Définition d'un ensemble donnée par Cantor

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Bonjour à tous voici la définition.

« Par ensemble, nous entendons toute collection M d'objets m de notre intuition ou de notre pensée, définis et distincts, ces objets étant appelés les éléments de M »

Je vais sûrement poser une question dont la réponse doit être évidente.
Quel est le sens de "distincts" dans cette définition ?
Pour des nombres ça me semble clair mais pour des objets généraux ... des oranges par exemple ?
Est-ce vraiment une évidence ou y a-t-il une subtilité ?

Réponses

  • Cantor-Bernstein
    Bonjour, je vais tenter une réponse physique, logique et philosophique, biologique et psychanalytique. Si c'est des oranges (des objets macroscopiques) alors elles n'ont pas la même position, si c'est des particules ce n'est pas clair du tout (il y a les particules jumelles... mais je ne suis pas spécialiste). En logique on parle de la tautologie de l'égalité : c'est une proposition toujours vraie (définition du petit Robert) c'est la tautologie $x=x$ qui signifie quelle que soit sa nature et indépendamment du temps et de la position $x$ est égal à lui-même. Biologiquement vous n'êtes pas égal à vous-même puisque votre corps évolue physiquement et chimiquement. Quand vous parlez de votre personnalité vous parlez de vos pensées conscientes (une instance le Moi selon Sigmunt Freud, plusieurs instances selon les neurologues) et inconscientes (le Ça selon Sigmunt Freud c'est-à-dire des pulsions enfantines essentiellement orales et sadiques et le Surmoi : siège de la censure et de la pensée morale. Les neurologues font remarquer que les intestins contiennent des neurones ce qui fait le lien avec la pensée d'extrême-orient qui accorde une grande importance au ventre et au souffle)...

    [Inutile de reproduire le message précédent. AD]
    Les mathématiques ne sont pas vraies, elles sont commodes.
    Henri Poincaré
  • Bonjour.

    Une réponse plus mathématique, puisque Cantor parle mathématiques, est que "distinct" est simplement le contraire de "égal".

    Cordialement
  • Ici "distincts" veut simplement dire que quand tu regardes une collection, qui peut t'être donnée sous une forme ou une autre, s'il y a des répétitions ($\{a,a,b,c\}$), ces répétitions ne doivent pas rentrer en compte dans l'ensemble que tu as défini, i.e. $\{a,b,c\} = \{a,a,b,c\}$.

    Il faudrait aussi parler de l'ordre et dire qu'il n'importe pas. Essentiellement, ce qu'il énonce ici est (une forme de) l'axiome d’extensionnalité : un ensemble est déterminé par ses éléments, pas "le nombre de fois" ou "l'ordre" dans lequel ils apparaissent.
  • Cette définition est tellement nulle que je suis un peu gêné de le dire. Ne surtout pas la prendre dans quelque cours ou livre que ce soit. Il y aurait écrit: nous entendons par ensemble un ensemble d'objets, ça aurait été presque plus assumé.

    Pour ce qui concerne le mot distinct, l'apsect opératoire t'a été donné par Max : c'est l'axiome d'extensionnalité (il arrive les mêmes choses aux ensembles ayant les mêmes éléments).

    Le mot ensemble n'a pas de définition puisqu'il permet de définir tous les autres, donc tu tomberas forcément sur des circularités.

    Opératoirement, un nom $A$ désigne un ensemble quand pour tout $x: x\in A$ est une phrase.

    Autrement dit, tu ne définis pas le mot ensemble, mais comment un truc qui a déjà un nom se comporte. J'ai un peu menti car j'ai supposé que $\in$ est donné.

    En fait, la bonne définition est la suivante:

    $<<X$ est un ensemble$>>$

    veut dire

    $<<$ pour tout $Y: (<<X(Y)>>$ est une phrase$)$.

    Mais pour plus de comodité, on notera $Y\in X$ à la place de $X(Y)$.


    Tu ne peux pas utiliser le signe $=$ et dire que "distinct" est son contraire, car tu n'as pas encore défini $=$ quand tu définis "ensemble".

