Flashcards : Ensembles, applications et structures (96 cartes)

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1Question

Qu’est-ce qu’une proposition logique ?

Réponse

Un énoncé mathématique auquel on peut attribuer une valeur de vérité, vraie ou fausse.

2Question

Quand l’implication P⇒QP\Rightarrow Q est-elle fausse ?

Réponse

Uniquement lorsque PP est vraie et QQ est fausse.

3Question

Quelle est la réciproque de P⇒QP\Rightarrow Q ?

Réponse

Q⇒PQ\Rightarrow P.

4Question

Que signifie le quantificateur ∀\forall ?

Réponse

« Pour tout ».

5Question

Que peut-on dire de l’ordre de deux quantificateurs successifs de même type ?

Réponse

Ils peuvent être intervertis.

6Question

Qu’est-ce qu’un axiome ?

Réponse

Une proposition logique à laquelle on attribue la valeur de vérité vraie.

7Question

Qu’est-ce qu’un théorème ?

Réponse

Une proposition logique vraie déduite des axiomes.

8Question

Comment démontre-t-on une proposition universelle ∀x,P(x)\forall x,P(x) ?

Réponse

On choisit un xx quelconque, on démontre P(x)P(x), puis on conclut pour tout xx.

9Question

Comment démontre-t-on une existence ∃x,P(x)\exists x,P(x) ?

Réponse

On détermine un candidat et on vérifie qu’il satisfait P(x)P(x).

10Question

Comment fonctionne le raisonnement direct ?

Réponse

Il part des hypothèses et enchaîne des implications jusqu’au résultat recherché.

11Question

Comment conclut-on un raisonnement par l’absurde ?

Réponse

On suppose fausse la proposition, on en déduit une contradiction, puis on conclut qu’elle est vraie.

12Question

Quelles deux étapes une récurrence démontre-t-elle avant de conclure ?

Réponse

L’initialisation P(0)P(0) et l’hérédité ∀n∈N, P(n)⇒P(n+1)\forall n\in\mathbb N,\ P(n)\Rightarrow P(n+1).

13Question

Que signifie d∣nd\mid n pour des entiers dd et nn ?

Réponse

Il existe un entier kk tel que n=dkn=dk.

14Question

Quels sont les diviseurs positifs d’un nombre premier ?

Réponse

Ses seuls diviseurs positifs sont 1 et lui-même.

15Question

Quelle forme prend la division euclidienne de aa par b≠0b\ne0 ?

Réponse

a=qb+ra=qb+r, avec 0≤r<∣b∣0\le r<|b|.

16Question

Quelle identité garantit le théorème de Bézout pour aa et bb premiers entre eux ?

Réponse

Il existe des entiers u,vu,v tels que au+bv=1au+bv=1.

17Question

Quand deux entiers sont-ils congrus modulo un entier non nul nn ?

Réponse

Lorsque nn divise leur différence.

18Question

Comment définir la classe de congruence de aa modulo nn ?

Réponse

C’est l’ensemble des entiers congrus à aa modulo nn.

19Question

Quelles classes constituent Z/nZ\mathbb Z/n\mathbb Z ?

Réponse

Les classes 0ˉ,1ˉ,…,n−1‾\bar0,\bar1,\ldots,\overline{n-1}.

20Question

Qu’est-ce qu’un ensemble ?

Réponse

Une collection d’objets appelés éléments, sans ordre ni répétition.

21Question

Quels ensembles usuels représentent les entiers naturels, relatifs, rationnels, réels et complexes ?

Réponse

N,Z,Q,R,C\mathbb N,\mathbb Z,\mathbb Q,\mathbb R,\mathbb C, respectivement.

22Question

Quand deux ensembles AA et BB sont-ils égaux ?

Réponse

Quand ils ont exactement les mêmes éléments.

23Question

Quelle démarche prouve que A⊂BA\subset B ?

Réponse

Prendre un élément arbitraire de AA et montrer qu’il appartient à BB.

24Question

Comment définir une application de E vers F ?

Réponse

C’est une partie de E×FE \times F associant à chaque élément de E un unique élément de F.

25Question

Comment définir l’image f(A)f(A) d’une partie A de E ?

Réponse

f(A)={f(x)∣x∈A}f(A)=\{f(x) \mid x \in A\}.

