Ensemble des parties d'un ensemble

Bonjour à tous, quelqu'un pourrait-il m'aider à montrer ceci :

Soit E un ensemble.
Montrer qu'il n'existe pas de bijection de E dans P(E) (où P(E) désigne l'ensemble des parties de E)

Je suis sûre que la réponse est triviale mais ça m'échappe.
Merci de vos réponses.

Réponses

  • Lorsque l'on croise ce problème pour la première fois, c'est loin d'être si trivial. Il suffit de supposer qu'une telle bijection $f$ existe, et de considérer l'ensemble $F$ des éléments $x$ de E tels que $f(x)$ ne contient pas $x$. C'est un sous-ensemble de $E$, donc il existe un élément $y$ de $E$ tel que $f(y)=F$. Si $y$ est dans $F$, alors par définition $f(y)$ ne contient pas $y$, donc $y$ n'est pas dans $F$, et on a le même type de contradiction en supposant l'inverse.
  • Merci beaucoup pour cette réponse claire et limpide!
  • Bonsoir


    Pour toto

    grace a ce resultat qu'on deduit que$ P(\N)$ est non dénombrable.

    @+
  • J'en profite pour poser à mon tour une question dont la réponse m'intéresse beaucoup : ce résultat était-il déjà connu de Cantor, ou bien l'a-t-on découvert après ?
  • Jaybe : Je suis à peu près sûr que oui, car il fut un grand utilisateur de l'argument diagonal (celui qui est utilisé ici). Et il a participé à la création et au développement de la théorie des cardinausx et des ordinaux.
    Ce qu'il n'avait pas, c'est une théorie des ensembles formalisée (sur la logique, ou par axiomatique genre ZF). Il a fallu attendre Frege pour celà.
  • C'est l'une des briques qui me manquait pour comprendre l'historique de la chose. Merci Gérard !
  • A t'on toujours #P(E)>= #E?
  • E s'injecte naturellement dans P(E) par x->{x}, donc oui.
    (On a même #P(E)=2^#E)
  • bonjour,

    je "coince" depuis plusieurs jours sur cette démonstration de la diagonale de Cantor.
    Je ne comprends pas pourquoi on pose l'ensemble $ F$ des éléments $ x$ de E tels que $ f(x)$ ne contient pas $ x$.
    On peut très bien imaginer une application f allant de E vers l'ensemble des parties de E et associant toujours à un élément $ x$ de E une image dans laquelle $ x$ n'apparaît pas.
    Par exemple, si E est un ensemble d'entiers, l'image de $ 2$ pourrait être \{3, 4\}, l'image de $3$ être \{1\}, etc.
    Merci de m'aider à trouver la clef qui me fera avancer...
  • Bonjour neophytte.

    Le problème consiste à savoir si l'on peut \og\ trouver \fg\ et pas seulement \og\ imaginer \fg\ une surjection d'un ensemble $E$ dans l'ensemble de ses parties $\mathfrak P(E)$. Si $E$ est fini et possède $n$ éléments, alors $\mathfrak P(E)$ est fini et possède $2^n$ éléments, donc pas de surjection de $E$ sur $\mathfrak P(E)$. Maintenant, si $E$ est infini, quelle confiance accordes-tu à ton \og\ {\it etc} \fg\ ?

    Bruno
  • Bonjour Néophytte.

    "Je ne comprends pas pourquoi on pose ..." : Simplement parce que ça permet de faire fonctionner la démonstration. Quant à savoir pourquoi cette idée est arrivée, c'est difficile, mais il y a déjà une injection évidente : $x\mapsto\{x\}$ qui n'est pas surjective pour un ensemble non vide, et l'argument "diagonal" est une sorte d'inversion de cette idée.

    "On peut très bien imaginer une application f allant de E vers l'ensemble des parties de E et associant toujours à un élément $ x$ de E une image dans laquelle $ x$ n'apparaît pas." Oui, on peut imaginer. Et cette application non plus n'est pas surjective : E lui-même n'est pas une image. ici, tu as F=E.

