Chaîne dans un ensemble partiellement ordonné

Bonjour

Je m'intéresse actuellement aux ensembles inductifs et au lemme de Zorn et je bloque sur le point suivant.

Soit (E, <=) un ensemble partiellement ordonné et soit C une chaîne de E (c'est à dire une partie de E totalement ordonnée) majorée par un élément m de E. Comment m peut-il ne pas appartenir à C ?

Puisque m est un majorant de C il peut être comparé à tous les éléments de C, donc il me semble qu'il appartient nécessairement à C.

Merci pour votre aide
Pierre

Réponses

  • Prends $E=\N$ avec l'ordre usuel, $C= \emptyset$ (qui est bien une chaîne) et $m=0$ (qui est bien un majorant). Si tu n'es pas à l'aise avec l'ensemble vide et compte rajouter "oh, et si $C$ est non vide ?", prends $C=\{0\}$ et $m=1$
  • On peut penser aux bornes sup dans $\R$ aussi : $1$ majore $\{1-\frac{1}{n} | n\geq 1 \}$, mais n’est pas dans cet ensemble
  • Bonjour Martimax

    D'accooooord ! Je n'avais pas compris ce qu'est une chaîne. Je pensais qu'une chaîne qui contenait un élément devait obligatoirement contenir contenir tous les éléments de E qui lui sont comparables.

    En fait je pensais qu'une chaîne était une classe d'équivalence sur E modulo la relation x R y <==> 'x<=y ou y<=x). Donc pour moi un ensemble comme N ou R était une chaîne unique.

    Bon je pense avoir compris. Mais alors du coup le lemme de Zorn me paraît dire une chose bizarre. Si on prend comme chaîne l'intervalle ouvert décrit par Boole et Bill plus haut, quel est l'élément maximal de la chaîne ?

    Pierre
  • Bonjour Boole et Bill

    Je te remercie pour ta réponse. Je n'avais pas compris ce qu'est une chaîne. Dans ton exemple quel est l'élément maximal prévu par le lemme de Zorn ?

    Pierre

    PS Comment fais-tu pour écrire des formules ?
  • Une telle classe d'équivalence n'est pas nécessairement totalement ordonnée, donc ça n'aurait pas de sens.

    Attention. Le lemme de Zorn suppose que toute chaîne a un majorant, pour en conclure que l'ensemble ordonné a un maximum. Dans l'exemple de Boole et Bill, il y a bien des chaînes qui n'ont pas de majorant (en fait l'ensemble lui-même est une chaîne sans majorant)
  • Ok merci beaucoup je pense avoir compris. Je vais continuer mon étude sur le lemme de Zorn.
    Juste une question concernant l'énoncé du théorème. Selon les auteurs [il] est écrit :
    1. Tout ensemble inductif admet un élément maximal
    2. Tout ensemble inductif admet au moins un élément maximal
    3. Tout élément est majoré par un élément maximal
    (1) est le plus courant,
    (2) est dans wikipedia,
    (3) est dans le livre "tout-en-1 pour la licence".

    L'ensemble possède un seul et même élément maximal ? Plusieurs ?
    Pierre

    PS. Ma relation d'équivalence n'en est pas une car elle n'est pas transitive.
  • 1 et 2 ont l'air d'être littéralement les mêmes énoncés. 3 s'inscrit toujours dans le cadre d'un ensemble inductif, et est une variaton de 1 et 2 relativement facile à prouver.
    Quant à savoir combien d'éléments maximaux l'ensemble a, ça dépend de l'ensemble ordonné en question. Certains en ont un, d'autres plusieurs
  • Pardon j'ai corrigé le second énoncé
  • Re Pierre, Maxtimax t’a répondu, et pour les formules j’écris en $\LaTeX$, pour le faire il faut encadrer du code par des $ (pour que ce soit dans le texte) ou par \[ et \] (pour que ce soit centré). Tu trouveras tout ce qu’il faut sur la page Wikibooks ici
  • $Merci$ $\sqrt{beaucoup}$ :-)
  • @Pierre : pour rebondir sur ce que disait Max plus haut, une des applications phares du lemme de Zorn est l'existence d'ultrafiltres sur tout ensemble $X$.
    Mieux, le point 3 te permet de dire que tout filtre est inclus dans un ultrafiltre.
    Par exemple, si tu prends $X=\omega$, le filtre de Fréchet peut être étendu en un ultrafiltre.
    Mais en fait (sous AC), il y a plein d'ultrafiltres plus fins que le filtre de Fréchet. Plus précisément il y en autant que de parties de $\R$, ce qui est très légèrement supérieur à 1
  • Pour essayer d'appréhender le lemme de Zorn, j'ai commencé à réfléchir dans le cas des ensembles finis. J'ai donc rédigé ce document. Il est très basique mais ce sont des notions que je n'ai pas l'habitude de manipuler. Pourriez-vous y jeter un œil et me dire s'il est correct ? Au moins dans le principe.