26Question

Comment définir l’image réciproque de B par f ?

Réponse

f−1(B)={x∈E∣f(x)∈B}f^{-1}(B)=\{x \in E \mid f(x) \in B\}.

27Question

Quand un ensemble non vide E est-il de cardinal fini n ?

Réponse

Lorsqu’il existe une bijection de {1, …, n} vers E.

28Question

Quel est le cardinal de l’ensemble vide ?

Réponse

0.

29Question

À quelle condition deux ensembles finis ont-ils le même cardinal ?

Réponse

Il existe une bijection entre eux.

30Question

Combien d’éléments possède l’ensemble des parties d’un ensemble fini E de cardinal n ?

Réponse

2n2^n éléments.

31Question

Quand un ensemble E est-il dénombrable ?

Réponse

Lorsqu’il existe une bijection de ℕ vers E.

32Question

Quelle relation vérifie i=(0,1)i=(0,1), et sous quelle forme s’écrit tout complexe ?

Réponse

i2=−1i^2=-1 et tout complexe s’écrit x+iyx+iy.

33Question

Quel est le conjugué complexe de z=x+iyz=x+iy ?

Réponse

z‾=x−iy.\overline z=x-iy.

34Question

Comment s’écrit un complexe non nul en écriture polaire ?

Réponse

z=reiθz=re^{i\theta}, avec r>0r>0 et θ\theta défini modulo 2π2\pi.

35Question

Que garantit le théorème fondamental de l’algèbre pour un polynôme complexe non constant ?

Réponse

Il admet au moins une racine complexe.

36Question

En combien de facteurs linéaires se décompose un polynôme complexe de degré nn ?

Réponse

En nn facteurs linéaires.

37Question

Quelle formule donne les racines de aX2+bX+caX^2+bX+c lorsque δ2=b2−4ac\delta^2=b^2-4ac ?

Réponse

−b+δ2a\frac{-b+\delta}{2a} et −b−δ2a\frac{-b-\delta}{2a}.

38Question

Quelle est l’écriture complexe de la translation de vecteur d’affixe z0z_0 ?

Réponse

T(z)=z+z0T(z)=z+z_0.

39Question

Quelle transformation est l’inverse de la translation de vecteur d’affixe z0z_0 ?

Réponse

La translation de vecteur opposé.

40Question

Quelle est l’écriture complexe de la rotation de centre OO et d’angle θ\theta ?

Réponse

Rθ(z)=eiθzR_\theta(z)=e^{i\theta}z.

41Question

Quelles transformations figurent parmi les isométries du plan ?

Réponse

Les translations, les rotations, les symétries axiales et les symétries glissées.

42Question

Quelles conditions font de (G,∗)(G, \ast) un groupe ?

Réponse

Sa loi est associative, GG possède un élément neutre et chaque élément de GG possède un inverse.

43Question

Quelles propriétés caractérisent un sous-groupe HH de (G,∗)(G, \ast) ?

Réponse

Il est stable par la loi, contient l’élément neutre et contient l’inverse de chacun de ses éléments.

44Question

Quand la conjonction P∧QP\land Q est-elle vraie ?

Réponse

Lorsque PP et QQ sont toutes deux vraies.

45Question

Quand la disjonction P∨QP\lor Q est-elle vraie ?

Réponse

Lorsqu’au moins l’une de PP et QQ est vraie.

46Question

Quelle formule exprime le modus ponens comme tautologie ?

Réponse

[P∧(P⇒Q)]⇒Q[P\land(P\Rightarrow Q)]\Rightarrow Q.

47Question

Quelle formule exprime la transitivité de l’implication comme tautologie ?

Réponse

[(P⇒Q)∧(Q⇒R)]⇒(P⇒R)[(P\Rightarrow Q)\land(Q\Rightarrow R)]\Rightarrow(P\Rightarrow R).

48Question

Comment exprimer l’équivalence logique P⇔QP\Leftrightarrow Q ?

Réponse

Comme la conjonction de P⇒QP\Rightarrow Q et Q⇒PQ\Rightarrow P.

49Question

Qu’est-ce qu’un prédicat en logique ?

Réponse

Une proposition logique dépendant d’une ou plusieurs variables.

50Question

Quelle est la négation de ∀x,P(x)\forall x, P(x) ?

Réponse

∃x,¬P(x)\exists x, \neg P(x).

