Chapitre 1 Notions de base : Nombres, Structures et Fonctions 1.1 Questions 1A Pour tout E ⊂ R, on note χE sa fonction indicatrice. Soit A, B, C ⊂ R non vides. vrai faux χA∪C (x) + χB∪C (x) = χA∪B∪C (x). vrai faux χA (x)χB (x) = χC (x) ⇔ A ∩ B = C. vrai faux (1 − χA (x))(1 − χB (x)) = 1 − χA∪B (x). vrai faux χA∩C (x) + χA∪C (x) = 2 · χA (x). vrai faux R\(A ∩ B) = (R\A) ∩ (R\B). vrai faux A × B = B × A ⇔ A = B. vrai faux χA×B (x, y) = χA (x)χB (y). vrai faux χA×B (x, x) = χA∩B (x). vrai faux A × (B ∩ C) = (A × B) ∩ (A × C). 2 CHAPITRE 1. NOTIONS DE BASE : NOMBRES, STRUCTURES ET FONCTIONS3 1B Soit A ⊂ R non vide. vrai faux Si sup A ∈ A et inf A ∈ A, alors A est born´e. vrai faux Si sup A ∈ A et inf A ∈ A, alors A est ferm´e. vrai faux Si A est ferm´e, alors sup A ∈ A et inf A ∈ A. vrai faux Si A est ferm´e et born´e, alors sup A ∈ A et inf A ∈ A. vrai faux Si A est major´e, alors sup A est un point adh´erent de A. vrai faux Si A est minor´e, alors inf A est un point limite de A. vrai faux Si sup A 6∈ A et inf A 6∈ A, alors A est ouvert. vrai faux Si A est ouvert, alors inf A 6∈ A et sup A 6∈ A. vrai faux Si sup A < ∞, alors sup A est un point fronti`ere de A. vrai faux Si A est ouvert, alors son bord ∂A est vide. vrai faux Si A = {x : 0 ≤ x2 < 4, x ∈ Q}, alors A n’admet aucun supremum dans Q. ◦ 1C Soit A ⊂ R non vide. On note A son int´erieur, A son adh´erence et ∂A son bord. vrai faux Si a ∈ R\A est un point adh´erent de A, alors a est un point limite de A. vrai faux Si a ∈ R est adh´erent `a A, alors a ∈ A. vrai faux Si a ∈ A, alors a est adh´erent `a A. vrai faux Le bord ∂A de A est un ferm´e. vrai faux vrai faux Si a ∈ A est un point limite de A, alors a ∈ A. vrai faux Si a ∈ A, alors a ∈ A. vrai faux Si a ∈ ∂A, alors a est un point limite de A. vrai faux Si a ∈ ∂A, alors a est adh´erent `a A. Si a ∈ R\A et s’il existe > 0 et x ∈ A tels que |x − a| < , alors a est adh´erent `a A. ◦ ◦ CHAPITRE 1. NOTIONS DE BASE : NOMBRES, STRUCTURES ET FONCTIONS4 ◦ 1D Soit A ⊂ R non vide. On note A son int´erieur, A son adh´erence et ∂A son bord. vrai faux ∂A = ∂(R\A). vrai faux Si a ∈ A, alors a est un point limite de A. vrai faux Si A = ∅, alors A n’a pas de points limites. vrai faux Si A = ∅, alors A n’a pas de points adh´erents dans A. vrai faux Si A = ∂A, alors A = ∅. vrai faux Si A est ferm´e, alors A 6= ∅. vrai faux Si A = ∂A et a est un point limite de A, alors a ∈ A. vrai faux Si a 6∈ A est un point limite de A, alors a est un point limite de R\A. vrai faux Si a ∈ ∂A, alors a est un point limite de R\A. vrai faux Le bord de ∂A est ∂A. vrai faux L’int´erieur de A est A. vrai faux L’adh´erence de A est A. ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ n ◦ n n+(−1)n , n o ∈ N∗ \{1} . 