    L'axiome d'extensionnalité dit que pour tous ensembles $a,b$ :

    Si $\forall x: [(x\in a)\iff (x\in b)]$

    Alors $\forall x: [(a\in x)\to (b\in x)]$

    Si tu veux tu peux abréger par $x=y$ la phrase $\forall t: (x\in t\to y\in t)$
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @cc la définition donnée par Cantor-Bernstein est censée être intuitive pas formelle... tu n'intuites pas ?
  • Merci @AlainLyon, @gerard0, @Maxtimax,@christophe c pour ces précisions.
    @christophe c a écrit:
    <<X est un ensemble>>

    veut dire

    << pour tout Y:(<<X(Y)>> est une phrase).

    Du coup si je prends X := l'ensemble des fruits, le "pour tout " m'autorise le choix de Y:= une voiture et donc l'affirmation :

    Une voiture est un fruit (?)




    $\forall x:[(x\in a) \leftrightarrow (x\in b)]$ : oui effectivement mais dans $\forall x:[(a\in x) \rightarrow (b\in x)]$ pourquoi les ensembles prennent-ils la place des éléments ? Que signifie $\rightarrow$ ?
  • Cette définition a surtout un intérêt historique. Les théories des ensembles des mathématiques contemporaines prennent les ensembles pour objets premiers et donc ne les définissent pas. Ce sont les axiomes choisis pour la relation d'appartenance qui font que ces objets vont pouvoir être pensés au moins intuitivement comme des collections d'objets particulières.
    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 $y = z$.
  • @Christophe : je trouve que tu es un peu dur avec Cantor. (Le vrai, pas CB). Bon, d'accord, c'est mon pote alors ma vision est peut-être un peu biaisée.

    Mais ce que je veux dire c'est qu'il faut reconstituer les choses dans le contexte. On est au tout début de la TDE, les gens sont très frileux avec la notion d'ensemble, en particulier infini. Donc à l'époque tu ne peux pas commencer un traité en parlant d'un type d'objet que tu n'as pas défini, même si la définition est bancale. (Ce dont, j'en suis à peu près sûr, Cantor est parfaitement conscient).

    D'ailleurs je crois que Dedekind dit la même chose. De mémoire : "J'appellerai multiplicité (Mannigvaltigkeit) la mise en commun d'objets issus de notre pensée".

    Bon, mais tout cela n'est pas bien grave...
  • Bon, j'en rajoute une couche.
    Cantor définissait un ordinal comme étant obtenu par une abstraction des noms des éléments d'un ensemble, et un cardinal avec une double abstraction : les noms des éléments, et l'ordre dans lequel on les écrit.
    Il a essuyé de vives critiques de la part de Frege , genre : "on ne fait pas des mathématiques à coups d'abstractions, gnigni gnigna".
    Et pourtant, ces deux abstractions signifient qu'il avait tout compris.

    Pour la petite histoire, un jour (il ya très longtemps), j'ai écrit un mail à Patrick Dehornoy au sujet des modèles non standard de ZFC. Je lui ai donné mon interprétation des faits, et mon mail se terminait par : "Je ne sais plus à quel saint me vouer".
    Dans sa réponse il me disait que mon analyse était correcte, et à la dernière question il répondait : "à Saint Cantor, bien sûr !".

    Just for the fun.
  • De mon téléphone@Martial. Je ne voulais pas critiquer Cantor bien sûr mais la définition circulaire.

    Pas sûr d'ailleurs qu'à l'époque Cantor ait appelé ça une définition, je ne suis pas cultivé.

    @CB: EtreFruit(voiture) est une phrase. Fausse.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Christophe : je sais très bien que tu n'as rien contre Cantor, it was a joke.
    Je ne pense pas non plus que Cantor ait parlé de définition. Il était dans un tout autre état d'esprit que le nôtre maintenant : pas question de pondre les choses rigoureusement, genre à la Bourbaki, mais faire avancer le schilimimi... Et dans ce sens, le moins qu'on puisse dire c'est qu'il a réussi.
    Cf Hilbert : "Nul ne nous fera sortir du paradis que Cantor a construit pour nous".

