application linéaire

Bonjour

Dans quelque ouvrage je constate que quand on me pose la question : "Montrer que f est une application linéaire "
la réponse sera directement de montrer la linéarité sans montrer d'abord qu'elle est bien définie.
Donc en général comment je peux montrer qu'une telle application est bien définie ?

Formellement on peut écrire ça $$\forall x,y \in E,\ x=y \Longrightarrow f(x)=f(y)$$
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Merci.
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Réponses

  • Je crois que tu vas devoir être un poil plus clair Educ :)o
    Souvent la définition de l'application ne pose pas de problème, mais parfois (par exemple si l'ensemble de départ est un quotient), il faut vérifier que l'application est bien définie.
  • svp formellement comment on peut montrer uen generale ne telle application est bien definie
  • Bonjour,

    Incompréhensible.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Ben tu as ta réponse non ?
    Vois-tu pourquoi la première est mal définie ?
  • Bonjour,

    Et la linéarité n'a aucun rapport.

    Cordialement,

    Rescassol
  • si j'ai bien compris je pense que Im ln(x) nest pas incluse dans F (ensemble d'arrive ) mais plutot ici cest l'inverse mais je voudrais une definition formelle pour motrer qu'une application est bien deifnie

    pour injectivite cest
    $$f(x)=f(y) \Longrightarrow x=y $$
    mais application bien definie

    $$x=y \Longrightarrow f(x)=f(y) $$
  • Ben c'est la moindre des choses d'avoir $x=y \Longrightarrow f(x)=f(y)$...
    Si, pour calculer $f(x)$ tu fais un choix à un moment, il faut s'assurer que ce choix n'a pas de conséquence sur le résultat.
    Connais-tu les ensembles quotient ?
  • oui bien sure tu peux me donner une exemple concret
  • Je ne sais pas ce que tu appelles « application bien définie ».

    Pour écrire l'assertion
    $$
    \forall x,y \in E, x=y \Rightarrow f(x)=f(y)
    $$
    tu as besoin de disposer au préalable d'une application $f$. Et pour toute application $f$ d'ensemble de départ $E$, l'assertion précédente est triviale.

    Sans rentrer dans les détails logiques, si tu veux définir une application $f$ de $E$ dans $F$, il te suffit, pour tout $x$ dans $E$, de définir un certain $f(x) \in F$. Il se définit par une formule ou par une propriété ou autre. Il y a aussi des cas où des théorèmes te vendent directement l'existence d'une application avec un certain nombre de propriétés.

    Note : n'oublie pas les quantificateurs.
  • Ben est-ce que $f : \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z} \to \mathbb{Z}$, $\overline{k} \mapsto k$ est bien définie ?
  • par exemple ici ils ont travaille par la definition que j'ai donner

    image.jpg
  • Sur le passage au quotient, tu peux te demander s'il existe une application de $\R/\Z$ dans lui même qui, pour tout réel $x$, envoie la classe de $x$ sur la classe de $2x$. Tu peux remplacer le facteur $2$ par le facteur $1/2$ pour voir si ça change quelque chose. Mais évite de te noyer dans un formalisme dont tu ignores le sens. Les maths ont un sens !
  • @ ((H))

    merci mais tu peux me donner d'autre formelle autre que : $$x\in E \implies f(x)\in F$$

    remarque : donc travaille souvent avec la definition suivante dans les quotion

    $$x=y \implies f(x)=f(y)$$
  • dans le cas la si on demande de verfier que ces appications est bien definie comment je vais faire

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  • Pour le premier, il suffit de noter que si $(x,y) \in \R^2$ alors $(2x-y,3x+y) \in \R^2$. Les autres sont sur le même principe.

    Je n'ai pas compris ton avant dernier message.
  • Bonjour,
    je me permets de m'immiscer dans la conversation afin de m'ôter quelques doutes.
    Crapul a écrit:
    Ben est-ce que $f : \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z} \to \mathbb{Z}$, $\overline{k} \mapsto k$ est bien définie ?

    Mon incompréhension vient de ceci :
    - Si on considère $\mathbb{Z}/2 \mathbb{Z}$ comme ensemble à 2 éléments seulement ($\overline{0}$ et $\overline{1}$), alors j'ai l'impression que la fonction est bien définie, non ?
    - Par contre si je considère $\overline{3}$ qui s'identifie donc à $\overline{1}$, on a $\overline{1}=\overline{3}$ mais pas $f(\overline{1})=f(\overline{3})$ et dans ce cas la fonction n'est pas définie.