    Merci
    Pierre
  • PierreCap: ça a l'air plutôt correct. Je me permets de faire une remarque quant à ta première preuve : tu dis "pour formaliser la construction", et ce qui suit est parfaitement juste, mais je tiens juste à dire que ce n'est pas exactement la même construction que la précédente. Dans la précédente tu fais une construction, en un sens en une fois, alors que dans la rédaction "formelle" tu prouves une propriété,qui ne parle que de "il existe". Alors bon, dans le cas des ensembles finis, c'est relativement pareil, mais justement dans la preuve du lemme de Zorn on se rend compte assez clairement que ta deuxième méthode (prouver par récurrence) est insuffisante, et qu'il faut une construction spécifique, et c'est là que l'axiome du choix intervient (remarque que dans ta deuxième construction, tu n'as pas d'axiome du choix !).

    Si tu ne vois pas encore la distinction très clairement, ce n'est pas grave, dans le cas fini il n'y en a pas vraiment de toute façon, oublie ce que je viens de dire, et reviens-y quand tu penseras avoir compris le lemme de Zorn
  • D'accord Martimax. J'ai bien senti en l'écrivant qu'il y a effectivement une nuance entre prouver qu'il existe une suite et construire la suite. J'y réfléchirai. Merci beaucoup pour ta relecture.

    Pierre
  • Je continue mon enquête. Y a-t-il une différence entre ces deux énoncés ?
    1. E est un ensemble inductif
    2. Tout élément de E est majoré

    (1) ==> (2) Supposons E inductif. Tout élément de E est dans une chaîne (puisque les singletons de P(E) sont des chaînes), donc tout élément de E est majoré

    (2) ==> (1) Supposons que tout élément de E est majoré. Alors toute chaîne de E est majorée. Donc E est inductif.

    Merci
    Pierre
  • Tout le monde étant majoré par lui même ça va en faire des ensembles inductifs :-D
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bonjour christophe c

    Il y a une erreur dans mon raisonnement ?
  • "Tout élément est majoré" implique "toute chaîne est majorée" sort sûrement de la lampe d'Aladdin :-D
  • Excuse-moi mais pourrais-tu être un peu plus respectueux s'il te plait ?

    Voilà pourquoi j'écris cela, mais je me trompe sûrement :

    Une chaîne est une partie de E totalement ordonnée. Puisque la chaîne est majorée, son plus grand élément est majoré ainsi que tous ses autres éléments.

    Pierre
  • Désolé, je ne voulais pas manquer de respect, je faisais simplement une blague idiote. Je ne recommencerai pas si ça te gêne.

    "Puisque la chaîne est majorée" : bah tu supposes la conclusion là.
  • J'ai lu que dans un ensemble inductif toute chaîne est majorée. J'ai mal compris ?

    Je suis assez susceptible, excuse-moi aussi
  • Oui, c'est la définition d'ensemble inductif, mais tu n'as pas le droit de le supposer quand tu veux prouver que (2) implique (1), puisque tu veux prouver que $E$ est inductif.
  • Ah ok c'est l'autre sens.

    Si tout élément de E admet un majorant alors les éléments qui forment les chaînes sont aussi majorés.

