QCM : Applications et propriétés (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un ensemble EE, que signifie la notation x∈Ex \in E ?

xx est l’ensemble de toutes les parties de EE
EE est une partie de xx
xx est un élément de EE
xx n’est pas un élément de EE

$$x$$ est un élément de $$E$$

Explication

La notation x∈Ex \in E exprime l’appartenance : xx est un élément de EE. L’inclusion concerne une partie et un ensemble, tandis que x∉Ex \notin E exprime la non-appartenance.

2. Soient A={2,5}A=\{2,5\} et E={1,2,4,5,7}E=\{1,2,4,5,7\}. Quelle affirmation traduit correctement que AA est inclus dans EE ?

AA est un élément de EE
Un élément de AA appartient à EE, sans condition sur l’autre
Chaque élément de AA appartient à EE
Les éléments de AA et de EE sont exactement les mêmes

Chaque élément de $$A$$ appartient à $$E$$

Explication

L’inclusion A⊆EA \subseteq E signifie que tout élément de AA appartient à EE. Dire que AA est un élément de EE confond inclusion et appartenance; l’égalité demande en plus l’inclusion réciproque, et vérifier un seul élément ne suffit pas.

3. Un ensemble fini FF contient exactement cinq éléments distincts. Quelle est la valeur de son cardinal ∣F∣|F| ?

252^5
44
66
55

$$5$$

Explication

Le cardinal d’un ensemble fini est son nombre d’éléments; ici, ∣F∣=5|F|=5. La valeur 252^5 compterait les parties, tandis que 44 et 66 ne correspondent pas au nombre d’éléments indiqué.

4. Un ensemble fini GG possède quatre éléments. Combien l’ensemble de ses parties P(G)P(G) contient-il de sous-ensembles ?

88
1515
44
1616

$$16$$

Explication

Pour un ensemble fini de cardinal nn, le nombre de parties est 2n2^n; avec quatre éléments, ∣P(G)∣=24=16|P(G)|=2^4=16. 44 est le cardinal de GG, 88 résulte de doubler ce cardinal et 1515 omet une partie.

5. Que désigne la différence symétrique de deux ensembles AA et BB ?

Les éléments qui appartiennent à exactement l’un des deux ensembles
Les éléments de AA qui n’appartiennent pas à BB
Les éléments qui appartiennent à au moins l’un des deux ensembles
Les éléments qui appartiennent simultanément aux deux ensembles

Les éléments qui appartiennent à exactement l’un des deux ensembles

Explication

La différence symétrique rassemble les éléments présents dans l’un des ensembles, mais pas dans les deux. L’intersection, contrairement à cette opération, retient les éléments communs à AA et BB.

6. Dans E={1,2,3,4,5,6}E=\{1,2,3,4,5,6\}, quelle famille d’ensembles est donnée comme une partition de EE ?

{1,2,3},{4,5}\{1,2,3\},\{4,5\}
{1,4},{2,5},{3,6}\{1,4\},\{2,5\},\{3,6\}
{1,3,5},{2,4}\{1,3,5\},\{2,4\}
{1,2},{2,3},{4,5,6}\{1,2\},\{2,3\},\{4,5,6\}

$$\{1,4\},\{2,5\},\{3,6\}$$

Explication

Les trois ensembles cités sont non vides, disjoints deux à deux et leur réunion est EE, ce qui satisfait la définition d’une partition. La famille comprenant {1,2}\{1,2\} et {2,3}\{2,3\} ne convient pas, car ces deux parties ont l’élément 2 en commun.

7. Quel rôle joue l’ensemble d’arrivée dans une application f:E→Ff:E\to F ?

Il contient les valeurs que l’application peut associer aux éléments de départ.
Il rassemble les couples formés par chaque élément de départ et son image.
Il indique le nombre d’antécédents que possède chaque élément de départ.
Il regroupe les éléments auxquels l’application attribue nécessairement une image.

Il contient les valeurs que l’application peut associer aux éléments de départ.