    Bon allez, juste pour la route : il fut une époque (2009/2010/2011) où j'allais très souvent à Berlin. La dernière année j'ai fait le pélerinage (160 km) jusqu'à Halle, où j'ai vu la tombe de Cantor... qui est une fausse tombe, en fait il est enterré ailleurs, Dieu sait où.
    J'ai aussi vu sa maison, où il y a une plaque commémorative, de mémoire : "Ici vécut Georg Cantor, inventeur de la Menge Theorie" (théorie des ensembles). J'ai une photo quelque part, je vais essayer de la retrouver.

    Voili voilou, je suis un grand nostalgique.

    Et sa race, je ne sais pas pourquoi le logiciel me souligne en rouge le mot "pélerinage".
  • Pour la mémoire...117894
  • @Martial : J'ai vu la tombe de Hausdorff à Bonn, qui a contribué à la théorie des ensembles également il me semble (en plus d'autres choses pour lesquelles il est plus connu).
  • Christophe c a écrit:
    EtreFruit(voiture) est une phrase. Fausse.

    Du coup c'est quoi un ensemble faux ?


    On peut donc créer toute sorte d'ensembles sans qu'aucune propriété ne lie de façon cohérente ses éléments ? Voire même mettre tout et n'importe quoi dans le même sac (absence de propriété) ? :-S

    Etrange ...
  • Martial a écrit:
    Et sa race, je ne sais pas pourquoi le logiciel me souligne en rouge le mot "pélerinage".
    Serait-ce parce que la bonne orthographe est "pèlerinage" ?
    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 $y = z$.
  • @Foys : pèlerinage
    Bon ben merci, j'aurai appris quelques chose aujourd'hui... et ça fait environ 58 ans que je l'écris avec un accent aigu.
  • @Cantor-Bernstein : Connais-tu l'ensemble vide ?
  • @CB : oui, en théorie naïve tu peux mettre tout et n'importe quoi dans un ensemble. C'est une idée relativement récente (18ème, 19ème). Auparavant on ne considérait (au mieux) que des ensembles de nombres, ou de points, ou de moutons etc, mais pas question de mélanger.
    Suite aux travaux de Bolzano et Riemann on s'est autorisés à mélanger les genres : un ensemble $A$ peut contenir une voiture, un fruit, une fonction et 54 dés.

    @Poirot : je n'ai pas compris ton intervention concernant $\emptyset$.
  • Martial a écrit:
    je n'ai pas compris ton intervention concernant $\emptyset$.

    Idem ?
    Martial a écrit:
    oui, en théorie naïve tu peux mettre tout et n'importe quoi dans un ensemble.

    Et sous des théories non naïves ?




    @Christophe C : Du coup c'est quoi "un ensemble faux" ?
  • @CB: je viens seulement de voir ta question, mais je ne comprends pas ce que tu cherches à savoir.

    1/ Tu as des phrases et des ensembles

    2/ Un ensemble est une fonction qui envoie tout objet sur une phrase

    C'est le standard grammatical le plus courant.

    Le standard équivalent, mais unitype est: tu n'as que des fonctions et tu appliques n'importe quoi à n'importe quoi. Pour décrire une nouvelle fonction tu utilises

    $$x\mapsto \dots$$

    comme syntaxe (il y a d'autres moyens, mais peu importe).

    Pour es raisons de confort, les gens ont historiquement décidé de "cloturer", c'est à dire d'avoir la phrase comme objet acceptable dans un texte, ce qui peut se comprendre. Avec l'habitude, on n'aime pas les suites de mots non terminées, comme par exemple

    "le chat qui voit la lune"

    on préfère

    "le chat qui voit la lune miaule"

    C'est conventionnelle + c'est pratique car on a pris l'habitude de voir la valeur d'une phrase comme habitant un ensemble $\{faux; vrai\}$, muni d'opérations assez canoniques et qui sont les plus utilisées de l'histoire dans tous les textes (négation, conjonction, disjonction, implication)

    Mais opératoirement, ça ne change rien, que tu dises que:

    $a\in [x\mapsto (x$ est pair$)]$

    ou que tu dises

    $a\in \{x\mid x$ est pair$\}$

    c'est juste que le mapsto est changé en accolades et mid.