    Ce n'est pas bon ?
  • Ils sont majorés, mais ça ne t'apporte pas grand chose sur la chaîne
  • Il n'y a jamais d'erreur dans raisonnement ce que tu as dit est juste l'utilisation de l'axiome de PierreCap suivant : "si tout élément est majoré alors toute chaîne est majorée"

    Quand tu écris "A donc B" on considère automatiquement que tu utilises l'axiome "si A alors B"

    Ton axiome est TRES TRES TRES puissant. Par exemple il implique que dans tout ensemble ordonné toute chaîne est majorée. Tu offres donc à IN un maximum.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je ne comprends pas pourquoi ?

    Soit une chaîne C = {a, b, c} de E avec a < b < c

    le dernier élément est majoré par un élément m de E
    alors a < b < c < m

    Donc la chaîne est majorée.

    Ouest-ce qui cloche ?
  • Soit le nombre 40. C'est un multiple de 4. Qu'est-ce qui cloche si je dis que tous les nombres so t des multiples de 4?
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • PierreCap a écrit:
    Soit une chaîne C = {a, b, c} de E avec a < b < c
    le dernier élément est majoré par un élément m de E
    alors a < b < c < m
    Donc la chaîne est majorée.

    J'ai trouvé où est l'erreur dans ce raisonnement. La chaîne $C$ que j'ai prise en exemple est une partie finie de $E$, elle admet donc un élément maximal (comme toute partie finie d'un ensemble ordonné). Donc la chaîne est effectivement majorée par cet élément maximal, qui est son plus grand élément.

    Par contre avec $C$ infini cela aurait été différent. Par exemple dans N tout élément est majoré, et toute partie finie est aussi majorée, mais il y a beaucoup de parties non majorées : par exemple l'ensemble des nombre premiers.

    De plus en réfléchissant très fort je trouve que ma question, à la base, n'a pas de sens ! Que signifie en effet la phrase "tout élément est majoré" ? Il me semble que dans un ensemble ordonné tout élément est majoré non ? Par exemple dans N, tout élément est majoré.

    Pourtant personne ne m'a fait cette remarque. Enfin c'est pas grave. Je trouve que je fais des progrès B-) et je vous en doit un grand merci.

    Pierre
  • Si je t'ai fait TEXTO cette remarque (deuxième post en partant d'ici). Mais tu m'as MP en disant de ne plus poster. Du coup j'hésite même à appuyer sur envoyer
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Peux-tu me citer le passage où tu as fais cette remarque ?
  • moi-même a écrit:
    Par exemple il implique que dans tout ensemble ordonné toute chaîne est majorée. Tu offres donc à IN un maximum.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @PC: je te le redis, le meilleur moyen pour progresser ce n'est pas de t'apercevoir de "tes erreurs" à coups d'exemples, mais de te relire quand tu écris une preuve.

    J'insiste bien: si tu écris :

    $\bullet$
    $\bullet$
    $\bullet$
    $\bullet$
    $\bullet$
    donc $A$
    donc $B$
    $\bullet$
    $\bullet$
    etc


    Tu ne te contentes pas de déduire $B$ de $A$ au passage indiqué, tu prétends aussi que A=>B. Personne ne le fait à ta place. Dès que tu auras bien conscience de ça, tout ira mieux pour toi.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Un exemple (mais ce n'est pas une erreur de ta part, tu as raison formellement) de "difficulté" que tu as manifestée est celui de ton évocation des nombres premiers.

    Le fait que l'ensemble des nombres premiers est infini est un théorème "important" et "pas trivial" car nécessite de l'inspiration pour être prouvé. Et c'est lui que tu as choisi d'évoquer plutôt que $\mathbb{N}$ lui-même tout simplement.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • D'accord christophe c j'ai fini par comprendre le contenu de ton message mais j'avoue que j'ai eu du mal. Essaye de te mettre à un niveau un peu plus bas si c'est possible car je n'ai pas l'habitude de manipuler ces notions.

    Pierre
  • D'accord! J'essaierai
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
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