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Base 10
En base dix, on utilise dix chiffres (0, 1, 2 . . . , 9).
2548 = 2000 + 500 + 40 + 8
= 2 × 10 3 + 5 × 10 2 + 4 × 10 1 + 8
67,89 = 60 + 7 + 0,8 + 0,09
= 6 × 10 1 + 7 × 10 0 + 8 × 10 −1 + 9 × 10 −2
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Base 2
En base deux (en binaire), on utilise deux chiffres (0 et 1).
1101 b = 1 × 2 3 + 1 × 2 2 + 0 × 2 1 + 1 × 2 0
= 1 × 8 + 1 × 4 + 0 × 2 + 1
= 13
1101 b (ou 1101 2 ou . . . ) correspond au nombre d´ ecimal 13.
Exposants n´ egatifs : en utilisant 2 −1 = 1 2 = 0,5 ; 2 −2 = 2 1 2 = 0,25 ; 2 −3 = 2 1 3 = 0,125 . . . , on peut repr´ esenter les nombres d´ ecimaux.
10,011 b = 1 × 2 1 + 0 × 2 0 + 0 × 2 −1 + 1 × 2 −2 + 1 × 2 −3
= 1 × 2 + 0 × 1 + 0 × 0,5 + 1 × 0,25 + 1 × 0,125
= 2,375
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Base 16 ou hexad´ ecimale
On utilise 16 symboles : 0, 1, 2, . . . , 9, A, B, C, D, E, F.
1AF 507 h = 1 × 16 5 + 10 × 16 4 + 15 × 16 3 + 5 × 16 2 + 0 × 16 1 + 7 × 16 0
= 1048576 + 655360 + 61440 + 1280
+ 0 + 7
= 1766663
Puissances de 16 : 16 2 = 256, 16 3 = 4096, . . .
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Division euclidienne
Dans les entiers naturels : pour tout dividende a et tout diviseur b non nul, il existe un unique quotient q et un unique reste r tels que
a = bq + r avec 0 6 r < b Si r = 0, on dit que
I a est divisible par b ;
I b est un diviseur de a ;
I a est un multiple de b.
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Nombres premiers
Un nombre premier est un entier naturel qui admet exactement deux diviseurs: un et lui-mˆ eme.
Exemples: 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11 ; 13 ; 17 ; 19 sont des nombres premiers. 9 n’est pas un nombre premier (ses diviseurs sont 1 ; 3 ; 9). 0 et 1 non plus.
Test de primalit´ e : pour savoir si un nombre n est premier ou pas, on le divise par tous les nombres premiers inf´ erieurs ou ´ egaux ` a √
n.
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D´ ecomposition en produit de facteurs premiers
Tout entier naturel N sup´ erieur ou ´ egal ` a 2 se d´ ecompose de mani` ere unique en produit de nombres premiers.
Exemple : 660 = 2 2 × 3 × 5 × 11. On a essay´ e de diviser 660
par les nombres premiers, en commen¸ cant par le plus petit,
jusqu’` a obtenir 1.
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Diviseurs d’un nombre
Pour trouver tous les diviseurs de 360, on le d´ ecompose en produit de facteurs premiers :
360 = 2 3 × 3 2 × 5
Puis on prend tous les facteurs 1 par 1, 2 par 2, etc.
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PGCD de deux entiers
On obtient le PGCD de deux entiers
I soit en cherchant le plus grand entier commun dans la liste des diviseurs de chacun ;
exemple :
I les diviseurs de 24 sont 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 ; I ceux de 54 sont 1, 2, 3, 6, 9, 18, 27, 54.
Le plus grand diviseur commun est 6.
I soit ` a l’aide de leurs d´ ecompositions en facteurs premiers :
I 72 = 2 3 × 3 2 I 54 = 2 × 3 3
PGCD(72,54) = 2 × 3 2
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Entiers premiers entre eux
Deux entiers sont dits premiers entre eux si leur seul diviseur commun est 1.
Exemple : 20 et 33 sont premiers entre eux car leur PGCD
est 1.