    Grammaticalement, $a\in \{x\mid x^2>50$ et $(x^3+1)\}$

    veut dire

    $[a^2>50$ et $(a^3+1)]$

    et comme ça n'a pas de vocation à être dans $\{faux; vrai\}$

    il est traditionnellement préféré l'écriture

    $[x\mapsto (x^2>50$ et $(x^3+1))] (a)$

    qui se lit "machin de a"

    plutôt que "a appartient à machin"

    mais dont la valeur est toujours

    $[a^2>50$ et $(a^3+1)]$
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bonjour à tous.

    Initialement la question à la source de cette discussion était : quel est le sens du mot "[size=medium]distinct[/size]" dans la "définition" d'un ensemble donné par Cantor ?

    Bien que les réponses à cette question furent intéressantes d'un point de vue personnel, je débute depuis peu de temps une aventure de professeur indépendant (cours en ligne du primaire à la 6eme) et au regard des réponses, elles ne pourront que très indirectement donner une matière concrète et applicable dans la rédaction de mon cours.

    J'ai à tort oublié de mentionner le contexte du sujet. J'aurai dû l'initier dans la partie pédagogie et enseignement du forum. Mes excuses.

    Ça n'est pas grave et c'est tout à fait agréable de voir des réponses formelles pour approfondir un sujet mais je m'attendait a bien plus de concret car c'est de choses concrètes dont part la faculté d'abstraction.

    Je souhaitais en premier lieu donner un exemple concret de ce qui au niveau ou j'enseigne (CP -> 6e) ne peut dans le cadre de cette définition être considéré comme un ensemble. Je ne m'explique pas comment j'ai pu oublier de le mentionner.

    À cette fin voici une nouvelle question :

    Sans parler du monde microscopique , du point de vue macroscopique (le plus naturel pour un enfant) une flaque d'eau peut elle être considérée comme un ensemble dont les éléments sont des [size=medium]gouttes d'eau[/size] ?

    Est-ce l'exemple le plus adapté ?


    Bien que la réponse puisse paraître évidente j'en appelle à vos avis pour trancher la question de manière claire, "simple" et précise. (@raoul.S ;-))


    D'avance merci pour vos réponses.
  • Bonjour,
    une flaque d'eau peut elle être considérée comme un ensemble dont les éléments sont des gouttes d'eau ?
    D'abord, disons que l'on ne fait pas de mathématiques ici, ensuite, vous ne pouvez pas identifier les gouttes dans une flaques.
    Si vous voulez un exemple concret (que l'on peut faire évoluer vers plus abstrait) prenez un jeu de cartes qui est un ensemble de cartes.
  • Bonjour à tous, voici la "définition" :

    « Par ensemble, nous entendons toute collection M d'objets m de notre intuition ou de notre pensée, définis et distincts, ces objets étant appelés les éléments de M »


    Je souhaite donner un exemple [size=medium]concret[/size] au niveau où j'enseigne (CP -> 6e) de ce qui ne peut dans le cadre de cette "définition" être considéré comme un ensemble.

    À cette fin voici ma question :

    Sans parler du monde microscopique , du point de vue macroscopique (le plus naturel pour un enfant) une flaque d'eau peut elle être considérée comme un ensemble dont les éléments sont des [size=medium]gouttes d'eau[/size] ?

    Est-ce l'exemple le plus adapté ?


    Bien que la réponse puisse paraître évidente j'en appelle à vos avis pour trancher la question de manière claire, "simple" et précise.


    D'avance merci pour vos réponses.
  • B... de m..., j'ai voulu répondre à CB, et j'ai cliqué sur "envoyer" à l'instant précis où quelqu'un déplaçait le fil de "Fondements et Logique" vers "Pédagogie". Et du coup mon post est parti dans la stratosphère.

