Langage de la logique et des ensembles

Toujours et encore dans l'autre sens !! - Exercice 1

30 min
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Encore, et toujours, des traductions en assertions mathématiques.
Question 1
Traduire à l'aide d'assertions quantifiées les propriétés suivantes :

Il existe un nombre rationnel compris entre 2\sqrt{2} et 3\sqrt{3} .

Correction
Dans l'intervalle [2;3]\left[\sqrt{2} \, ; \, \sqrt{3} \right] il existe au moins deux nombres irrationnels, qui sont (par exemples), les bornes de cet intervalle !
Autrement dit, l'intersection entre Q\mathbb{Q} et l'intervalle [2;3]\left[\sqrt{2} \, ; \, \sqrt{3} \right] n'est pas vide : Q[2;3]\mathbb{Q} \cap \left[\sqrt{2} \, ; \, \sqrt{3} \right] \neq \emptyset.
On a donc la traduction suivante :
xQ,2x3\exist x \in \mathbb{Q}, \, \sqrt{2} \leqslant x \leqslant \sqrt{3}
Question 2

Il existe plusieurs nombres rationnels compris entre 2\sqrt{2} et 3\sqrt{3} .

Correction
Commençons par rappelons qu'en mathématique, "plusieurs" signifie "au moins deux".
Donc, une première possibilité est :
(x,y)Q2,((xy)(2x3)(2y3))\exist (x,y) \in \mathbb{Q}^2, \, \big((x \neq y) \wedge (\sqrt{2} \leqslant x \leqslant \sqrt{3}) \wedge (\sqrt{2} \leqslant y \leqslant \sqrt{3}) \big)
Une autre possibilité est :
(x,y)Q2,2x<y3\exist (x,y) \in \mathbb{Q}^2, \, \sqrt{2} \leqslant x < y \leqslant \sqrt{3}
Question 3

Il existe trois nombres réels, tous distincts, et tous strictement intérieurs à un autre réel arbitrairement donné.

Correction
aR,(x,y,z)R3,((xy)(xz)(yz)(xa)(ya)(za))\forall a \in \mathbb{R}, \, \exist (x,y,z) \in \mathbb{R}^3, \, \big( (x \neq y) \wedge (x \neq z) \wedge (y \neq z) \wedge (x \neq a) \wedge (y \neq a) \wedge (z \neq a) \big)
Question 4

La fonction numérique réelle ff n'est pas strictement croissante.

Correction
On a :
(x,y)R2,¬((x<y)(f(x)f(y)))\exist (x,y) \in \mathbb{R}^2, \, \neg \bigg((x < y) \Longrightarrow \big( f(x) \geqslant f(y) \big) \bigg)
Mais on sait que pour deux assertions PP et QQ on a ¬(PQ)(P¬Q)\neg (P \Longrightarrow Q) \Longleftrightarrow (P \wedge \neg Q). Ainsi, on peut donc écrire que :
(x,y)R2,(x<y)(¬(f(x)f(y)))\exist (x,y) \in \mathbb{R}^2, \, (x < y) \wedge \bigg(\neg\big( f(x) \geqslant f(y) \big) \bigg)
A savoir :
(x,y)R2,(x<y)(f(x)<f(y))\exist (x,y) \in \mathbb{R}^2, \, (x < y) \wedge \big( f(x) < f(y) \big)