Langage de la logique et des ensembles

Démonstration par l'absurde - Exercice 4

20 min
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Un classique de géométrie planaire.
Question 1

En raisonnant par l'absurde, montrer que les deux droites DD et DD' d'équations cartésiennes respectives y=x+1y = x + 1 et y=x1y = x - 1 sont parallèles.

Correction
Effectuons une démonstration par l'absurde.
Faisons l'hypothèse initiale suivante : les deux droites DD et DD' d'équations cartésiennes respectives y=x+1y = x + 1 et y=x1y = x - 1 ne sont pas parallèles.
Dans R2\mathbb{R}^2, si les deux droites DD et DD' ne sont pas parallèles alors elles sont sécantes. Notons par CC le point de croisement de ces deux droites DD et DD'. Dans R2\mathbb{R}^2, les coordonnées de CC sont respectivement xcx_c et ycy_c. Ainsi, le point CC appartient simultanément aux deux droites DD et DD', et de fait, les coordonnées du point CC satisfont aux équations cartésiennes. On a alors :
{y0=x0+1y0=x01\left\lbrace \begin{array}{rcl} y_0 & = & x_0 + 1 \\ y_0 & = & x_0 - 1 \\ \end{array} \right.
Or, on a :
y0=y0x0+1=x01x0+1x0=1y_0 = y_0 \,\, \Longleftrightarrow \,\, x_0 + 1 = x_0 - 1 \,\, \Longleftrightarrow \,\, x_0 + 1 - x_0 = - 1
Ce qui nous donne 1=11 = - 1.
Ce résultat est en contradiction avec la théorie des nombres réels dont dépend la géométrie plane analytique.
Donc l'hypothèse initiale "les deux droites DD et DD' d'équations cartésiennes respectives y=x+1y = x + 1 et y=x1y = x - 1 ne sont pas parallèles" est de vérité fausse (F)(F).
Donc nous avons bien démontrer que les deux droites DD et DD' d'équations cartésiennes respectives y=x+1y = x + 1 et y=x1y = x - 1 sont parallèles dans R2\mathbb{R}^2. {\color{blue}{\blacksquare}}