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D´ efinition des congruences
Soit n un entier naturel non nul. Deux entiers a et b sont dits congrus modulo n si a et b ont le mˆ eme reste dans la division euclidienne par n.
Notation : a ≡ b (n) ou a ≡ b mod n Exemples :
36 ≡ 6 (5) 125 ≡ 6 (7) 13 ≡ 3 (2)
D´ efinition ´ equivalente : deux entiers naturels a et b (avec
a > b) sont congrus modulo n si a − b est divisible par n.
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Propri´ et´ es des congruences
a, b, c , d , k sont dans N et n est dans N ∗ .
1. Transitivit´ e. Si a ≡ b (n) et b ≡ c (n), alors a ≡ c (n)
2. Somme. Si a ≡ b (n) et c ≡ d (n), alors a + c ≡ b + d (n).
3. Multiplication. Si a ≡ b (n) et c ≡ d (n), alors ac ≡ bd (n).
En particulier : Si a ≡ b (n), alors ka ≡ kb (n).
Cons´ equence : si a ≡ b (n), alors a p ≡ b p (n) pour tout p ∈ N ∗ .
Attention : on peut ajouter, soustraire, multiplier membre ` a
membre des congruences, mais pas diviser.
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N´ egation d’une proposition P
Table de v´ erit´ e :
P ¬P
1 0
0 1
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Conjonction de deux propositions P et Q
P ∧ Q se lit ”P et Q ”.
P Q P ∧ Q
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
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Disjonction de deux propositions P et Q
P ∨ Q se lit ”P ou Q”.
P Q P ∨ Q
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
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Implication
P ⇒ Q se lit P implique Q.
P Q P ⇒ Q
0 0 1
0 1 1
1 0 0
1 1 1
NB : c’est ´ equivalent ` a (¬P ) ∨ Q
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Equivalence ´
P ⇔ Q se lit ”P ´ equivaut ` a Q”.
P Q P ⇔ Q
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
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Propri´ et´ es des connecteurs logiques
¬(¬P ) = P (P ∨ Q ) ⇔ (Q ∨ P ) (P ∧ Q ) ⇔ (Q ∧ P ) Distributivit´ e :
P ∨ (Q ∧ R) ⇔ (P ∨ Q ) ∧ (P ∨ R)
P ∧ (Q ∨ R) ⇔ (P ∧ Q ) ∨ (P ∧ R)
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Propri´ et´ es des connecteurs logiques
Elements neutres ´
V ´ etant une proposition vraie et F une proposition fausse, pour toute proposition P :
P ∨ F ⇔ P P ∧ V ⇔ P Tiers-exclu :
P ∨ ¬P ⇔ V Non-contradiction :
P ∧ ¬P ⇔ F
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Propri´ et´ es de ⇒ et ⇔
(P ⇒ Q ) ⇔ (¬P ∨ Q) (P ⇔ Q) ⇔ (P ⇒ Q ) ∧ (Q ⇒ P )
(P ⇒ Q ) ⇔ (¬Q ⇒ ¬P )
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Comprendre des phrases logiques contenant les
quantificateurs ∀ (pour tout), ∃ (il existe) et des pr´ edicats portant sur des variables.
I ∃x ∈ R, x > 2
Comprendre : ”il existe un r´ eel x tel que x > 2”.
I ∀x ∈ R , x > 2
Comprendre : ”pour tout r´ eel x, x > 2”.
I ∀x ∈ R , ∃y ∈ R , x + y = 5
La premi` ere proposition est vraie (x = 10 convient), la
seconde est fausse (par exemple pour x = 0). La troisi` eme
est vraie : pour tout nombre r´ eel x, il existe un nombre y tel
que x + y = 5 (y = 5 − x convient).
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Langage ensembliste
E et F d´ esignent des ensembles.
E = {a,b,c ,d }, F = {c ,d }
I c ∈ E signifie que c est un ´ el´ ement de E . c ∈ F ; a ∈ E mais a ∈ / F .
I F est inclus dans E : on ´ ecrit F ⊂ E et on dit que F est un sous-ensemble de E.
