Flashcards : Logique et méthodes de démonstration (60 cartes)

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1Question

Qu’est-ce qu’une loi de composition interne sur un ensemble E ?

Réponse

Une application de E×EE \times E vers EE.

2Question

Quand une loi permet-elle d’obtenir une structure algébrique ?

Réponse

Lorsqu’elle possède des propriétés comme l’associativité ou un élément neutre.

3Question

Qu’étudie l’algèbre au sujet des opérations mathématiques ?

Réponse

Les objets, les opérations et les propriétés qui découlent de leurs règles.

4Question

Qu’est-ce qu’une proposition ?

Réponse

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

5Question

Pourquoi « x + 1 = 4 » n’est-il pas une proposition tant que x n’est ni fixé ni quantifié ?

Réponse

Parce que c’est un prédicat dont la valeur de vérité n’est pas déterminée.

6Question

Quand un prédicat P(x) devient-il une proposition ?

Réponse

Lorsque sa variable est fixée ou quantifiée.

7Question

Quand la négation ¬P est-elle vraie ?

Réponse

Lorsque P est fausse.

8Question

Quand la conjonction P ∧ Q est-elle vraie ?

Réponse

Lorsque P et Q sont toutes deux vraies.

9Question

Quand la disjonction inclusive P ∨ Q est-elle vraie ?

Réponse

Lorsqu’au moins une proposition est vraie, y compris si les deux le sont.

10Question

Quand deux formules sont-elles logiquement équivalentes ?

Réponse

Elles ont la même valeur de vérité pour toute attribution des variables propositionnelles.

11Question

À quelle conjonction équivaut l’équivalence logique P⇔QP \Leftrightarrow Q ?

Réponse

(P⇒Q)∧(Q⇒P) (P \Rightarrow Q) \land (Q \Rightarrow P)

12Question

Quelle est la loi de De Morgan pour la négation d’une conjonction ?

Réponse

¬(P∧Q)⇔(¬P∨¬Q)\neg(P \land Q) \Leftrightarrow (\neg P \lor \neg Q)

13Question

Quelle est la loi de De Morgan pour la négation d’une disjonction ?

Réponse

¬(P∨Q)⇔(¬P∧¬Q)\neg(P \lor Q) \Leftrightarrow (\neg P \land \neg Q)

14Question

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

Réponse

¬Q⇒¬P\neg Q \Rightarrow \neg P

15Question

Quelle différence distingue la réciproque de la contraposée de P⇒QP \Rightarrow Q ?

Réponse

La réciproque est Q⇒PQ \Rightarrow P, tandis que la contraposée est ¬Q⇒¬P\neg Q \Rightarrow \neg P.

16Question

Dans l’implication P⇒QP \Rightarrow Q, quel rôle joue PP pour QQ ?

Réponse

Une condition suffisante.

17Question

Dans l’implication P⇒QP \Rightarrow Q, quel rôle joue QQ pour PP ?

Réponse

Une condition nécessaire.

18Question

Que signifie « ∀x ∈ E, P(x) » ?

Réponse

P(x) est vraie pour tout élément x de E.

19Question

Que signifie « ∃x ∈ E, P(x) » ?

Réponse

Au moins un élément x de E vérifie P(x).

20Question

Quelle est la négation de « ∀x ∈ E, P(x) » ?

Réponse

∃x∈E, ¬P(x).\exists x \in E,\ \neg P(x).

21Question

Dans « ∀x ∈ ℝ, ∃y ∈ ℝ, y > x », quelle est la valeur de vérité ?

Réponse

Cette affirmation est vraie.

22Question

Dans « ∃y ∈ ℝ, ∀x ∈ ℝ, y > x », quelle est la valeur de vérité ?

Réponse

Cette affirmation est fausse.

23Question

Quelle condition caractérise l’injectivité d’une fonction ff sur EE ?

Réponse

Pour tous x,y∈Ex,y\in E, f(x)=f(y)f(x)=f(y) implique x=yx=y.

24Question

Quelle condition caractérise la surjectivité d’une fonction f:E→Ff:E\to F ?

Réponse

Pour tout y∈Fy\in F, il existe x∈Ex\in E tel que f(x)=yf(x)=y.

25Question

Comment démontrer directement l’implication P⇒QP\Rightarrow Q ?

Réponse

Supposer PP vraie, puis en déduire QQ.

26Question

Quelle est la première étape d’un raisonnement par l’absurde ?

Réponse

Supposer la négation du résultat à démontrer.

27Question

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

Réponse

P⇒QP\Rightarrow Q et Q⇒PQ\Rightarrow P.

28Question

Comment un théorème se présente-t-il et que relie sa démonstration ?

Réponse

Un théorème se présente sous la forme « hypothèses ⇒ conclusion », reliées par une chaîne d’implications justifiées.

29Question

Quelles étapes préparer avant de rédiger une preuve ?

Réponse

Identifier l’énoncé, ses quantificateurs et son implication, repérer hypothèses et conclusion, choisir une stratégie, justifier les transitions et conclure en répondant à la question.

30Question

Quelle opération est interne sur Z\mathbb{Z}, contrairement à la division ?

Réponse

L’addition.

31Question

Pourquoi la division n’est-elle pas interne sur Z\mathbb{Z} ?

Réponse

Car 1÷2=121 \div 2 = \frac{1}{2} n’appartient pas à Z\mathbb{Z}.

32Question

Quelle opération est interne sur N\mathbb{N} ?

Réponse

L’addition.