    En gros je disais qu'on pouvait toujours considérer une flaque d'eau comme un ensemble de molécules $H_2O$. Mais ce n'est pas franchement du macroscopique...

    [Navré Martial :-(. Quand cela t'arrive, tu reviens dans ton navigateur sur les fenêtres précédentes, jusqu'à retrouver ton message avant l'envoi, que tu copies dans la souris pour le coller ailleurs. ;-) AD]
  • @Martial Aïe ouïe ! Certes en micro sur le modèle moléculaire ça marche :-)
  • Bonjour CB.

    Effectivement, une flaque d'eau n'est pas un ensemble de gouttes d'eau. Mais tu illustres surtout le fait que des mots flous font des idées floues : Où commence et où s'arrête la flaque ? Je sais ce qu'est une goutte d'eau dans le cadre de la pluie ou du robinet qui goutte, mais où sont les gouttes dans le ruisseau ou le verre ?
    Donc ce n'est probablement pas un bon exemple.

    Peut-être celui-ci, bien connu des statisticiens : L'ensemble des français n'est pas un ensemble. Je te laisse trouver pourquoi les statisticiens ne considèrent pas qu'il s'agit d'une population.

    Cordialement.

    NB : Quel intérêt pour des enfants de 10 ans ?
    NBB : On enseignait les ensembles en sixième vers 1970. Tu devrais lire les cahiers Galion, fruits de la réflexion d'une équipe de profs lyonnais très engagés depuis des années dans la réflexion sur l'enseignement des maths.
  • Bonjour Gerard,
    Où commence et où s'arrête la flaque ?

    Je ne pense pas qu'un enfant se posera cette question et si ça se produit je serai très heureux de pouvoir lui répondre.
    Je sais ce qu'est une goutte d'eau dans le cadre de la pluie ou du robinet qui goutte, mais où sont les gouttes dans le ruisseau ou le verre ?

    C'est exactement la question qu'il faut poser aux élèves ! Merci :-)
    Quel intérêt pour des enfants de 10 ans ?

    Pouvoir mettre plus facilement des mots sur une généralité qui englobe des ensembles précis vus en cours et donner un cadre d'étude. Je ne dis pas que c'est parfait mais au moins il y a je pense quelque chose de rassurant pour un enfant à se dire : je pars de là pour aller à la découverte de ce monde.

    Même si ça n'est pas d'un intérêt direct, il me semble aussi que cela puisse faciliter l'introduction de la relation d'appartenance pour après éviter d'écrire au tableau des phrases à rallonge (comme je le fais souvent (:P)) en intégrant un chouia de notations propres au langage mathématique.
  • Et à moi, tu peux me répondre ????? Car si je sais ce qu'est une flaque d'eau, je ne sais pas où elle s'arrête ... la boue au fond, c'est dans la flaque ? si oui jusqu'où ? si non, à partir de quand ? Et les bords, mouvants quand il pleut ou quand l'eau s'évapore ? A propos, l'eau qui s'évapore, à partir de quand fait-elle partie de la flaque ?

    Je pense que tu sous-estime la curiosité des enfants de 10 ans.

    Cordialement.
  • @AD : merci pour la combine. Tu m'avais déjà expliqué ça une fois, mais j'avais oublié entre temps. Pas très grave, mon message faisait deux lignes et demi.
  • @gerard0 Tu as raison et ça n'a sûrement aucun intérêt. Je n'ai pas compris ton exemple.

    Dois-je bannir les mots ensemble, élément, la relation d'appartenance de mon vocabulaire ?
  • Non,

    mais à ce niveau, la notion intuitive d'ensemble suffit. L'ensemble des élèves de la classe, le sous ensemble des garçons, l'intersection des sous-ensembles des garçons et des musiciens, suffisent à donner une bonne idée du vocabulaire. Chercher à dire ce qui n'est pas un ensemble n'est pas intéressant, d'autant qu'en maths, on peut tout définir comme des ensembles.
  • @gerard0 Merci beaucoup pour tes conseils. Je posterai sous peu ma production histoire de pas évoluer en toute solitude, sinon je pense que je risque de faire n'importe quoi...
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