notebraces={}{},% + headpunct=,% + bodyfont=\sffamily,% + headformat=\color{props-color}Théorème~\NUMBER\hfill\NOTE\smallskip\linebreak,% + preheadhook=\vspace{\freespace}\begin{props-leftbar},% + postfoothook=\end{props-leftbar},% +]{better-thm} +\declaretheoremstyle[headfont=\sffamily\bfseries,% + notefont=\sffamily\bfseries,% + notebraces={}{},% + headpunct=,% + bodyfont=\sffamily,% + headformat=\color{corol-color}Corollaire~\NUMBER\hfill\NOTE\smallskip\linebreak,% + preheadhook=\vspace{\freespace}\begin{corol-leftbar},% + postfoothook=\end{corol-leftbar},% +]{better-corol} + +\declaretheorem[style=better-defn]{defn} +\declaretheorem[style=better-warn]{warn} +\declaretheorem[style=better-exemple]{exemple} +\declaretheorem[style=better-corol]{corol} +\declaretheorem[style=better-props, numberwithin=defn]{props} +\declaretheorem[style=better-thm, sibling=props]{thm} +\newtheorem*{lemme}{Lemme}%[subsection] +%\newtheorem{props}{Propriétés}[defn] + +\newenvironment{system}% +{\left\lbrace\begin{align}}% +{\end{align}\right.} + +\newenvironment{AQT}{{\fontfamily{qbk}\selectfont AQT}} + +\usepackage{LobsterTwo} +\titleformat{\section}{\newpage\LobsterTwo \huge\bfseries}{\thesection.}{1em}{} +\titleformat{\subsection}{\vspace{2em}\LobsterTwo \Large\bfseries}{\thesubsection.}{1em}{} +\titleformat{\subsubsection}{\vspace{1em}\LobsterTwo \large\bfseries}{\thesubsubsection.}{1em}{} + +\newenvironment{lititle}% +{\vspace{7mm}\LobsterTwo \large}% +{\\} + +\renewenvironment{proof}{\par$\square$ \footnotesize\textit{Démonstration.}}{\begin{flushright}$\blacksquare$\end{flushright}\par} + +\title{Relations d'ordre, ensembles ordonnés} +\author{William Hergès\thanks{Sorbonne Université}} + +\begin{document} + \maketitle + \tableofcontents + \newpage + \section{ensemble ordoné} + \begin{defn} + Une relation d'ordre $\preceq$ est une relation binaire sur $E$ si et seulement si~: + \begin{itemize} + \item réflexive + \item anti-symétrique + \item transitive + \end{itemize} + + L'ordre strict $\prec$ est associé à $\preceq$~: c'est la même, sauf qu'elle n'est pas réflexive~: + $$ \prec = \preceq\backslash\mathrm{Id}_E $$ + \end{defn} + \begin{defn} + Une relation d'ordre $\preceq$ est~: + \begin{itemize} + \item totale si et seulement si $\preceq$ permet toujours de comparer deux éléments quelconques de $E$ + \item partielle s'il existe au moins deux éléments de $E$ incomparables avec $\preceq$ + \end{itemize} + \end{defn} + \begin{defn} + $(E,\preceq)$ est un ensemble~: + \begin{itemize} + \item totalement ordonné si $\preceq$ est un ordre total. + \item partiellement ordonné si $\preceq$ est un ordre partiel. + \end{itemize} + \end{defn} + \begin{exemple} + $(\mathbb{N},\leqslant )$ est un ensemble totalement ordonné. + + $(\mathcal{P}(F),\subseteq)$ est un ensemble partiellement ordoné (pour $F$ un ensemble quelconque). + + $(\mathbb{N}^*, |)$ est aussi partiellement ordoné, où + $$ | = \{(a,b)|\exists k\in\mathbb{N}^*, b = na\} $$ + (c'est la relation divise.) + \end{exemple} + \begin{proof} + Preuve du deuxième exemple. + + Soit $F$ un ensemble. + + Montrons que $\subseteq$ est un ordre pour $\mathcal{P}(F)$. + \begin{itemize} + \item Soit $A\in\mathcal{P}(F)$. + Triviallement, $A\subseteq A$. + Alors, $\subseteq$ est réflexive. + \item Soit $(A,B)\in\mathcal{P}(F)^2$. + Supposons que $A\subseteq B$ et que $B\subseteq A$. + Alors, $A=B$ par définition. + \item Soit $(A,B,C)\in\mathcal{P}(F)^3$ avec $A\subseteq B$ et $B\subseteq C$. + Si $A$ est l'ensemble vide, il est inclu dans tous les ensembles. + Donc $A\subseteq C$. + Si $A$ n'est pas l'ensemble vide, tous ses éléments sont dans $B$. + Or, tous les éléments de $B$ sont dans $C$. + Donc, tous les éléments de $A$ sont dans $C$. + Alors, $A\subseteq C$. + \end{itemize} + Ainsi, $\subseteq$ est bien un ordre pour $\mathcal{P}(F)$. + + Montrons que $\subseteq$ est un ordre partiel. + + Supposons que $F$ contient au moins deux éléments. + + Soit $(x,y)\in F^2$, deux éléments différents. + Soient $A=\{x\}$ et $B=\{y\}$. + + On a que $A\not\subseteq B$ et que $B\subseteq A$. + Donc, $\subseteq$ est partiel dans ce cas. + + Si $F$ est vide, alors $\mathcal{P}(F)$ contient un unique élément. + Cet ensemble est totalement ordonné. + + Si $F$ est un singleton, alors $\mathcal{P}(F)$ contient $F$ et l'ensemble vide. + Cet ensemble est totalement ordonné. + + La slide est ainsi fausse, mais les ensembles à moins de deux éléments sont peux intéressants. + \end{proof} + Revoir les slides 4 - 6. + \begin{defn} + Soient $(E_1,\preceq_1)$ et $(E_2,\preceq_2)$ deux ensemble ordonnés. + + L'application $f:E_1\to E_2$ est dite monotone si~: + $$ \forall (x,y)\in E_1^2,\quad x\preceq_1 y \implies f(x)\preceq_2 f(y) $$ + \end{defn} + Une application monotone préserve les relations d'ordre. + \begin{exemple} + On se place dans $(\mathbb{N},\leqslant)$ et dans $(\mathcal{P}(\mathbb{N}))$ + + $f:\mathbb{N}\to \mathcal{P}(\mathbb{N})$ tel que $f(n) = \{k\in\mathbb{N}|k\leqslant n\}$ est monotone. + + $g:\mathbb{N}\to \mathcal{P}(\mathbb{N})$ tel que $g(n)=\{n\}$ ne l'est pas par contre~! + \end{exemple} + \begin{props} + 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{warn} + Une bijection $f$ peut être monotone sans que $f^{-1}$ ne le soit~! + \end{warn} + \begin{proof} + Fin de la slide 8 pour la preuve. + \end{proof} +\end{document} |
