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Un exercice sous AD

Il est "facile" de voir que AD entraine que toute partie de IR est mesurable et que ce dernier énoncé entraine qu'on ne peut pas bien ordonner $\R$.

Voici un exercice rigolo sous AD (dont j'ignore s'il est vrai sous le seul axiome CD + AllLebesgueMesu), dont j'aimerais savoir s'il est facile à prouver (la preuve que j'en donne est avec des lemmes antérieurs de ma cuisine personnelle, le tout serait assez long à exposer à sec.

Pour toute suite $u$, je note $\sigma (n,u)$ la suite $p\mapsto u_{n+p}$.

Soit $\phi$ une application de $\R^\N$ dans $\R$. Soit $\leq$ un ordre total sur $\R$.
Prouver l'existence de $u\in \R^n$ telle que pour tout entier $n: $$$

\phi\big(\sigma(n,u)\big) < \phi\big(\sigma(n+1,u)\big) ,

$$ où $a<b$ abrège $[a\leq b$ et $a\neq b]$.
Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi

Réponses

  • Non si $\phi$ est une fonction constante.
    Faut-il rajouter "$\phi$" surjective ou un truc du genre? (l'image de $\phi$ a quand même intérêt à être "grande" je dirais).
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Pardon Foys. Oui à ton ajout. Image non dénombrable suffit.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Si on suppose qu'il existe un bon ordre $\triangleleft$ de $\R$ d'élément minimal $Z$ (en pensant à Zéro).

    Quel serait l'élément $\triangleleft$-minimal du sous-ensemble $S$ de $\R$ vérifiant les propriétés suivantes :

    a) $S$ non vide
    b) $Z\not\in S$
    c) pour tout $x\in S$, il existe $x'$ tel que $Z\triangleleft x'\triangleleft x$

    J'ai l'impression qu'il n'existe pas….mais ce n'est qu'une impression.
    Donc l'hypothèse est fausse ou alors il faudrait que l'ensemble $S$ soit muni d'un autre bon ordre que la restriction de $\triangleleft$ ?


    Non...ok, je viens de comprendre : un tel ensemble $S$ n'existerait pas, il serait en contradiction avec "toute suite décroissante est finie".

    Disons que j'ai fait ce petit jeu pour demander aux théoriciens des ensembles des éclaircissements et leurs votes sur les points suivants :

    1. tout ensemble est bien-ordonnable (je vote pour)
    2. $\R$ n'est pas bien-ordonnable (je vote pour)
    3. $\R$ est un ensemble (obligé de voter contre si on vote pour 1 et 2)
  • @Foys, tu peux simplifier en regardant le cas particulier suivant:

    1/ soit $\leq$ un ordre total sur $\R^\N$.

    2/ Alors il existe $u\in \R^\N$ telle que $n\mapsto \sigma(n,u)<\sigma(n+1,u)$

    si tu veux t'amuser avec cet exercice. (Je ne me rappelle plus si tu t'es beaucoup familiarisé avec AD, car c'est, même si "chez nous ensemblistes", c'est une ééééénoooooooooooooooorrrme sucrerie cet axiome, pas sûr qu'il soit encore énormément sorti dans le centre ville pour signer des autographes :-D

    @Serge, tu discutes d'axiome du choix.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Peut-on répondre à ces questions :

    1. ZFC+AD+AC est-elle une théorie consistante ?

    2. Peut-on espérer pouvoir trouver une preuve simple que $\R$ n'a pas de bon ordre ?

    Je pensais me lancer dans le point 2 mais si c'est périlleux...merci de me prévenir.
  • Pour la première question il est connu que cette théorie est inconsistante, car avec AC on peut construire sans trop d'imagination un jeu non déterminé.

    Pour la deuxième question, je ne comprends pas ce que tu veux dire, puisque sous AC on peut prouver que $\mathbb R$ a un bon ordre. :-D
  • Pour la 1ère question, oui...je voulais une confirmation et j'aurais dû écrire ZF+AC+AD (pardon)

    Pour la 2ème question, ZF+AC, ce n'est pas exactement ce que je qualifie de "simple". Rien que ZF c'est pas "simple".
  • Dans ce cas il faut que tu précises ce que tu entends par "preuve simple", dans quel système tu te places. Déjà pour parler de $\mathbb R$ et de bon ordre tu as besoin d'une bonne partie de ZF je dirais.
  • Ce n'est qu'intuitif pour l'instant. Voici :

    1. Je trouve que AC n'est pas un "bon axiome". C'est une question de complexité de définition. La fonction de choix est "trop complexe" par rapport à l'ensemble sur lequel elle porte. Plus simplement, il me semble plus cohérent qu'une fonction de choix $f$ sur un ensemble $E$ soit définie à partir d'un bon ordre sur $E$ et non l'inverse.

