Ensemble transitif

Bonjour,
je lis pour mon plaisir le livre "Introduction à la théorie des ensembles" de Paul Halmos. Il donne l'exercice suivant :
Démontrer que $\omega$ est transitif ($\omega$ désigne l'ensemble des entiers naturels). Pourriez-vous m'aider ?
Merci

Réponses

  • Tu peux montrer que tout ensemble construit inductivement de l'ensemble vide à partir de l'opération $A\mapsto A\cup \{A\}$ est transitif.
    Edit: autrement dit montre que l'ensemble vide est transitif et que si $A$ est transitif alors $ A\cup \{A\}$ l'est aussi.
    Edit2: Désolé je ne sais pas pourquoi j'ai écrit inductif au lieu de transitif.
  • omega est l'intersection de toutes les collections inductives, or la collection des ensembles transitifs est inductive.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Soit x le plus petit ordinal non transitif, alors ...
    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 $y = z$.
  • Bonjour,
    merci pour vos réponses. Je bute à nouveau sur un exercice (le suivant).

    Démontrer que si $E$ est un sous-ensemble non vide d'un certain nombre naturel, alors il existe un élément $k$ de $E$ tel que $k \in m$ chaque fois que $m$ est un élément de $E$ distinct de $k$.
  • Par ailleurs, peut-on démontrer que $\omega$ est transitif, sans passer par les ensembles inductifs ni par les ordinaux (qui à ce stade, ne sont pas évoqués dans le livre) ? Désolé si mes questions paraissent stupides et encore merci pour votre aide.
  • La transitivité de omega (dont je rappelle que c'est $\mathbb{N}$ chez les matheux usuels ) ne dit qu'une chose: tous les éléments d'un entier sont des entiers.

    D'une manière ou d'un autre, il ta faudra quand-même admettre la définition de omega. Tu as des tas de matheux qui ne donnent pas de définition d'un entier, qui le voit comme une notion première, donc qui ne s'interrogent pas sur ses éléments.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Raskolnikov jai modifité pour message, j'ai écrit inductif au lieu de tansitif.

    Tu peux montrer que $\emptyset$ est transifitif. Et que si $A$ l'est alors $A\cup \{A\}$ l'est aussi. Bien sûr je suppose que $\mathbb{N}$ a été construit inductivement en partant de $\emptyset$ et de l'opération $A\mapsto A\cup \{A\}.$
  • Je comprends que, par induction, chaque entier naturel est lui-même transitif, mais comment obtient-on la transitivité de $\mathbb{N}$ en procédant ainsi ? Encore une fois désolé pour mon incompétence.
  • Bonjour,

    Je viens de vérifier. Page 93, Paul Halmos définit un ordinal comme étant un ensemble bien ordonné $\alpha$ tel que $\xi=\mbox{seg}_{\alpha}(\xi)$ pour tout $\xi\in\alpha$. C'est la définition de von Neumann. Il précise ensuite ce qu'est $\mbox{seg}_{\alpha}(\xi)$, le nommant section commençante qui est clairement une partie de $\alpha$. Défini de la sorte, $\alpha$ est trivialement un ensemble transitif. Ici, j'ai inutilement compliqué les choses en donnant des petits résultats.

    Bien cordialement,

    Thierry
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • @Raskolnikov : il suffit de l'écrire. Si $n \in \omega$ et $m \in n$ alors...
  • $m \in \omega$ ? Pourquoi aurais-je le droit de l'écrire ? Beaucoup de choses m'échappent on dirait.
  • L'on a, par définition donnée dans le livre,\[n\in\omega\text{ et }m\in{}n\Rightarrow{}n=\mbox{seg}_{\omega}(n)\subset\omega\text{ et }m\in{}n\Rightarrow(\cdots)\]
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • Encore merci pour votre aide. L'exercice dont je parle se trouve page 61. Je vais donc poursuivre ma lecture et reviendrai dessus plus tard.
  • Tu aurais pu l'indiquer dès le début. Il n'y a aucun rapport avec les ordinaux, du moins si l'on tient compte de la chronologie des notions abordées par l'auteur. Procédons comme dans le livre, bas de la page 59, en considérant la partie $S_{\omega}$ de $\omega$ définie comme suit :\[S_{\omega}=\left\{\begin{array}{c|c}\alpha&\alpha\in\omega\text{ et }(\forall\,\beta)\left(\beta\in\alpha\Rightarrow{}\beta\in\omega\right)\end{array}\right\}\]puis montre par induction que $\omega\subset{}S_{\omega}$.

    Hint : c'est trivial pour $0=\emptyset$ (pourquoi ?). Suppose que l'on ait $n\in\omega\text{ et }n\in{}S_{\omega}$, puis montre que $n^+=n\cup\{n\}\in{}S_{\omega}$ (page 55). En guise de conclusion, tu auras que $\omega=S_{\omega}$.

    Là, je vais reposer le livre poussiéreux qui m'a donné de l'asthme.
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • Merci pour votre aide.

    Si $0 \notin S_{\omega}$, alors il existe $\beta$, $\beta \in 0$ et $\beta \notin \omega$, donc $0$ appartient à $S_{\omega}$ ($0$ n'ayant pas d'élément).

    Soit $n \in S_{\omega}$ et soit un élément $\beta$ de $n^{+}$.

    Si $\beta$ appartient à $n$, alors comme $n$ appartient à $S_{\omega}$, $\beta$ appartient à $\omega$.

    Si $\beta=n$, $\beta \in \omega$.

    On en déduit par induction que $S_{\omega}=\mathbb{N}$.
  • Tu peux tout recommencer. Ne pas oublier le (ii) du livre (je n'ai pas envie de le reprendre).
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • Je ne comprends pas. Ne faut-il pas montrer que $0$ appartient à $S_{\omega}$ et que $n^{+}$ appartient à $S_{\omega}$, dès que $n$ appartient à $S_{\omega}$ ?
  • Allons-y. Reprenons le raisonnement de la page 59. L'on a trivialement $0\in{}S_{\omega}$, car l'on a $\omega\ni0=\emptyset$ et $(\forall\,\gamma)\left(\gamma\in\emptyset\Rightarrow{}\gamma\in\omega\right)$ également. Supposons que l'on ait $n\in{}S_{\omega}$. Soit $\omega\ni{}n^+=n\cup\{n\}$ et $\beta\in{}n^+$ quelconque. Montrons que $\beta\in\omega$. Ou bien $\beta\in\{n\}$, d'où trivialement $\beta=n\in\omega$, ou bien $\beta\in{}n$, auquel cas $\beta\in\omega$ vu que, par hypothèse, $n\in{}S_{\omega}$. Ainsi obtient-on que $n^+\in{}S_{\omega}$, d'où $\omega=S_{\omega}$, comme attendu.
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • Peux-tu me dire où je me suis trompé ? Je ne vois pas en quoi ta preuve diffère de la mienne...
  • J'ai exagéré. La chaleur certainement.
    Si $0 \notin S_{\omega}$, alors il existe $\beta$, $\beta \in 0$ et $\beta \notin \omega$, donc $0$ appartient à $S_{\omega}$ ($0$ n'ayant pas d'élément).

    Je pense que l'on peut envisager autre chose.

    Attention à la phrase de conclusion, où $S_{\omega}=\omega$.
    Le chat ouvrit les yeux, le soleil y entra. Le chat ferma les yeux, le soleil y resta. Voilà pourquoi le soir, quand le chat se réveille, j'aperçois dans le noir deux morceaux de soleil. (Maurice Carême).
  • Merci beaucoup pour ton aide !
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