- Wolmar a écrit:
- Avis aux matheux, svp expliquez-moi !
x=0.99999..................
10x=9.99999............
10x-x=9
9x=9
x=1
?????
Bonjour,
a) un des axiomes de la théorie des Ensemble (ZF) dit qu'il existe au moins un ensemble E.
b) un autre axiome dit que pour n'importe quel prédicat P[x], si E est un ensemble
alors les x tels que la "collection" des x tels que x appartient à E vérifiant P[x] forment un ensemble, noté
{x appartient à E/P[x]}.
c) un autre axiome de ZF dit que si E est un ensemble alors la "collection" composée par
les éléments de E et par E lui même est elle même un ensemble.
Dans le cas particulier où p[x] est le prédicat x <> x (le symbole <> signifie différent de)
l'ensemble obtenu avec E et P [x] : x<>x
sera noté {x appartient à E / x<>x} et dans ce cas particulier 0E
On montre que si d'aventure il existait un autre ensemble dans l'univers alors 0E=0F
Cette valeur commune, obtenue à partir de n'importe ensemble G sera appelée 0 ou ensemble vide
d) à présent posons 1= {0}, posons 2 = {0; 1} ; 3= {0; 1; 2}
A] Admettons qu'il existe un ensemble N tel que
alpah) 0 appartient à N
béta) si n et un élément de N, alors nous savons que la collection composée par les éléments de n et par n lui même [ qui est elle même un ensemble que nous appelerons successeur de n] appartient à N
gamma) {x appartient à N/ O succeseur de n} = 0
delta) si il existe m appartenant à n et P une partie de N tel que
pour tous les x de P x appartient à m alors
il existe un élément n de P tel que pour tout x de P x appartient à n
Théorème il n'existe qu'un ensemble N vérifiant ces quatre conditions on l'appelera ensemble des entiers naturels et on le nottera NN
affirmation gratuite NN corespond à ce qu'on appelle dans la vie courante les nombres entiers notamment
0, 1, 2, 6 89 ,45 678, 8 876 655 544 443, et 10 puissance (10 puissance 100)
le dernier entier étant aussi appelé googleplex
B] à partir d' entiers de NN, a et b, on peut construire le couple ( qu'il ne faut ps confondre avec la paire {a,b} parcequ'il y a un ordre (a,b) <> (b, a) alors que {a,b}= {b,a}
certains de ces couples ont des ressemblances entre eux
par exmple (2,5) et (6,9) ont en commun qu'il faut ajouter 3 au premier pour atteindre le second
de même (7,3) et (13 465, 13 461) ont en commun qu'il faut ajouter le même nombre au second pour atteindre le premier.
On peut ainsi former une relation entre les couples d'entiers
admettons que tous les couples du genre (4,7); (45,48); (123 567, 123 570) soient regroupés dans un sous ensemble (de l'ensmble des couples)
Tous ces sous ensemble de couples (a, b) tels que a<b peuvent être reprenté de façon unique par un entier n tel que (0,n) appartienne au sous ensemble
On appele ce sous ensemble "+n"
d'un autre côté
Tous les couples du type (5,1); (67, 63); (346 789 987, 346 789 984) peuvent être regroupés dans un sous ensemble
et il existe un unique netier p tel que
(p,0) soit membre de ce sous-ensemble. Ce sous ensemble sera nommé "-p"
On se rend compte que chacun des couples appartient à au moins et à au plus un sous ensemble de ce genre.
Tous ces sous ensembles, de l'ensemble des couples seront appelés nombre relatifs, ils contiennent notamment -1987, -453, -45, -6, 3, 67, 89, 12345
l'ensemble de ces sous-ensembles de couples d'entiers sera appelé ZZ, ou encore ensemble des entiers relatifs.
Nous damettrons sans démonstartion que dans cahaue proposition mathémtique on peut remplacer (0,n) pr n ou réciproquement
c'est dans ce sens que l'on dira aue (O,n) peut être asimilé à n
C] Etudions un autre relation entre les couples d'entiers non plus naturels mais relatifs
Certains couples sont proportionnels
par exemple (2, 3) est proportionnel à (4, 6) de même que
(-1, 4) est proportionnel à (-3, 12)
par contre (2, 3) n'est pas proportionnel à (4,
et (-1, 4) n'est pas proportionnel
à (-3, 15)
L'"expérience" semble prouver la proposition suivante que nous admettrons comme une définition
un couple (a,b) et un couple (c, d) d'entiers relatifs sont proportionnels
si et seulement si
ad-bc= 0 ou ad= bc
D) Sur l'ensemble des couples d'entiers relatifs nous pouvons encore découpler cet ensemble en sous ensembles de couples proportionnels entre eux
Nous remarqu'ons qu'il y a un sous ensemble V un peu différents des autres c'est celui qui contient tous les couples du type (n entier, 0)
Dans chacun de ces sous ensemble S sauf dant V, composé de couple (a,b) , il y a un élément particulier, cet élément appelé (a', b') est tel que il n'y ait aucun nombre qui ne divise à la fois a' et b' et que b' soit un entier naturel non nul.