Explication

L’ensemble d’arrivée FF est le codomaine : chaque image f(x)f(x) appartient à cet ensemble. L’ensemble des valeurs effectivement prises par l’application est plutôt l’image de ff, qui peut être une partie de FF.

8. Quelle différence distingue une application injective d’une application surjective ?

L’injectivité interdit à deux éléments distincts du départ d’avoir la même image, tandis que la surjectivité exige que chaque élément d’arrivée ait un antécédent.
L’injectivité associe chaque élément d’arrivée à une image, tandis que la surjectivité associe chaque élément du départ à un antécédent.
L’injectivité exige que chaque élément d’arrivée ait un antécédent, tandis que la surjectivité interdit que deux éléments du départ aient la même image.
L’injectivité garantit que chaque élément du départ a une image, tandis que la surjectivité garantit que chaque élément d’arrivée a un unique antécédent.

L’injectivité interdit à deux éléments distincts du départ d’avoir la même image, tandis que la surjectivité exige que chaque élément d’arrivée ait un antécédent.

Explication

L’injectivité porte sur l’absence d’images partagées par des éléments distincts du départ, alors que la surjectivité porte sur l’atteinte de tous les éléments d’arrivée. L’exigence d’un antécédent unique caractérise la bijectivité, et non la surjectivité seule.

9. Si la composée g∘fg \circ f est surjective, quelle conséquence cela entraîne-t-il pour gg ?

Les deux applications ff et gg sont nécessairement bijectives.
Chaque élément de l’ensemble de départ de ff a une image distincte par ff.
Chaque élément de l’ensemble d’arrivée de gg est atteint par gg.
L’application ff atteint chaque élément de son ensemble d’arrivée.

Chaque élément de l’ensemble d’arrivée de $$g$$ est atteint par $$g$$.

Explication

Si g∘fg \circ f atteint chaque élément de son ensemble d’arrivée, alors tout élément de cet ensemble est aussi atteint par gg, qui est donc surjective. Cela ne garantit pas que ff soit surjective : certains éléments de son ensemble d’arrivée peuvent ne pas être des images par ff.

10. Pour déterminer l’image directe d’un ensemble par une fonction, quelle démarche faut-il appliquer ?

Conserver les éléments de l’ensemble qui ont au moins deux antécédents distincts.
Calculer l’image de chaque élément de l’ensemble, puis réunir les valeurs obtenues.
Associer à chaque élément de l’ensemble son unique antécédent dans l’ensemble de départ.
Rechercher dans l’ensemble d’arrivée les éléments dont les images appartiennent à l’ensemble donné.

Calculer l’image de chaque élément de l’ensemble, puis réunir les valeurs obtenues.

Explication

L’image directe de A rassemble les valeurs f(x) obtenues lorsque x parcourt A. Rechercher les éléments dont l’image appartient à un ensemble d’arrivée décrit plutôt une image réciproque.

11. Pour une application injective f:E→Ff:E\to F et des parties A,C⊆EA,C\subseteq E, quelle propriété caractérise l’image de leur intersection ?

Elle est incluse dans l’union des images de AA et de CC.
Elle est égale à l’union des images de AA et de CC.
Elle est égale à l’intersection des images de AA et de CC.
Elle contient l’intersection des images de AA et de CC, sans égalité garantie.

Elle est égale à l’intersection des images de $$A$$ et de $$C$$.

Explication

L’injectivité garantit que tout élément commun à f(A)f(A) et f(C)f(C) provient d’un même élément appartenant à A∩CA\cap C, d’où l’égalité. Sans injectivité, cette égalité peut échouer, même si l’image de l’intersection reste incluse dans l’intersection des images.

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Comment note-t-on l’appartenance de x à l’ensemble E ?

x∈Ex \in E

Que désigne le cardinal d’un ensemble fini E ?

Le nombre de ses éléments.

Que désigne l’ensemble des parties P(E) ?

L’ensemble de tous les sous-ensembles de E.

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