    Mais surtout, tu es à côté de la question (voir l'explication de Bruno).

    Cordialement.

    (*) rectifié suite à la remarque de Meu . Mais on peut remplacer 2 par 3 ou 5, voire même par 1. Rectifié suite à l'insistance malsaine de Meu.
  • il y a déjà une injection évidente : $ x\mapsto\{x\}$ qui n'est pas surjective pour un ensemble non vide

    Le racisme anti-vide a encore frappé ! (:D
  • Il va falloir créer un délit de racisme antivide :D.

    Bruno
  • "anti-vacuisme" ?
  • Tout ça me rappelle un cousin à moi - Arthur qu'il s'appelle - qui ne supporte pas l'ensemble vide.

    amicalement,

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Je crois que j'ai compris.
    Merci
  • Meu a écrit:
    Le racisme anti-vide a encore frappé !
    Ah, non, au contraire, j'ai évité de compliquer une explication en l'évitant comme contre exemple éventuel ! Mais je vais rectifier.

    Cordialement.

    [édit :pas de rectification, suite aux messages malsains suivants]
  • Je ne comprends pas. Et pourquoi ne mets-tu pas "on peut remplacer 2 par 3 ou 5, voire même par 1 ou 0". Ceci laisse penser que tu crois que l'application de $\emptyset$ dans $\mathcal{P}(\emptyset)$ qui envoie tout élément $x$ de $\emptyset$ sur le singleton $\{x\}$ n'est pas injective, et confirme ainsi ta phobie du vide.
  • ou plutôt, qu'elle est surjective !!
  • Meu,

    là c'est moi qui ne comprends plus ! Je parlais d'existence de fonctions non surjectives, l'injectivité n'a rien à voir ici.
    Comme l'application vide est surjective, j'ai voulu l'éviter à priori, non pas par horreur du vide (je m'en sers, je ne suis pas un autre intervenant), mais pour éviter qu'un petit futé vienne me titiller. Du coup, tu m'accuses à tort !

    Du coup, je rectifie ma rectification, ça ne m'amuse plus ! Et si Meu ne comprend pas ce que j'ai écrit, tant pis, ce n'est pas pour lui que j'ai écrit.
  • Ce que veut simplement dire Meu à juste titre, c'est que l'application $f: x\mapsto\{x\}$ de $\emptyset$ dans $\mathcal{P}(\emptyset)$ n'est pas surjective. Si on écrit "$x\mapsto\{x\}$ qui n'est pas surjective pour un ensemble non vide", on risque de faire croire que cette application $f$ est surjective (et, en tout cas, que celui qui écrit ça le croit).
  • Ok, je commence à voir. Je n'étais pas allé jusque là.

    Bon, j'ai voulu éviter les pinaillages inutiles pour Néophytte. Je crois que je vais finir par ne plus écrire quoi que ce soit sur ce forum, où, dès qu'on écrit une explication simple, des esprits forts se croient obligés de mettre leur grain de sel puriste (quelle importance qu'on puisse interpréter autrement un phrase que ce pourquoi elle a été écrite si on est spécialiste du domaine, quand il s'agit d'expliquer à un débutant ?)

    Depuis une dizaine d'années, j'ai vu disparaître les questionneurs collégiens (ceux qui viennent fuient vite !), puis lycéens, puis même les étudiants en L1/L2. Les étudiants de classes prépas se font rares ... Normal : dans un fil, il faut chercher les réponses à la question au milieu des interventions sans rapport. Est-ce vraiment l'avenir de ce forum, de servir d'exutoire à des spécialistes ?