F ⊂ E , F ⊂ F , ∅ ⊂ F .
a b c d
E
F
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Compl´ ementaire, intersection et r´ eunion
Pour A ⊂ E et B ⊂ E.
I Le compl´ ementaire de A dans E est not´ e { E A ou A.
C’est {x ∈ E ; x ∈ / A}.
I R´ eunion : A ∪ B = { x ∈ E ; x ∈ A ∨ x ∈ B } I Intersection : A ∩ B = { x ∈ E ; x ∈ A ∧ x ∈ B }
Si A ∩ B = ∅, A et B sont disjoints.
A B E
Intersection A ∩ B
A B E
R´ eunion A ∪ B
A E
Compl´ ement { E A
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Associativit´ e
a + (b + c) =
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Associativit´ e
a + (b + c) = (a + b) + c
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a.(b.c) =
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a.(b.c) = (a.b).c
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Produit cart´esien de deux ensembles Relations binaires Applicationfd’un ensemble Edans un ensembleF
Calcul matriciel Graphes et ordonnancement
Commutativit´ e
a + b =
a.b =
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´ El´ ements de la th´ eorie des ensembles
Produit cart´esien de deux ensembles Relations binaires Applicationfd’un ensemble Edans un ensembleF
Calcul matriciel Graphes et ordonnancement
Commutativit´ e
a + b = b + a
a.b = b.a
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Produit cart´esien de deux ensembles Relations binaires Applicationfd’un ensemble Edans un ensembleF
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El´ ´ ements neutres
a + 0 =
a.1 =
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El´ ´ ements neutres
a + 0 = a
a.1 = a
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Distributivit´ e de . par rapport ` a +
a.(b + c) =
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Distributivit´ e de . par rapport ` a +
a.(b + c) = a.b + a.c
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Produit cart´esien de deux ensembles Relations binaires Applicationfd’un ensemble Edans un ensembleF
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Distributivit´ e de + par rapport ` a .
a + (b.c ) =
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Distributivit´ e de + par rapport ` a .
a + (b.c ) = (a + b).(a + c)
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Tiers-exclus
a + a =
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Tiers-exclus
a + a = 1
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Non-contradiction
a.a =
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Non-contradiction
a.a = 0
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1 =
0 =
a =
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1 = 0
0 = 1
a = a
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Idempotence
a.a =
a + a =
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Idempotence
a.a = a
a + a = a
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Absorption
a + 1 =
a.0 =
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Calcul matriciel Graphes et ordonnancement
Absorption
a + 1 = 1
a.0 = 0
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a.b =
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a.b = a + b
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a + b =
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Lois de De Morgan
a + b = a.b
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Absorption
a + ab =
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Absorption
a + ab = a
a absorbe son multiple.
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Absorption
a(a + b) =
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Absorption
a(a + b) = a
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Produit cart´ esien de deux ensembles Relations binaires Application f d’un ensemble E dans un ensemble F
Calcul matriciel
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ordonnancement
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ordonnancement
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Produit cart´ esien de deux ensembles
E × F , le produit cart´ esien de deux ensembles E et F , est l’ensemble des couples (x,y) o` u x est un ´ el´ ement de E et y est un ´ el´ ement de F .
E × F = {(x,y) ; x ∈ E , y ∈ F }
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Produit cart´esien de deux ensembles Relations binaires Applicationfd’un ensemble Edans un ensembleF
Calcul matriciel Graphes et ordonnancement
Si un ensemble E a un nombre n fini d’´ el´ ements, on appelle ce nombre le cardinal de E . On le note card(E ).
Si card(E ) = n et card(F ) = p, alors card(E × F ) = n × p.
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Relation binaire
Une relation binaire R d’un ensemble E vers un ensemble F est la donn´ ee d’une partie (un sous-ensemble) not´ e G de E × F , appel´ ee le graphe de R .
Pour x ∈ E et y ∈ F , x R y signifie (x,y) ∈ G .
Souvent E = F : la relation binaire R sera d´ efinie sur un
ensemble E.
