Application (mathématiques)/Exercices/Images directes et réciproques
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Soient et deux ensembles, une application, et deux parties de , et et deux parties de . Démontrer les propriétés suivantes (en utilisant éventuellement, pour chacune, les précédentes).
Exercice 1[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
.
Exercice 2[modifier | modifier le wikicode]
.
Exercice 3[modifier | modifier le wikicode]
- .
- Cette inclusion est parfois stricte.
- Si est injective alors .
Solution
- D'après l'exercice 2, (car ) et de même, .
- Soient une application non injective et distincts tels que . Posons et . Alors, , tandis que .
- Procédons par double inclusion, l'une étant claire d'après ce qui précède. Soit , c'est-à-dire qu'il existe et tels que et . Si est injective, il en résulte que donc et
Exercice 4[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
Soit . Alors, .
Exercice 5[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
Se déduit de l'exercice 4 exactement de la même manière que l'exercice 2 se déduisait du 1.
Exercice 6[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
Se démontre exactement de la même manière que l'exercice 4, en remplaçant par et par .
Exercice 7[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
D'après les exercices 6 et 4, et ont pour intersection et pour réunion . Ils sont donc complémentaires l'un de l'autre dans .
Exercice 8[modifier | modifier le wikicode]
- .
- Cette inclusion est parfois stricte.
- Si est injective alors .
Solution
- .
- Soient une application non injective, distincts tels que , et une partie contenant mais pas . Alors, contient donc n'est pas inclus dans .
- Si est injective on a égalité, car la première implication dans la question 1 devient une équivalence.
Exercice 9[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
Exercice 10[modifier | modifier le wikicode]
.
Solution
Si alors d'après les exercices 2 et 9.
Si alors d'après les exercices 8 et 5.