Nous allons à présent sélectionner chacun de es élméents particuliers pour cahque sous ensemble
Nous aurons par exmeple (-5, 6) , (56, 7) mais pas (12, 14) car 2 divise à la fois
12 et 14 et pas (2, -3) car -3 est négatif ni (453,0) car b doit ^ter non nul
(2,3) est en fait un repréentant privilégié de toute une famille de couples
(6, 9); (14, 21); (202, 303)
Il sera notté 2/3 mais il ne faut pas oublier que sa vraie écriture est (2,3)
L'ensemble de ces représentant privilégiés auquel on rajoute 0 qui représente lui ausi un sous ensemble mais particulier sera appelé QQ l'ensemble des nombres rationnels
Il faut remarquer que chaque entier est un repréentant privilégié, pr exemple 125= 125/1
Chaque entier est un rationnel.
E] Sur tous les ensembles définis jusqu'à présent , on peut vous définir, l'addition, la soustraction et la multiplication.
La division n'est possible qu'à partir de QQ
Nous supposons comment faire toutes ces opérations qui se font comme on vous l'a appris à l'école ou au collège.
F] A présent nous allons définir
a) une suite c'est une application, c'est à dire une flêche qui à cahque entier lui fait correspondre un nombre rationnel de QQ
par exemple si u est une suite, u peut faire correspondre ls nombres suivants
à 0---------> 5/7
1---------> 6/5
2---------> 3
3---------> -56/77
4---------> 0
5---------> 12786
6---------> 5/ 768 984
Interressons nosu aux suites convergentes:
Certaine suite font n'importe quoui, elle passent arbitrairement d'un nombre positif ou nul à un négatif ou nul , d'un entier (positif ou négatif ou nul ) à un rationnel non entier (positif ou négatif ou nul)
D'autre tournet autour de valeurs particulièrs sans jamais se rapprocher variment d'uen en particulier
par exemple
u: n-------> (-1)^n
ceci se notte u(n) = (-1)^n
un vaut parfois 1 parfois 2
Certaines suites peuvent se rapprocher d'un nombre netier, d'uatre d'un nombre rationnel
par xemple
si v(n) = 1/n+1 on voit que un se rapproche de 0 entier
si w(n) = 2n+1/3n+1 on voit que u(n) se rapproche de 2/3
ces suites qui se rapprochent d'un nombre rationnel possèdent une propriété interresante
ele tendent ver une limite rationnelle; étudion w(n) en train de se rapprocher "subrepticement" de 2/3
cela signifie que si on prend une distance très petetite autour de l, n'importe laquelle et si petite soit -telle par exemple
1/ 10 puissance 10
à partir d'un certain nombre N alors si dès que n dépasse N , un se retrouve collé contre 2/3 à 1/(10 puissance 10) près
c'est à dire dans ]2/3-(1/1O puissance 10), 2/3 + (1/10 puissance 10)[ !
Vérifier avec une calculatrice !
G] On remarque que ce genre de suites comme elles rappriochent de plus en plus leur nombres vers un objectif donné ont tendance naturellement à les srapppprocher les uns des autres entre eux, car pour deux nombres qui veulent effeleurer 2/3 à 1:(10 puiissance 10 près sont obligés d'être au plus disctincts de 2/(10 puissabnce 10) .
Or il y a des suites (dites de Cauchy) qqui rapprochent leurs nombres aussi près que l'on veut les uns des autres, mais sans pour autant se rapprocher d'aucun rationnel !
Voila coment on pourrait les définir
Soit d une distance la plus petite soit-elle
alors il existe un entier N
tel que dès que n et po deux entiers sont plus garnds que N
alors la distanace entre un et up est < d ?
Et si deux suites de cauchy u et v sont telles que non seulement elles sont de Cauchu mais qu'en plus la suite v-u tende vers 0 , nous dirins que u et v ont une relation privilégiées, et qu'eles définiri=ont avec toutes les suites w tells que w s=oit ausi de cauchy et que w-u tende vers 0, une "classe d'équivalence".
CE sont ces classes d'équiavlencs , qu'à raison ou ç tort selon AntiSubjectiviste nous allons appeler les nombres réels.
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NOUS POUVONS REPONDRE ENFIN POURQUOI 9,9999999999999999999.... = 10
a) qu'est ce que 0,9999999999999999999....?
c'est la suite u telle que
0----->0
1----->0,9
2----->0,99
3----->0,999
4----->0,9999
...
n----->0,9999999999999....9999 (n "9" écrits après la virgule)
Dans cette démonstratuion x est une suite, et non un nombre à virgules
EN EFFET VOUS N'AVEZ PAS LE DROIT DE DIRE QUE 10x = 9,9999999999......
CAR ON N'A PAS LE DROIT DE MULTIPLIER LES NOMBRES A VIRGULES? MAIS SEULEMENT LES SUITES
Qu'est ce que 10
c'est la suite v tele que
0----->10
1----->10
2----->10
3----->10
4----->10
...
n----->10
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10x et v sont deux suites de Cauchy
et (v-10x)[n] = v[n]-(10x)[n] = 0,0000000000000000000001 avec n-1 "0"
donc (v-u)[n] ----> 0
donc u etv sont deux suites de cauchy tele que v-u --->0 donc u et v sont de la même classe
donc u et v sont le même nombre réeldonc u = v