    2. Pour $\R$, je pense qu'on peut trouver une contradiction entre les propriétés attendues de son ordre naturel $<$ et celles d'un éventuel bon ordre $\triangleleft$. Plus précisément, le fait que pour tous $x<y$ il existe $x'$ tel que $x<x'<y$ devrait "à la longue" bloquer la définition possible d'un bon ordre $\triangleleft$.
  • Je ne comprends pas pourquoi tu cherches à comparer l'ordre usuel sur $\mathbb R$ et un éventuel bon ordre sur $\mathbb R$. Il est clair que l'ordre usuel n'est pas un bon ordre, ça n'exclue pas la possibilité qu'il existe un bon ordre sur $\mathbb R$ ! (qui n'aurait rien à voir avec l'ordre usuel)
  • Ce n'est pas ce que je disais. Bien sûr que je ne veux pas faire de l'ordre usuel un bon ordre. Je pense plus à la définition de $\R$ à partir de cet ordre et en particulier la propriété de continuité. Je l'ai peut-être mal formulée. En construisant un bon ordre on ne va plus trop savoir où placer les éléments dans ce bon ordre pour éviter de faire des suites infinies décroissantes.
  • @Serge : ensemblistement, $\mathbb{R}$ c'est la même chose que $\mathcal{P}( \omega)$, donc ta question revient à construire un bon ordre sur ce dernier ensemble. Et là, il n'y a pas de continuité qui tienne...
  • J'ai passé du temps sur l'exo, je n'y arrive pas du tout avec CD+tout est Lebesgue Mesurable, je tourne en rond.
    Avec AD il me reste un truc à vérifier: soit AD implique ce que je veux et c'est bon, soit j'ai tout faux.
    Cet AD commence à m'énerver B-)-.

    [:-S AD]
  • Idem (quoique je ne me suis pas vraiment acharné); je n'ai pas d'expérience avec AD, les univers vérifiant un tel axiome sont très différents de ce dont j'ai l'habitude. S'il y a des théorèmes non triviaux utilisés ça va être coton car je n'en connais aucun !
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Cet axiome de determination commence à m'énerver...
    @AD ;-)
  • On peut donner sa langue au chat?

    Sans tout détailler, tu fais comment? (idée de preuve...)
  • Oui, patiente un peu, car il faut que je trouve une erreur dans une preuve de

    $$ZF+AD+CD\vdash 0=1$$

    dont je viens d'avoir l'idée et qui exploite ce mécanisme. Je ne voudrais pas te filer une "clé foireuse".
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je tiens à vous présenter mes excuses avant de me déconnecter de WIFI.

    L'énoncé correct est le suivant (sous ZF+AD+CD):

    soit $\leq$ un ordre total sur $\R^\N$. Prouver qu'il existe une suite $u$ telle qu'il n'y a pas de maximum parmi les suites

    $$n\mapsto u(n+p)$$

    quand $p$ parcourt $\N$.


    Ce n'est pas tout à fait le même énoncé comme vous pouvez voir, il a fallu que je décortique ma preuve (erronée) de $ZF+AD\vdash 0=1$ pour trouver la nuance. Encore SORRY!
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je ne comprends pas ton exercice, Christophe. Je suppose que, pour deux suites $u$ et $v$ de réels, $u \leq v$ signifie que, pour tout entier $n$, on $u(n) \leq v(n)$. Je prends pour $u$ l'inclusion des entiers dans les réels et je note $u^p$ la suite telle que $u_p(n) = u(n+p) = n+p$. Alors, pour tous $p, p'$, on a $u^p < u^{p'}$ ssi $p < p'$. Donc l'ensemble des $u^p$ quand $p$ parcourt $\mathbb{N}$ n'a pas de maximum.
  • @alesha de mon téléphone. Merci j'ai corrigé une coquille grâce à toi. Dans l'exo TU NE CHOISIS PAS ton ordre total, il est choisi par le diable :-D . C'est le sens de "soit". Encore merci
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
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