Les Ensembles en Mathématiques
1ère BAC Sciences Mathématiques
Introduction
Un ensemble est une collection d’objets distincts appelés éléments. C’est un concept fondamental en mathématiques, utilisé pour organiser et structurer les objets mathématiques.
Notations
• ∈ : “appartient à”
• ⊂ : “inclus dans”
• ∅ : ensemble vide
Exemples
• ℕ : entiers naturels
• ℤ : entiers relatifs
• ℝ : nombres réels
Applications
Fonctions
Probabilités
Algèbre
1. Définitions de Base
Représentation des ensembles
En extension : Liste des éléments entre accolades
En compréhension : Par une propriété caractéristique
Types d’ensembles
Type | Définition |
---|---|
Ensemble vide | ∅ = { } |
Singleton | {a} |
Fini/Infini | Nombre d’éléments |
Égalité | A = B ⇔ mêmes éléments |
Exemple :
{1, 2, 3} = {3, 2, 1} (l’ordre n’a pas d’importance)
{a, a, b} = {a, b} (pas de répétition)
2. Opérations sur les Ensembles
Union et Intersection
Union A∪B
Intersection A∩B
Propriétés :
- A∪B = B∪A (commutativité)
- A∩(B∪C) = (A∩B)∪(A∩C) (distributivité)
- A∪A = A (idempotence)
Complémentaire et Différence
Complémentaire Ac
Différence A\B
Lois de De Morgan :
3. Ensembles Numériques
Relations d’inclusion
Propriétés :
- ℕ : Clos pour + et × mais pas pour –
- ℤ : Clos pour +, -, ×
- ℚ : Clos pour +, -, ×, ÷ (sauf par 0)
Intervalles dans ℝ
Notation | Description |
---|---|
[a, b] | a ≤ x ≤ b |
]a, b[ | a < x < b |
[a, +∞[ | x ≥ a |
ℝ\{a} | Tous réels sauf a |
4. Produit Cartésien
Définition
Le produit cartésien A × B est l’ensemble de tous les couples (a, b) où a ∈ A et b ∈ B :
Exemple : Si A = {1, 2} et B = {x, y}, alors :
Représentation graphique
Cas particulier : ℝ × ℝ = ℝ² (plan cartésien)
Exercices Interactifs
Opérations sur les ensembles
Soit A = {1, 2, 3, 4}, B = {3, 4, 5, 6}, et C = {2, 4, 6}
1. A ∩ (B ∪ C) = ?
2. (A \ B) ∪ C = ?
Diagrammes de Venn
3. Si le diagramme représente |A∪B|, alors :
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