    Dans ce cas, comment doit-on interpréter l'ensemble de départ ?
  • @ ((H))

    je veux dire que dans les application ou il ya des ensemble quotion on travaille avce la forumle suivante

    $$x=y \implies f(x)=f(y)$$

    pour montrer une telle application est bien definie

    mais dans le cas generale on travaille avec

    $$x\in E \implies f(x)\in F $$

    n'est ce pas
  • Crapul écrivait:
    > Ben est-ce que $f : \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z} \to
    > \mathbb{Z}$, $\overline{k} \mapsto k$ est bien
    > définie ?


    comme l'application contient ensemble quotion on utilise la formule suivant $\overline{k}=\overline{h} \implies f(\overline{k})=f(\overline{h})$

    au lieu de

    $$\overline{k}\in \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z} \implies f(\overline{k})\in \mathbb{Z}$$

    en effet,

    soient $\overline{k},\overline{h}$ dans $ \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z}$ telle que $\overline{k}=\overline{h}$ alors
    on a $k=h [2] \iff k-h=2t \quad t\in \mathbb{Z} $
  • @Orichan: tu confonds les éléments de $\Z/2\Z$, qui sont des classes d'équivalence, et les représentants de ces classes.

    Les éléments sont l'ensemble $P$ et des nombres pairs, et l'ensemble $I$ des nombres impairs.

    $\Z/2\Z$ est bien un ensemble à $2$ éléments, et on a bien $\bar{1}=\bar{3}$. Il n'y a pas d'identification qui tienne, c'est bel et bien une égalité de deux éléments d'un même ensemble. $\bar{1}$ est la classe d'équivalence de $1$, i.e. l'ensemble des entiers naturels ayant même parité que $1$, à savoir $I$. De même pour $\bar{3}$.
  • Educ, deux points.
    1) Il est absurde d'écrire une propriété de $f$ pour démontrer l'existence de $f$. Étant donné un $x$ de $E$, cela n'a absolument aucun sens d'écrire $f(x)$ si on ne sait pas que $f(x)$ existe.

    2) Si $f(x)$ a un sens, il est absolument évident que dans le calcul de $f(x)$, si on remplace le nom $x$ par un autre nom $y$ du même objet (c'est-à-dire si $x=y$), le résultat obtenu, c'est-à-dire $f(y)$, sera le même objet que $f(x)$.
    (Pour reprendre une formule lue maintes fois sur le forum : si $x=y$, tout ce qui arrive à $x$ arrive à $y$.)

    Donc l'assertion $\forall x,y,\ x=y\Rightarrow f(x)=f(y)$ n'a pas de sens si $f$ n'est pas définie et c'est une trivialité si $f$ est définie ; elle n'a rien à voir avec la linéarité de $f$ -- ni avec l'injectivité d'ailleurs, on pourrait confondre parce que ce sont les mêmes symboles dans un ordre différent.
  • @Jer anonyme

    mais pk ils ont prise dans cet exemple : $$\forall x,y,\ x=y\Rightarrow f(x)=f(y)$$

    image.jpg
  • Le document que tu cites est très mal rédigé.

    La problématique est la suivante. On se donne un élément $x \in \Z/12\Z$. On se demande si, pour tout $a,b$ dans la classe $x$ (autrement dit $a$ et $b$ sont deux entiers relatifs tels $(a)_{12}=(b)_{12}=x$) on a $(a)_4=(b)_4$. Il se trouve que oui. On peut donc définir $f(x)$ en convenant que c'est $(a)_4$ pour un $a$ choisit de manière quelconque dans la classe de $x$ (étant donné que l'on vient de montrer que le choix n'influait pas).
  • Toute la question est que si on définit f(x) avec autre chose que x (par exemple comme ici, un élément de x, pas x lui-même), ça n'aura de sens que si toutes les façons de définir f(x) donnent le même résultat. Sinon, c'est évident qu'on ne sait pas ce que désigne f(x).
    C'est ce qui est fait dans l'extrait cité, où on montre que si on change d'élément pour définir la classe x=[a]12 en prenant un autre représentant de la classe 12 = x, f(x) est le même élément de $\mathbb Z_4$.
    Ici, on définit f(x) non pas à partir de la classe, mais d'un des ses éléments.

    Cordialement.
  • @GreginGre ,

    Merci pour les précisions mais mon problème n'est pas exactement là.
    Si on considère une fonction de $Z/2Z$ dans un ensemble $X$, la donnée de cette fonction est déterminée par les valeurs prises en les 2 éléments (ici les 2 classes d'équivalence).
    En fait j'ai l'impression que ce qui me dérange c'est que l'on puisse utiliser un représentant pour définir l'élément de départ de la fonction au lieu de la classe d'équivalence en tant que telle.
  • Orichan,

    si ça te gêne, trouve un moyen pour faire autrement. Mais dis-le nous, car ce serait génial.