    Cordialement.
  • Ben v'la que je suis malsain....
    Allez, pique pas ta crise, Gérard ! Si tu n'avais pas mis "non vide", je ne serais certainement pas venu te titiller. C'est toi qui a créé un problème là où il n'y en avait pas, sous le (mauvais) prétexte de faire simple. C'est le genre d'attitude qui pousse les rédacteurs du projet de programme de MPSI à se limiter aux "familles indexées par un ensemble non vide". Pourquoi ajouter "non vide" ?
  • Tout simplement parce que je me suis mélangé entre l'application vide (du vide dans lui-même) et l'application utilisée. D'autant que j'avais en tête la preuve que justement, l'ensemble vide n'est pas atteint.
    Mais j'ai bien peur que pour Néophytte ce soit du chinois, tout ça... A ton avis, à quoi ta remarque lui a-t-elle servi ?
  • De deux choses l'une : ou bien il se fiche de l'ensemble vide et, comme il a déjà déclaré avoir compris, toute cette histoire ne peut pas l'embêter et le dérouter. Ou bien il se demande ce que tu as voulu dire en excluant explicitement l'ensemble vide, et il était bon de tirer ça au clair.
    Par ailleurs, ça n'aurait pas pris cette proportion si tu ne t'étais pas entêté.
  • gerard0 a écrit:
    j'ai vu disparaître les questionneurs collégiens (ceux qui viennent fuient vite !), puis lycéens,

    C'est vrai en effet que certains intervenants les font fuir.
  • J'arrive après la controverse et donc après les modifs de posts, etc, mais @Gérard, il y a encore un post où subsiste:
    Gérard: Comme l'application vide est surjective...

    Est-ce volontaire? Surjective de quoi dans quoi?

    Rien à voir, mais tu dis "discussion malsaine qui suit" à un moment. J'ai l'impression d'avoir tout lu, je n'ai pas vu grand-chose de spécial :S ? Qu'est-ce qui est malsain?
    Je crois que je vais finir par ne plus écrire quoi que ce soit sur ce forum, où, dès qu'on écrit une explication simple, des esprits forts se croient obligés de mettre leur grain de sel puriste (quelle importance qu'on puisse interpréter autrement un phrase que ce pourquoi elle a été écrite si on est spécialiste du domaine, quand il s'agit d'expliquer à un débutant ?)

    Je ne sais pas avec quelle fréquence ça arrive (ce que tu dénonces là), mais je ne vois pas en quoi dans ce fil (échanges récent, j'ai pas lu les "ya 8ans"), la question se pose. Ce n'est pas bien grave, je m'en fiche un peu, mais c'est vrai que ta "précaution "non vide"" appelait une précision, non? :S :S (ce qui me gêne est qu'on dirait que tu trouves que cette précision n'aurait pas dû être donnée :S )
    Depuis une dizaine d'années, j'ai vu disparaître les questionneurs collégiens (ceux qui viennent fuient vite !), puis lycéens, puis même les étudiants en L1/L2. Les étudiants de classes prépas se font rares ... Normal : dans un fil, il faut chercher les réponses à la question au milieu des interventions sans rapport. Est-ce vraiment l'avenir de ce forum, de servir d'exutoire à des spécialistes ?

    [size=x-small]J'avoue que ce n'est pas spécialement mon impression. Sans entrer sur les taux de fréquentation du forum, bien au contraire je trouve que de plus en plus de questions sont du style "boite à bac" et de moins en moins de choses approfondies. Après, je peux me tromper. Mais dire que la "clientèle" novice s'est enfui, bin, tout de même, je n'arrive pas comment tu en arrives à cette conclusion.[/size]

    Ce que je crains est que je trouve que tu te blesses un peu facilement et ça ne me fait pas plaisir, tu donnes souvent (et tu as développé une manière de décrire les choses ainsi positive) des explications simplifiées qui rendent service aux gens, c'est une qualité, mais dommage que parfois tu sembles blessé par des remarques qui ne sont pas du tout là pour ça. Il est tout de même difficile de reprocher à Meu d'avoir précisé "attention: ça marche aussi pour l'ensemble vide" après ce que tu avais dit.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Christophe,

    dans mon esprit, c'était de l'ensemble vide dans lui-même.