1E Soit l’ensemble E = vrai faux E ∪ {1} est ferm´e. vrai faux 2 3 vrai faux E admet une infinit´e de points isol´es. vrai faux E = E. vrai faux ∂E = E ∪ {1}. est un point limite de E. ◦ CHAPITRE 1. NOTIONS DE BASE : NOMBRES, STRUCTURES ET FONCTIONS5 1F** Soit E, F ⊂ R non vides. vrai faux Si E et F sont ouverts, alors E ∩ F est ouvert. vrai faux Si E et F sont ouverts, alors E ∪ F est ouvert. vrai faux Si E ∩ F = ∅, alors ∂E ∩ ∂F = ∅. vrai faux Si E ⊂ F , alors E ⊂ F . vrai faux Si E ⊂ F , alors E ⊂ F . vrai faux Si E ⊂ F , alors ∂E ⊂ ∂F . vrai faux Si E ⊂ F et E 6= F , alors ∂E ⊂ F . vrai faux Si E ⊂ F ⊂ E, alors F = E . vrai faux Si F ⊂ E ⊂ F , alors E = F . vrai faux Si F ⊂ E, alors F ⊂ E. ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ CHAPITRE 1. NOTIONS DE BASE : NOMBRES, STRUCTURES ET FONCTIONS6 1G Soit f, g : R → R deux fonctions. vrai faux Si f est strictement monotone, alors f est injective. vrai faux Si f est injective, alors f est monotone. vrai faux Si f est bijective et croissante, alors son inverse f −1 est d´ecroissante. vrai faux Si f est bijective et impaire, alors son inverse f −1 est impaire. vrai faux f ◦ g = g ◦ f ⇔ f = g. vrai faux Si f et g sont injectives, alors f ◦ g est injective . vrai faux Si f ◦ f est injective, alors f est injective. vrai faux Si f ◦ g est injective, alors g est injective. vrai faux Si f ◦ g est injective, alors f est injective. vrai faux Si f ◦ g est surjective, alors f est surjective. vrai faux Si f ◦ g est d´ecroissante, alors f et g sont d´ecroissantes. vrai faux Soit A, B deux sous-ensembles de R, alors f ([A ∩ B]) = f ([A]) ∩ f ([B]). 1H* Soit k ∈ N∗ et Ek = {sin n πk , n ∈ N}. vrai faux Ek admet au plus 2k − 1 points isol´es. vrai faux Ek = ∂Ek vrai faux vrai faux S Ek = [−1, 1] k∈N∗ max(Ek ) = 1 si et seulement si k est pair. CHAPITRE 1. NOTIONS DE BASE : NOMBRES, STRUCTURES ET FONCTIONS7 1I Sommes et produits finis. vrai faux 41000 − 6500 est divisible par 10. vrai faux Pour tout nombre r´eel x1 , · · · xn , vrai faux vrai faux vrai faux 1J n P n P xi xj (xi − xj ) = 0. i=1j=1 n P i P Pour tout nombre r´eel a1 , · · · an et b1 , · · · bn , a i bj = i=1j=1 Si n est impair, alors n divise n P j n P P ai bj . j=1i=1 k. k=1 Pour tout nombre r´eel a1 , · · · an , n P n Q i=1k=1 kai = n Q n P kai . k=1i=1 Nombres complexes vrai faux L’image du cercle S1 (i) par l’application f (z) = vrai faux z 2 + 1 divise z 6 + 3z 4 + z 2 − 1. vrai faux 1 z est un cercle. Soit zk, k=1,··· ,n les n racines de z n + bn−1 z n−1 + · · · + b0 , n Q alors zi = (−1)n b0 . i=1 vrai faux vrai faux √ Il existe un entier n ∈ N∗ tel que (1 + 1 3)n soit imaginaire pur. √ Il existe un entier n ∈ N∗ tel que (1 − 1 3)n soit r´eel.
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