    Cordialement.
  • Ben, c'est bien là le problème. On ne peut pas en général. La notation générale $\bar{x}$ pour un élément du quotient suppose que l'on choisisse un représentant $x$. Du coup, qu'est-ce qui dit que l'image est indépendante de $x$ ? rien.

    C'est ce que te montres l'exemple choisi.
  • $\Z/2\Z$ est l'ensemble à deux éléments $\{\overline{0}, \overline{1}\}$. Il n'y a pas à mettre de conditionnel. Par contre $\overline 1 = \overline 3 = \overline 5$ etc. Alors, quelle est l'image de cet élément ? Assez clairement ce qu'a proposé Crapul ne constitue pas une définition.
  • Merci à tous, c'est tout à fait limpide pour moi.
    C'est ce décalage entre aspect pratique et la définition générale d'une fonction définie sur un ensemble quotient qui me posait problème. (:P)
  • donc si on va pas utiliser : $\forall x=y \implies f(x)=f(y)$

    soient $\overline{k},\overline{h}$ dans $ \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z}$ telle que $\overline{k}=\overline{h}$ alors
    on a $k=h [2] \iff k-h=2t \quad t\in \mathbb{Z} $

    comment o va montrer que
    $$\overline{k}\in \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z} \implies f(\overline{k})\in \mathbb{Z}$$
  • Eh ben suppose que $f$ est bien définie et que $k \neq h$ et $\overline{k}=\overline{h}$.
    On devrait avoir alors $f(\overline{k})=f(\overline{h})$, si $f$ était effectivement bien définie.
    Est-ce le cas ?
  • Je ne vois pas en quoi le copier-coller d'Educ, en anglais, est mal rédigé. Moi, je le trouve plutôt limpide quand on comprend la symbolique utilisée.

    Un élément de $\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$ est une classe d'équivalence et ce singulier cache en fait une infinité d'éléments. On voit bien que suivant le représentant qu'on prend d'une classe, l'image ne va pas être la même et donc que nous ne sommes pas en présence d'une application.

    On a l'impression qu'avec l'infinité de choix pour un représentant d'une classe d'équivalence modulo un entier naturel $n$ non nul on n'arrivera jamais à exhiber une application ayant pour ensemble source $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$, néanmoins cela existe comme le montre le fragment en anglais ci-dessus, ce qui est un peu magique.
  • J'apporte un point de vue peu académique qui reprend cependant les remarques piochées ici et là en changeant la sémantique :
    En effet, il faut à mon sens insister sur le fait qu'on construit des opérations arithmétiques sur des ensembles (on ajoute des ensembles entre eux et on multiplie des ensembles entre eux).
    Le mot classe est synonyme d'ensemble. C'est la manière de noter ces ensembles qui devient "problématique".
    Ensuite, une fois la notation choisie (qui se trouve dépendre d'un seul élément de l'ensemble - c'est bizarre !) on vérifie qu'elle est convenable.
  • @FdP

    Le problème de son extrait est qu'il utilise un objet ($f$) avant d'avoir établi l'existence de cet objet. C'est particulièrement cocasse vu que l'extrait en question a précisément pour objectif d'établir l'existence de l'objet.

    Quand on a du recul ce n'est pas un problème, on rétablit automatiquement une preuve correcte, éventuellement sans même y penser. Par contre pour Educ c'est moins clair de faire ces corrections.
  • ((H)):

    La question de l'exercice en anglais est, montrer que f, (...), est bien définie et surjective.
    Où est le problème dans la formulation de la question?
  • J'ai déjà répondu (le problème n'est pas dans la question mais dans la résolution proposée).
  • le problème n'est pas dans la question mais dans la résolution proposée

    C'est l'écriture $f([a]_{12})=f([c]_{12})$ qui te gêne?
  • Oui. Elle ne veut rien dire : elle n'est pas définie.

    Comme dit plus haut, quelqu'un qui a du recul sur la question n'est pas gêné par cette abus d'écriture. Mais c'est bel et bien un abus d'écriture. Quand tu regardes les questions de Educ, j'ai l'impression que cet abus mal compris fait peut-être partie des choses qui l'empêchent de comprendre ce qu'il se passe. Regarde en effet son « pour tout $x,y$, si $x=y$ alors $f(x)=f(y)$ ». Écris comme ça on voit immédiatement que c'est stupide. Compare maintenant à son corrigé :-). Si on ne corrige pas l'abus d'écriture, c'est exactement ce que l'on lit.

