QCM : Raisonnement logique et ensembles (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression équivaut à la négation de la disjonction p∨qp \lor q ?

¬p∨¬q\neg p \lor \neg q
p∨¬qp \lor \neg q
¬p∧¬q\neg p \land \neg q
p∧qp \land q

$$\neg p \land \neg q$$

Explication

Selon la loi de De Morgan, nier une disjonction revient à conjoindre les négations de ses deux composantes. L’expression ¬p∨¬q\neg p \lor \neg q correspond plutôt à la négation de la conjonction.

2. Si p est vraie et q est fausse, quelle valeur prend la conjonction p∧qp \land q ?

Elle est vraie, car q peut être fausse sans effet sur la conjonction.
Elle est fausse, car une conjonction exige deux propositions fausses.
Elle est fausse, car les deux propositions doivent être vraies.
Elle est vraie, car p suffit à rendre la conjonction vraie.

Elle est fausse, car les deux propositions doivent être vraies.

Explication

Une conjonction est vraie lorsque ses deux composantes sont vraies ; ici, q est fausse, donc la conjonction est fausse. La règle de la disjonction, selon laquelle une seule composante vraie suffit, ne s’applique pas à la conjonction.

3. Une formule composée reste vraie pour toutes les valeurs de vérité de ses variables : comment la qualifie-t-on ?

D’équivalence logique avec toute formule composée.
De proposition dont la valeur dépend des variables.
De tautologie.
De contradiction.

De tautologie.

Explication

Une tautologie est vraie quelles que soient les valeurs attribuées à ses variables. Une contradiction est au contraire fausse pour toutes ces valeurs.

4. Quelle propriété distingue une proposition logique ?

Elle exprime nécessairement une relation entre deux propositions.
Elle est vraie ou fausse, sans être les deux à la fois.
Elle prend une valeur de vérité seulement si elle est composée.
Elle peut être à la fois vraie et fausse selon le contexte.

Elle est vraie ou fausse, sans être les deux à la fois.

Explication

Une proposition possède une valeur de vérité, vraie ou fausse, et ces deux valeurs ne peuvent pas lui être attribuées simultanément. Une proposition peut être simple, donc elle n’a pas besoin de relier deux autres propositions.

5. Que signifie prouver directement l’implication p⇒qp \Rightarrow q ?

Supposer ¬p\neg p vraie, puis démontrer que ¬q\neg q est vraie.
Supposer pp et ¬q\neg q vraies, puis en déduire une contradiction.
Supposer pp vraie, puis démontrer que qq est vraie.
Supposer ¬q\neg q vraie, puis démontrer que ¬p\neg p est vraie.

Supposer $$p$$ vraie, puis démontrer que $$q$$ est vraie.

Explication

Une preuve directe part de l’hypothèse pp et établit la conclusion qq. Supposer ¬q\neg q pour établir ¬p\neg p correspond plutôt à une preuve par contraposition.

6. Quel type d’élément suffit à réfuter une assertion de la forme « pour tout élément de E, P(x) » ?

Une propriété satisfaite par au moins un élément de E
Un élément de E pour lequel P(x) est fausse
Une vérification de P(x) pour plusieurs éléments de E
Un élément de E pour lequel P(x) est vraie

Un élément de E pour lequel P(x) est fausse

Explication

Un contre-exemple est un élément de E qui ne satisfait pas P, et il suffit à montrer que l’assertion universelle est fausse. Un élément qui satisfait P ne la réfute pas, car l’assertion porte sur tous les éléments de E.

7. Quel est le rôle de l’étape d’analyse dans une démonstration par analyse-synthèse ?

Dégager les conditions nécessaires que l’objet recherché doit satisfaire.
Déduire une propriété au rang suivant à partir du rang courant.
Vérifier qu’un objet déterminé satisfait les propriétés voulues.
Établir l’initialisation d’une propriété démontrée par récurrence.

Dégager les conditions nécessaires que l’objet recherché doit satisfaire.

Explication

L’analyse sert à déterminer les conditions nécessaires auxquelles doit répondre l’objet recherché. La vérification qu’un objet construit satisfait les propriétés demandées relève de la synthèse.

8. Quelle différence distingue une description en extension d’une description en compréhension d’un ensemble ?

L’extension décrit les éléments absents, tandis que la compréhension décrit les éléments présents.
L’extension indique l’ordre des éléments, tandis que la compréhension indique leurs répétitions.
L’extension énumère les éléments, tandis que la compréhension précise une propriété qu’ils vérifient.
L’extension précise une propriété, tandis que la compréhension énumère les éléments.

L’extension énumère les éléments, tandis que la compréhension précise une propriété qu’ils vérifient.

Explication

La description en extension nomme les éléments de l’ensemble, alors que celle en compréhension les caractérise par une propriété commune. L’énumération et la propriété sont donc deux façons distinctes de spécifier les éléments, et non deux façons d’en fixer l’ordre.

9. Si A⊆BA \subseteq B et B⊆CB \subseteq C, quelle conséquence découle de la transitivité de l’inclusion ?

Les ensembles A et C sont disjoints, donc A∩C=∅A \cap C = \varnothing.
Tout élément de C appartient aussi à A, donc C⊆AC \subseteq A.
Les ensembles A et C sont égaux, donc A=CA = C.
Tout élément de A appartient aussi à C, donc A⊆CA \subseteq C.

Tout élément de A appartient aussi à C, donc $$A \subseteq C$$.

Explication

La transitivité permet de chaîner les inclusions : un élément de A appartient à B, puis à C, donc A⊆CA \subseteq C. L’égalité entre A et C ne s’ensuit pas, car les inclusions données n’établissent pas que C⊆AC \subseteq A.

10. Un ensemble fini A contient 3 éléments et un ensemble fini B en contient 4. Combien de couples le produit cartésien A × B contient-il ?

4 couples, car le cardinal du produit est celui de B
12 couples, car chaque élément de A peut être associé aux 4 éléments de B
7 couples, car les cardinaux des deux ensembles s’additionnent
3 couples, car le cardinal du produit est celui de A

12 couples, car chaque élément de A peut être associé aux 4 éléments de B

Explication

À chacun des 3 éléments de A correspondent 4 couples possibles, donc le produit contient 3×4=123 \times 4 = 12 couples. Additionner les cardinaux ne convient pas, car chaque choix dans A se combine avec chaque choix dans B.

11. Quelles caractéristiques définissent une partition d’un ensemble non vide ?

Des blocs non vides, deux à deux distincts, dont l’intersection est l’ensemble entier
Des blocs non vides, deux à deux sécants, dont la réunion est l’ensemble entier
Des blocs non vides, deux à deux disjoints, dont la réunion est l’ensemble entier
Des blocs éventuellement vides, deux à deux disjoints, dont la réunion est une partie propre

Des blocs non vides, deux à deux disjoints, dont la réunion est l’ensemble entier

Explication

Une partition découpe l’ensemble en blocs non vides et disjoints, et ces blocs couvrent ensemble tout l’ensemble. Des blocs sécants ne conviendraient pas, car des éléments appartiendraient alors à plusieurs blocs.

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Quelles valeurs de vérité peut avoir une proposition ?

Elle est vraie ou fausse, mais jamais les deux simultanément.

Quand la négation ¬p est-elle vraie ?

Lorsque p est fausse.

Qu’est-ce qu’une tautologie ?

Une proposition toujours vraie, quelles que soient les valeurs de vérité de ses variables.

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