bijection de N² dans N

on considère l'application$f$ de $N^2$ dans $N$ définie par les conditions suivantes:
$f(0,0)=0$
pour $x\geq1$, $f(x,y)=f(x-1,y+1)+1$, et
pour $x=0$ et$y\geq1$ $f(0,y)=f(y-1,0)+1$

on me demande d'exprimer $f(x,y)$ en fonction de $x$ et de $y$

vu les premiers termes j'en ai déduit que$f(x,y)=\frac{(x+y)(x+y+1)}{2}$$+x$
mais je n'arrive pas à le montrer. j'ai bien essayé par récurrence, mais je n'y arrive pas. qui pôurrait me donner un conseil pour débuter, ou s'il s'agit bien d'une recurrence, de m'expliquer comment elle marche pour les couples d'entiers. d'avance merci.

Réponses

  • Est-ce que ta fonction remplit bien les conditions initiales? N'y a-t-il qu'une fonction qui les remplisse...
    De là, le résultat tombe tout seul.
  • alors que ma fonction vérifie les conditions ok c''est uqasi immédiat. En revanche, pour montrer qu'il y a qu'une fonction qui remplit ces conditions je ne vois pas comment m'en sortir.
    Si je considère une application $g$ qui a les mêmes conditions que $f$, où se trouve ma contradiction?
  • Regarde bien, dedekind : on a ordonné $\N^2$ par l'ordre lexicographique ; or cet ordre est un bon ordre puisque l'ordre sur $\N$ est lui-même un bon ordre. Soient donc deux fonctions $f$ et $g$ vérifiant les conditions qui sont imposées, et suppose qu'elles sont distinctes, cela signifie que l'ensemble $\{(m,n) \mid f(m,n) \neq g(m,n)\}$ n'est pas vide ; que peux-tu dire d'une partie non vide d'un ensemble bien ordonné ?

    Bruno
  • elle admet un plus petit élément?
  • Salut

    Pour la récurrence je procéderais en posant :

    $P_n : \forall (x, y)\in \N^2, x+y\leq n, f(x,y)=\frac{(x+y)(x+y+1)}{2}+x$.

    L'hérédité devrait alors ce faire en distinguant 2 cas (à voir en rédigeant).
    a+
  • Tout juste :-) Considère ce plus petit élément, ce n'est pas $(0,0)$ d'après tes conditions, donc il va avoir un prédécesseur immédiat... Bref tu vas obtenir une contradiction.

    Bruno
  • merci pour toutes ces informations, je m'y atèle au plus vite.
  • Mais ne fait pas le singe (atèle) quand même !

    Bruno
  • lol humour humour quand tu nous tiens. Et qui a dit que les matheux n'étaient pas drôle !!! :-)
  • Juste une dernière chose : la contradiction vient bien du fait que le prédecesseur de mon plus petit élément n'est pas dans mon ensemble, et donc il existe bien un élément tel que f et g coïncident. Ce qui est absurde vu que nous les avons considérées distinctes pour tout couple d'entiers.
    Non ?
  • Pas tout à fait ! Appelons $a$ le premier couple tel que $f(a) \neq g(a)$ ; les fonctions coïncident sur son prédécesseur d'après la définition de $a$, et en appliquant les formules définissant les fonctions, tu constates que $f(a) = g(a)$ ce qui contredit l'hypothèse sur $a$.
  • Ah ok merci je vois !!! Je viens de m'en apercevoir en relisant les conditions requises...
    Merci beaucoup en tout cas de ta patience et pour tes explications.
  • De rien.
  • quel est le prédécesseur d'un couple d'entiers naturels $(i,j)$ ?

    il doit falloir considérer plusieurs cas non?

    car le prédecesseur de $(0,5)$ est $(0,4)$ mais celui de $(1,0)$ est $(0,n)$

    donc comment le définir pour un couple $(i,j)$ ?
  • en fait si $j\neq0$ le prédécesseur de $(i,j)$ est $(i,j-1)$
    sinon, si $j=0$, le prédecesseur de $(i,o)$ est $(i+1,n)$
    c'est bien ca?
  • si $j=0$, le prédecesseur de $(i,0)$ est $(i-1,n)$ plutot

    c'est bien ca
  • bon alors finalement je ne vois pas.. je me suis trompé quand j'ai fait mes calculs:

    si $(i,j)=min\{(m,n): f(m,n)=g(m,n)\}$ son prédecesseur direct est bien le couple $(i,j-1)$ et donc on a $f(i,j-1)=g(i,j-1)$

    $f(i,j-1)=f(i-1,j)+1$ et $g(i,j-1)=g(i-1,j)+1$

    mais on ne voit apparaitre ni $f(i,j)$ ni $g(i,j)$ même en allant plus loin dans les indices.. que faire...
  • Mea cuilpa !!

    J"ai écrit des sottises. L'ordre lexicographique est bien un bon ordre, mais ce n'est pas l'ordre habituel de $\N$, et il y a des couples limites (au sens des bons ordres), à savoir $(n,0)$ qui n'ont pas de prédécesseurs.

    Je n'arrive pas à conclure, il faut que j'y réfléchisse.

    Bruno
  • Bonjour,

    On considère la fonction prédécesseur p(x,y) sur tout couple <> (0,0) :
    p(0,y) = (y-1,0) pour y>0,
    p(x,y) = (x-1,y+1) pour x>0.

    On a donc f(0,0)=0 et f(x,y) = f(p(x,y)) + 1 pour (x,y)<>(0,0).
    Elle est unique : supposons f et f' vérifiant ces relations et distinctes.
    Soit (a,b) tel que f(a,b) <> f'(a,b) et rendant f(x,y) minimum. f(p(a,b)) = f(a,b)-1 est donc inférieur, f(p(a,b)) = f'(p(a,b)) et f(a,b) = f'(a,b), contradiction.
  • P.S. A noter que p a une application réciproque successeur:
    s(x,0) = (0,x+1) et s(x,y) = (x+1,y-1) pour y>0,

    et donc que f(s(x,y)) = f(x,y) + 1,
    et f(s^n(0,0)) = n,
    ce qui est bien le but visé :)
  • Je reviens avec ma récurrence !

    Soit la propriété $P_n : \forall (x, y)\in \N^2, x+y\leq n, f(x,y)=\frac{(x+y)(x+y+1)}{2}+x$ à prouver.

    Pour $n=0$ :
    $f(0,0)=0$ la formule est valable et donc $P_0$ est vraie.

    Supposons $P_n$ vraie à un rang $n\geq 0$.
    Soit $(x, y)\in \N^2$ tel que $x+y\leq n+1$. Si l'inégalité est stricte alors $x+y\leq n$ est on conclut avec l'hypothèse de récurrence.
    Supposons donc que $x+y=n+1$.
    1er cas : $x=0$. On a alors :
    $f(0,n+1)=f(n,0)+1$ et on applique alors la formule de récurrence. On obtient bien après calculs la forme voulue.

    2ème cas :$x>0$. On a alors :
    $f(x,y)=f(x-1,y+1)+1=.... = f(0,y+x)+x = f(y+x-1,0)+x+1$
    Comme $y+x-1=n$ on peut appliquer notre formule de récurrence et on obtient après calculs la forme voulue.
    Ceci prouve que $P_{n+1}$ est vraie

    Plus qu'à conclure.

    Voilà me semble-t-il une façon de faire.
    a+

    a+
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