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Paire

Une paire est un ensemble qui comprend exactement deux éléments.

Remarques

  • Une paire qui contient deux Ă©lĂ©ments et se note .
  • L'ordre d'Ă©criture de la paire n'a pas d'importance: . Ceci diffĂ©rencie la paire du couple.
  • Le cardinal d'une paire est 2.
  • L'ensemble n'est pas une paire mais un singleton et se note aussi [note 1].

Exemples

  • (avec une espace aprĂšs la virgule) est la paire comprenant les entiers et .
  • est une paire de fonctions.
  • est une paire composĂ©e du singleton et de la paire .
  • est une paire composĂ©e du nombre et de l'Ă©lĂ©ment .
  • alors que

Propriétés

Appartenance d'un élément à une paire (ou à un singleton)

Un élément x appartient à une paire si et seulement s'il est égal à l'un des deux éléments de cette paire. Cet énoncé est en fait tout autant valable pour un singleton. On peut donc l'écrire formellement, pour a et b donnés :

∀x, x ∈ {a, b} ⇔ (x = a ou x = b)

(le « ou » en question désigne, comme d'habitude en mathématiques, une disjonction inclusive : l'énoncé reste vrai si x = a et x = b).

Cette proposition caractérise les paires (ou singletons). Dans l'axiomatisation de la théorie des ensembles, il y a un axiome spécifique, appelé axiome de la paire, qui exprime pour tout et l'existence d'une paire et qui se fonde sur cette proposition.

ÉgalitĂ© de deux paires

Deux paires sont égales si et seulement si leurs éléments sont égaux deux à deux, de l'une des deux façons dont on peut les associer. Plus précisément, pour deux paires ou singletons {a, b} et {c, d} :

{a, b} = {c, d} ⇔ [(a = c et b = d) ou (a = d et b = c)].

Autres propriétés

Un raisonnement simple de dĂ©nombrement montre que le nombre de paires d'un ensemble fini Ă  n Ă©lĂ©ments est Ă©gal Ă  n(n – 1)/2 (voir l'article « Combinaison »).

Histoire

Von Neumann, dans son article de 1923[1] - [2], qui est un des premiers sur la théorie des ensembles, note les paires , comme nous noterions aujourd'hui les couples. Remarquons qu'il définit l'entier comme étant la paire , qu'il écrit .

Notes et références

Notes

  1. En thĂ©orie des ensembles, on appelle « paire » un ensemble de deux Ă©lĂ©ments non nĂ©cessairement distincts. L'axiome de la paire fait par exemple aussi bien rĂ©fĂ©rence aux paires qu'aux singletons. En revanche, en combinatoire, une paire doit bien ĂȘtre formĂ©e de deux Ă©lĂ©ments distincts.

Références

  1. (de) Johann von Neumann, « Zur EinfĂŒhrung der transfiniten Zahlen », Acta litterarum ac scientiarum Ragiae Universitatis Hungaricae Francisco-Josephinae, Sectio scientiarum mathematicarum, vol. 1,‎ , p. 199-208 (lire en ligne).
  2. (en) John von Neumann, « On the introduction of transfinite numbers », dans Jean van Heijenoort, From Frege to Gödel: A Source Book in Mathematical Logic, 1879-1931, Harvard University Press, , 3e éd. (ISBN 0-674-32449-8, présentation en ligne, lire en ligne), p. 346-354.
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