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R est une relation binaire sur E .
• R est r´ eflexive si
∀x ∈ E x R x
• R est sym´ etrique si
∀(x,y) ∈ E × E x R y ⇒ y R x
• R est antisym´ etrique si
∀(x,y) ∈ E × E (x R y) ∧ (y R x) ⇒ x = y
• R est transitive si
∀(x,y,z ) ∈ E ×E×E (x R y)∧(y R z ) ⇒ x R z
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Relation d’´ equivalence
R est une relation d’´ equivalence si elle est I r´ eflexive
I sym´ etrique
I transitive.
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Relation d’ordre
Une relation binaire R sur E est une relation d’ordre si elle est
I r´ eflexive I antisym´ etrique I transitive.
Exemples :
6 et > dans R ;
la relation d’inclusion est une relation d’ordre
dans P (E ) (l’ensemble des parties (ou
sous-ensembles) de E ).
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Ordre total
Une relation d’ordre R sur E est une relation d’ordre total si
∀(x,y ) ∈ E 2 (x R y) ∨ (y R x )
On peut comparer tous les ´ el´ ements. Sinon l’ordre est
partiel.
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Arithm´ etique Syst` emes de num´ eration
Arithm´ etique modulaire Alg` ebres de Boole
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Produit cart´ esien de deux ensembles Relations binaires Application f d’un ensemble E dans un ensemble F
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Graphes et
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Application f d’un ensemble E dans un ensemble F
Une application f associe ` a tout ´ el´ ement d’un ensemble E un ´ el´ ement unique d’un ensemble F .
Notation :
f : E −→ F x 7−→ f (x)
f (x) s’appelle l’image de x, E est l’ensemble de d´ epart, F est l’ensemble d’arriv´ ee.
f (E ) s’appelle l’image de E. Bien sˆ ur, f (E) ⊂ F .
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Exemple d’application
f est une application de E = {a,b,c ,d } vers F = {w ,x,y,z}.
a w
b x
c y
d z
f f (E ) = {w ,x,z }
L’image de a est x.
Les ant´ ec´ edents de x sont a et c .
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Injection
Une application f de E dans F est une injection si deux
´
el´ ements distincts de E ont des images distinctes :
∀x ∈ E , ∀x 0 ∈ E , x 6= x 0 ⇒ f (x) 6= f (x 0 ) Cela revient ` a dire : f (x) = f (x 0 ) ⇒ x = x 0 .
Ou que deux fl` eches ne pointent pas vers le mˆ eme ´ el´ ement
de F .
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Exemple d’injection
i est une injection de E = {a,b,c } vers F = {w ,x,y,z}.
a w
b x
c y
i z
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Surjection
Une application f de E dans F est une surjection si tout
´
el´ ement F admet un ant´ ec´ edent (au moins).
∀y ∈ F , ∃x ∈ E | f (x) = y
Exemple : s est une surjection de E = {a,b,c ,d } vers F = {x,y ,z }.
a x
b y
c z
d
s
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Bijection
Une application f de E dans F est une bijection si elle est injective et surjective.
Exemple : h est une bijection de E = {a,b,c,d } vers F = {w ,x,y,z}.
a w
b x
c y
d h z
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Compos´ ee de deux applications
f est une application de E vers F et g est une application de F vers G .
L’application, not´ ee g ◦ f , de E vers G , qui ` a tout x de E associe g (f (x)) est la compos´ ee de f et g .
f g
E F G
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Produit cart´ esien de deux ensembles Relations binaires Application f d’un ensemble E dans un ensemble F
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Produit cart´esien de deux ensembles Relations binaires Applicationfd’un ensemble Edans un ensembleF
Calcul matriciel
Graphes et
ordonnancement
BTS SIO.
Math´ ematiques pour l’informatique
R´ esum´ e Arithm´ etique
Syst`emes de num´eration Arithm´etique modulaire
Alg` ebres de Boole
Calcul des propositions Calcul des pr´edicats Langage ensembliste Calcul bool´een
´ El´ ements de la th´ eorie des ensembles
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