    Je dois dire que je ne m'étais pas vraiment posé la question à fond, car ce qui m'intéressait, c'était d'attirer l'attention sur le fait que dans cette situation, l'ensemble vide n'était pas atteint.
    Je reconnais que je suis un poil susceptible en ce moment, mais je trouve qu'on titille souvent. Faisant confiance à Meu, j'ai même rectifié une phrase tout à fait juste (ce que j'avais écrit au début). Puis j'ai fini par comprendre qu'il me faisait (involontairement) faire une bêtise.
    En tout cas, c'est assez pénible d'être obligé de faire attention au moindre mot, car il arrive assez souvent maintenant de voir "attention, ta phrase sous-entend ...".

    Si Meu s'était contenté seulement de dire "attention: ça marche aussi pour l'ensemble vide", j'y aurais réfléchi. Mais la façon de le dire me met au rang des concepteurs des programmes de prépa, je n'en suis pas.
    Ce forum devient de moins en moins sympathique, il y a eu déjà quelques départs, par moments je les comprends.

    Cordialement.
  • ok, mais enfin me semble que les "titillages de Meu" n'ont pas varié ni augmenté en fréquence (bien au contraire même, il vient lui-même moins souvent), par ailleurs, tu sais bien qu'il aime bien défendre l'ensemble vide, donc peut-être as-tu raison sur l'ambiance générale du forum (disons que la question reste posée), mais là, effectivement, je pense que tu t'es montré un peu susceptible, car l'échange précis de ce fil aurait pu avoir lieu il y a 5 ans à la virgule près. Moi-même des fois, je m'en veux un peu de ne pas "défendre" l'ensemble vide (bon je trouve pas d'autres mots, bref... :D ) dans certaines remarques par-ci par là, sa prise en compte est souvent une bonne façon d'inviter les gens à réfléchir à chaque détail, c'est un peu le prix à payer de la science, l'irréfutabilité.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Après mûre réflexion, je plaide coupable, et je demande à Meu de bien vouloir excuser ma réaction disproportionnée. J'ai au départ rajouté cette restriction pour éviter d'être repris sur un cas particulier, sans aller au bout de la réflexion.
    Je maintiens cependant qu'il y a une dérive (et j'y participe, et encore en répondant). J'hésite maintenant à répondre dans certains domaines (géométrie, logique) même à des question simples.

    Cordialement.
  • :)-D :)-D

    Ce n'est qu'une démarche personnelle de ma part, mais je crois qu'une façon de bien s'amuser dans la vie (tout en aidant les autres) est d'être "fier de ses bêtises". Je n'irai pas jusqu'à dire que je suis fier de toutes les conneries que je raconte (car je suis assez prolixe et dans le lot, y a des trucs qui pourraient être économisés), mais disons que quand on accepte d'être un rigolo qui n'a aucune réputation ou je ne sais quoi à défendre, la vie intellectuelle me semble bien plus légère.

    Il est vrai que la science est là pour proposer des choses ayant un fort degré de certitude, mais il y a toujours les mots magiques "sauf erreur, blabla" qui sont un extraordinaire joker pour être tranquille.

    Par ailleurs, je n'ai pas d'exemple en tête, mais il m'est arrivé plus d'une fois où j'avais pourtant parlé sérieusement (je ne parle pas du forum, mes souvenirs remontent à plus de 25ans je crois) et où une faille s'était glissé dans mon argumentaire et sidéré j'assistais à telle ou telle remarque d'autrui qui démontait d'un coup LA TOTALITE de ma conclusion. C'est bête, j'ai l'exemple sur le bout de la langue, mais j'arrive pas à le retrouver :X

    Ces moments sont enrichissants pour tout le monde je pense, et il est aussi dommage de passer à côté
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bonjour,

    Dire que "sauf erreur" est une formule magique me semble adapté à un forum, pas à une publication scientifique, où ça manquerait fortement de sérieux, non ?
  • neophytte écrivait:
    > On peut très bien imaginer une application f allant de E vers l'ensemble des parties de E et
    > associant toujours à un élément $ x$ de E une image dans laquelle $ x$ n'apparaît pas.
    > Par exemple, si E est un ensemble d'entiers, l'image de $ 2$ pourrait être \{3, 4\}, l'image de
    > $3$ être \{1\}, etc.


    Quel est l'antécédent de $\N$, considéré comme une partie de $\N$, par ta bijection ?
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