Vocabulaire ensembliste et logique
Cours · mathématiques (seconde), chapitre 1 · seconde générale · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Les mathématiques ont un langage propre, fait de symboles et de raisonnements. Ce langage est transversal : on le retrouve dans tous les chapitres, en géométrie comme en analyse ou en probabilités. Ce chapitre rassemble et met en forme les notions d'ensemble et de logique que l'on rencontre sans cesse au fil de l'année ; il constitue une « boîte à outils » à laquelle on reviendra régulièrement.
1.1 Ensembles et éléments
Un ensemble est une collection d'objets appelés ses éléments. Si un objet est un élément de l'ensemble , on dit que appartient à et l'on écrit . Dans le cas contraire, on écrit .
On décrit un ensemble de deux façons, toujours entre accolades :
- en extension, en listant ses éléments : ;
- en compréhension, par une propriété caractéristique : .
Avec : on a et , mais et . Les ensembles de nombres usuels , , , (chapitre 2 et suivant) sont des ensembles ; par exemple et .
L'ensemble vide est l'ensemble qui ne contient aucun élément ; on le note (ou ). Lorsqu'un ensemble possède un nombre fini d'éléments, on appelle cardinal de , noté , le nombre de ses éléments.
; . L'ensemble des entiers naturels strictement compris entre et est vide.
Un ensemble ne tient pas compte de l'ordre ni des répétitions : , et désignent le même ensemble, de cardinal .
1.2 Sous-ensembles et inclusion
On dit que est inclus dans , ou que est un sous-ensemble (une partie) de , lorsque tout élément de est aussi un élément de . On écrit alors .
. Pour les ensembles de nombres, on a la chaîne d'inclusions . Un intervalle comme est un sous-ensemble de .
Pour tout ensemble :
- et (l'ensemble vide et lui-même sont toujours des parties de ) ;
- si et , alors (transitivité).
Le symbole relie un élément à un ensemble ; le symbole relie un ensemble à un ensemble. Ainsi, avec : (correct) et (correct), mais « » n'a pas de sens ( n'est pas un ensemble), et « » est faux, car les éléments de sont , et , et non l'ensemble .
1.3 Réunion, intersection, complémentaire
Soit et deux ensembles.
- L'intersection est l'ensemble des éléments appartenant à la fois à et à .
- La réunion est l'ensemble des éléments appartenant à ou à (à l'un au moins des deux).
Lorsque , on dit que et sont disjoints.