51Question

Quelle est la propriété de successeur dans la définition axiomatique de N\mathbb N ?

Réponse

Tout entier nn possède un successeur s(n)s(n), et deux entiers de même successeur sont égaux.

52Question

Que garantit la propriété de bon ordre de N\mathbb N ?

Réponse

Toute partie non vide de N\mathbb N possède un plus petit élément.

53Question

Quelles implications faut-il démontrer pour établir P⇔QP\Leftrightarrow Q ?

Réponse

Il faut démontrer P⇒QP\Rightarrow Q et Q⇒PQ\Rightarrow P.

54Question

Quelle implication démontre la contraposée de P⇒QP\Rightarrow Q ?

Réponse

¬Q⇒¬P\neg Q\Rightarrow\neg P.

55Question

Comment démontre-t-on une propriété par disjonction de cas ?

Réponse

On démontre la propriété séparément dans chaque cas couvrant toutes les possibilités.

56Question

Quels entiers divisent zéro, et que divise zéro ?

Réponse

Tout entier divise zéro, mais zéro ne divise aucun entier non nul.

57Question

Quelle propriété relie d∣ad\mid a, a∣ba\mid b et d∣bd\mid b ?

Réponse

La divisibilité est transitive.

58Question

Quels diviseurs communs deux entiers premiers entre eux peuvent-ils avoir ?

Réponse

Ils n’ont pour diviseurs communs que 1 et −1-1.

59Question

Qu’est-ce que le PGCD de deux entiers ?

Réponse

Le plus grand entier naturel qui divise les deux entiers.

60Question

Quelles propriétés possède la congruence modulo nn ?

Réponse

Elle est réflexive, symétrique et transitive.

61Question

Que deviennent les classes de congruence de deux entiers congrus modulo nn ?

Réponse

Elles sont identiques.

62Question

De quels représentants les opérations sur les classes modulo nn sont-elles indépendantes ?

Réponse

Du choix des représentants.

63Question

Dans Z/nZ\mathbb Z/n\mathbb Z, quelle implication le produit nul ne garantit-il pas ?

Réponse

Qu’un facteur soit nul.

64Question

Que signifie a∈Ea\in E ?

Réponse

aa est un élément de EE.

65Question

Que contient l’ensemble vide ∅\varnothing ?

Réponse

Aucun élément.

66Question

Comment un ensemble peut-il être défini explicitement ?

Réponse

Par la liste de ses éléments.

67Question

Que décrit une définition paramétrique d’un ensemble ?

Réponse

Les éléments obtenus en faisant varier un ou plusieurs paramètres.

68Question

Dans une application f:E→Ff : E \to F, quels sont les rôles de E, F, Γ et f(x)f(x) ?

Réponse

E est l’ensemble de départ, F l’ensemble d’arrivée, Γ le graphe et f(x)f(x) l’image de x.

69Question

Quand deux applications sont-elles égales ?

Réponse

Elles ont le même domaine, le même codomaine et les mêmes valeurs en chaque élément du domaine.

70Question

Que fait l’application identité idE\mathrm{id}_E à chaque élément de E ?

Réponse

Elle associe x à x.

71Question

Quelles valeurs prend la fonction indicatrice de A dans E ?

Réponse

Elle vaut 1 sur A et 0 hors de A.

72Question

Qu’est-ce qu’un antécédent de y par f ?

Réponse

Un élément x de E tel que f(x)=yf(x)=y.

73Question

Quand un ensemble est-il infini ?

Réponse

Lorsqu’il n’est pas de cardinal fini.

74Question

Quel est le statut de dénombrabilité de ℕ, ℤ, ℚ, des nombres pairs et des nombres premiers ?

Réponse

Ils sont dénombrables.

75Question

Quelles bijections existent entre ℘(ℕ), ℝ et ℝ² ?

Réponse

Il existe une bijection entre ℘(ℕ) et ℝ, ainsi qu’entre ℝ² et ℝ.

76Question

Comment définit-on l’addition et la multiplication dans le corps des nombres complexes ℂ ?

Réponse

(x,y)+(x′,y′)=(x+x′,y+y′),(x,y)(x′,y′)=(xx′−yy′,xy′+x′y).(x,y)+(x',y')=(x+x',y+y'),\\ (x,y)(x',y')=(xx'-yy',xy'+x'y).