33Question

Pourquoi 33 n’a-t-il pas d’opposé dans N\mathbb{N} ?

Réponse

Son opposé, −3-3, n’appartient pas à N\mathbb{N}.

34Question

Dans ℝ, pour quelle valeur de x « x possède un inverse multiplicatif » est-il faux ?

Réponse

Pour x=0x=0.

35Question

Dans ℝ∗, pour quelles valeurs de x « x possède un inverse multiplicatif » est-il vrai ?

Réponse

Pour tout x∈R∗x\in\mathbb{R}^*.

36Question

Comment construit-on la table de vérité d’une formule composée ?

Réponse

On évalue les connecteurs pour toutes les combinaisons des propositions élémentaires.

37Question

Combien de combinaisons produisent deux propositions élémentaires ?

Réponse

Quatre combinaisons.

38Question

Quelle est la négation exacte de « x > 2 » ?

Réponse

« x ≤ 2 ».

39Question

Quand le ou exclusif P ⊕ Q est-il vrai ?

Réponse

Lorsqu'exactement une des deux propositions est vraie.

40Question

Quelle formule définit le ou exclusif de PP et QQ ?

Réponse

P⊕Q≡(P∨Q)∧¬(P∧Q)P \oplus Q \equiv (P \lor Q) \land \neg(P \land Q)

41Question

À quelle formule équivaut l’implication P⇒QP \Rightarrow Q ?

Réponse

¬P∨Q\neg P \lor Q

42Question

Pour n=6n=6, quelle valeur de vérité a « si nn est pair, alors nn est multiple de 4 » ?

Réponse

Elle est fausse.

43Question

Quelle condition suffit pour qu’un entier soit pair ?

Réponse

Être divisible par 4.

44Question

Quelle condition est nécessaire pour qu’un entier soit divisible par 4 ?

Réponse

Être pair.

45Question

Dans l’équivalence P⇔QP \Leftrightarrow Q, quel rôle joue PP pour QQ ?

Réponse

Une condition nécessaire et suffisante.

46Question

Que signifie la formule ∃!x∈E, P(x)\exists!x \in E,\ P(x) ?

Réponse

Il existe exactement un élément de EE satisfaisant P(x)P(x).

47Question

Quelle est la négation de « ∀x ∈ ℝ, x² + x + 1 > 0 » ?

Réponse

∃x∈R, x2+x+1≤0.\exists x \in \mathbb{R},\ x^2 + x + 1 \leq 0.

48Question

Dans « ∀x ∈ ℝ, ∃y ∈ ℝ, y > x », de quoi le choix de y peut-il dépendre ?

Réponse

Il peut dépendre de x.

49Question

Comment traduire « Tout entier pair est le double d’un entier » ?

Réponse

∀n∈Z, n pair⇒∃k∈Z, n=2k.\forall n \in \mathbb{Z},\ n\text{ pair} \Rightarrow \exists k \in \mathbb{Z},\ n=2k.

50Question

Comment s’écrit la négation de l’injectivité de ff sur EE ?

Réponse

∃x,y∈E, x≠y∧f(x)=f(y).\exists x,y\in E,\ x\ne y\land f(x)=f(y).

51Question

Si a=2ka=2k et b=2ℓb=2\ell, quelle expression montre que a+ba+b est pair ?

Réponse

a+b=2(k+ℓ)a+b=2(k+\ell).

52Question

Quelle contraposée établit que si n2n^2 est pair, alors nn est pair ?

Réponse

Si nn est impair, alors n2n^2 est impair.

53Question

Dans la preuve de l’irrationalité de 2\sqrt{2}, quelle contradiction découle de 2=p/q\sqrt{2}=p/q ?

Réponse

pp et qq sont tous deux pairs malgré leur coprimalité.

54Question

Que faut-il faire dans une démonstration par disjonction de cas ?

Réponse

Traiter séparément chaque situation d’une partition naturelle des possibilités.

55Question

Comment prouve-t-on que tout multiple de 6 est pair ?

Réponse

On écrit n=6k=2(3k)n=6k=2(3k) avec k,3k∈Zk,3k\in\mathbb{Z}, donc 2∣n2\mid n.

56Question

Que doit respecter chaque passage d’une preuve et sa conclusion ?

Réponse

Chaque passage doit être justifié et la conclusion doit répondre exactement à la propriété annoncée.

57Question

Quelles stratégies de preuve peut-on envisager ?

Réponse

La preuve directe, la contraposée, l’absurde, la disjonction de cas, la récurrence et la double implication.

58Question

Pourquoi quelques exemples ne suffisent-ils pas à prouver une proposition universelle ?

Réponse

Ils ne démontrent pas que la proposition est vraie dans tout le domaine des variables.

59Question

Que faut-il préciser pour une proposition portant sur des variables ?

Réponse

Le domaine des variables.

60Question

Quelles erreurs éviter avec une implication, une équivalence et « il existe pour tout » ?

Réponse

Ne pas supposer la conclusion d’une implication, prouver les deux sens d’une équivalence et distinguer les témoins selon les éléments concernés.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 28 questions sur Logique et méthodes de démonstration.

1. Sur l’ensemble E={a,b}E=\{a,b\}, une opération associe à chaque paire d’éléments de EE un élément de EE. Quelle propriété suffit à établir qu’il s’agit d’une loi de composition interne sur EE ?

2. Une loi définie sur un ensemble est associative, possède un élément neutre et chaque élément admet un inverse. Que permettent ces propriétés de conclure ?

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