    Les matheux doivent faire attention à cela en tant qu'enseignants. Des abus ou légères entorses inoffensives pour qui a compris les règles du jeu en math peuvent être de gros obstacle à ceux qui apprennent ce que sont les mathématiques.
  • Effectivement,

    c'est un peu malsain puisque f n'est pas encore "bien définie". Alors qu'il suffisait d'écrire "then $[a]_4 = [{b}]_4$". Ou plus simplement d'écrire clairement, en anglais courant, que le choix du représentant ne doit pas influer sur l'image, prendre un b dans la classe de a, etc.

    Cordialement.
  • J'approuve tout ce qu'a dit ((H)) dans ce fil. Cela aurait dû éclaircir les choses mais la phrase
    \[\overline{k}\in \mathbb{Z}/2 \mathbb{Z} \implies f(\overline{k})\in \mathbb{Z}\]
    semble que cela n'ait pas suffi.
  • En réponse à ce que ((H)) écrivait (voir ici)


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  • Educ:

    Dans la pratique, il y a rarement de difficultés à savoir si un truc qui est censé définir une application en définit bien une.
    (souvent l'ensemble source n'est pas donné à l'avance et il faut le déterminer comme le plus grand sous-ensemble, au sens de l'inclusion, d'un ensemble donné tel qu'un de ses éléments à ce sous-ensemble possède une image par l'application candidate)

    Le problème se pose avec les ensembles quotients comme $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$ avec $n$ un entier naturel non nul.
    Il se pose pour deux raisons à mon humble avis.

    1) La croyance que $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$ se résume à $\{0,1,...,n-1\}$
    2) La confusion entre un élément de $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$ et un représentant d'une classe de cet ensemble et le fait que l'application candidate donnée n'est définie que par un algorithme sur les représentants de chaque classe.
    (par exemple est-ce que si on associe à tout élément de $\{0,1,...,4\}$ le reste de son double modulo $4$ on définit une application de $\mathbb{Z}/4\mathbb{Z}$ dans $\mathbb{Z}/n\mathbb{Z}$?)


    J'ai corrigé sous l'indication de PB.
  • Je ne pense pas t'avoir mal parlé Educ. Je ne comprends pas ce que tu as mal pris. De mon côté, je t'ai trouvé plusieurs fois agressif mais je continue à converser avec toi. Peut-être ai-je tort...

    J'ai simplement dit dans le message que tu cites de moi que des abus de langage inoffensifs pour qui connaît le sujet (inoffensifs au point qu'il ne les voit parfois même pas) posent des difficultés de compréhension à ceux qui ne connaissent pas le sujet. J'ai implicitement affirmé que tu ne connaissais pas le sujet mais j'imagine que tu est déjà au courant. Si tu n'es pas au courant c'est bon que tu le saches. Enfin quoiqu'il en soit j'essaye de t'aider mais tes réactions ne me motivent pas trop pour continuer...

    Ce serait par ailleurs sympa que tu édites ton message, on a vraiment l'impression de prime abord que tu affirmes que j'ai dit ce qui est encadré dans ton message (à moins que ce ne soit l'effet de l'edit de jacquot). Alors qu'au contraire l'encadré correspond à ce que tu affirmes. Bref.

    Quand à ta dernière remarque, on t'a déjà dit que la manière dont tu exprimes la non ambiguïté n'a pas de sens. Pour avancer peut-être peux-tu essayer d'expliquer ce que tu n'as pas compris dans nos explication ? Sinon on ne pourrait que redire la même chose.
  • ((H)):
    Chasse de ton vocabulaire le mot stupide.
    La plupart des gens ne peuvent s'empêcher de faire le raisonnement: si on m'accuse de dire des trucs stupides c'est qu'on pense que je suis stupide. B-)-
  • @FdP

    Effectivement. Merci du tuyau :-). Mais là je ne vois pas trop par quoi le remplacer :-).
  • C'est pas évident. Comme dit plus haut, ça n'a pas de sens tant que $f$ n'en a pas et, une fois que $f$ a un sens c'est trivial. On pourrait dire « not even wrong ».
  • Chasse de ton vocubulaire aussi le mot "trivial".
    Celui qui lit le mot "trivial" et ne comprend pas l'argument (quand il y en a un car quelques fois le mot trivial sert à combler le manque d'argument comme chacun sait) a l'impression d'être un imbécile, tu ne le mets pas dans de bonnes dispositions vis à vis de toi.
    On devrait dispenser des cours de communication non-violente aux enseignants. B-)-
  • @Fin de partie : c'est {0,1,...,n-1} et pas {0,1,...,n} :-)
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