77Question

Dans z=x+iyz=x+iy, que représentent xx et yy ?

Réponse

x=Re⁡(z)x=\operatorname{Re}(z) et y=Im⁡(z).y=\operatorname{Im}(z).

78Question

Pour z=x+iyz=x+iy, que vaut zz‾z\overline z ?

Réponse

zz‾=x2+y2∈R+.z\overline z=x^2+y^2\in\mathbb R_+.

79Question

Comment exprime-t-on l’inverse de x+iy≠0x+iy\ne0 ?

Réponse

1x+iy=x−iyx2+y2.\frac{1}{x+iy}=\frac{x-iy}{x^2+y^2}.

80Question

Quel est le module de zéro, et zéro possède-t-il un argument ?

Réponse

Son module vaut zéro et il n’a pas d’argument.

81Question

Qui a démontré l’absence de formule générale pour les racines à partir du degré 5 ?

Réponse

Évariste Galois.

82Question

Comment définit-on une racine carrée complexe de ω\omega ?

Réponse

C’est un complexe zz tel que z2=ωz^2=\omega.

83Question

Quelles sont les racines carrées de ω=reiθ\omega=re^{i\theta} ?

Réponse

reiθ/2\sqrt r e^{i\theta/2} et −reiθ/2-\sqrt r e^{i\theta/2}.

84Question

Quelles équations obtient-on en posant z=x+iyz=x+iy pour calculer les racines carrées de a+iba+ib ?

Réponse

x2−y2=ax^2-y^2=a et 2xy=b2xy=b.

85Question

Que devient la racine d’un polynôme du second degré lorsque son discriminant est nul ?

Réponse

Elle est double.

86Question

Quelle est l’écriture complexe de la rotation de centre Ω\Omega d’affixe z0z_0 et d’angle θ\theta ?

Réponse

z↦z0+eiθ(z−z0)z\mapsto z_0+e^{i\theta}(z-z_0).

87Question

Quel est l’angle de la rotation représentée par φ(z)=az+b\varphi(z)=az+b, avec ∣a∣=1|a|=1 et a≠1a\ne1 ?

Réponse

arg⁡(a)\arg(a).

88Question

Quelle propriété caractérise une isométrie du plan ?

Réponse

Elle préserve les distances.

89Question

Comment se définit une loi de composition interne sur un ensemble EE ?

Réponse

C’est une application de E×EE \times E vers EE.

90Question

Quand un groupe est-il abélien ?

Réponse

Lorsque sa loi est commutative.

91Question

Quels groupes de référence sont cités dans la section ?

Réponse

(Z,+),(Q,+),(R,+),(C,+),(R2,+),(Q∗,×),(R∗,×),(C∗,×)(\mathbb{Z}, +), (\mathbb{Q}, +), (\mathbb{R}, +), (\mathbb{C}, +), (\mathbb{R}^2, +), (\mathbb{Q}^*, \times), (\mathbb{R}^*, \times), (\mathbb{C}^*, \times) et (Bij⁡(E),∘)(\operatorname{Bij}(E), \circ).

92Question

Quel élément de (Z,∗)(\mathbb{Z}, \ast) n’a pas d’inverse pour n∗m=n+m−nmn \ast m = n + m - nm ?

Réponse

L’élément 11.

93Question

Comment s’exprime l’inverse d’un produit xyxy dans un groupe ?

Réponse

(xy)−1=y−1x−1(xy)^{-1} = y^{-1}x^{-1}.

94Question

Que peut-on affirmer de l’intersection de deux sous-groupes de GG ?

Réponse

C’est un sous-groupe de GG.

95Question

Dans Z/14Z\mathbb Z/14\mathbb Z, quelle classe n’a pas d’inverse ?

Réponse

La classe de 6.

96Question

Quelle est l’écriture complexe de la symétrie axiale d’axe DθD_\theta ?

Réponse

z↦e2iθz‾z\mapsto e^{2i\theta}\overline{z}

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 42 questions sur Ensembles, applications et structures.

1. Dans un énoncé dépendant d’une variable x, on rencontre ∀\forall, ∃\exists et ∃!\exists!. Quelles interprétations sont exactes ?

2. On examine des formules quantifiées portant sur une même propriété P(x). Quelles règles permettent de les interpréter correctement ?

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