Mathématiques : 1Bac SM

Séance 1-2-1 : Notion de logique - Partie 2 (Cours)

 

 

Professeur : Mr CHEDDADI Haitam

 

Sommaire

 

V- Lois logiques et raisonnements

5-1/ Loi logique ou tautologie

5-2/ Lois de Morgan

5-3/ Raisonnement par contraposée

5-4/ Raisonnement par l'absurde

5-5/ Raisonnement par disjonction des cas

5-6/ Raisonnement par récurrence

 


 

5-1/ Loi logique ou tautologie

Définition

Soit Q1,Q2,....,Qn des propositions.

On appelle loi logique ou tautologie toute proposition P résultante de l'assemblage par des connecteurs logiques de propositions prises parmi Q1,Q2,....,Qn qui est vraie quelle que soit la valeur de vérité des propositions en jeu.

 

 

Applications

Soit P et Q deux propositions.

  1. Montrer que les propositions suivantes sont des lois logiques :

PQPPP¯QQ¯ ou P ou Q ou P¯PQP et Q ou P¯ et Q¯

 

 

5-2/ Lois de Morgan

Proposition

Soit P et Q deux propositions.

Les deux propositions suivantes sont des lois logiques :

P et Q¯P¯ ou Q¯ P ou Q¯P¯ et Q¯ 

 

 

Applications

Soit P et Q deux propositions.

  1. Déterminer la négation des propositions suivantes :

P : « x 0x<1 »Q : « x x2=1x=1 »R : « a a+12a-3»S : « xy+ x2y2-yxy »

 

 

5-3/ Raisonnement par contraposée

Proposition

Soit P et Q deux propositions.

L’implication Q¯P¯ s’appelle la contraposée (ou l’implication contraposée) de l’implication PQ.

La contraposée d’une implication est équivalente à celle-ci :

PQQ¯P¯

 

 

Remarques

Il faut bien distinguer entre la négation, la contraposée et la réciproque :

  • La négation de PQ est P et Q¯.
  • La réciproque de PQ est QP.
  • La contraposée de PQ est Q¯P¯.

Le recours au raisonnement par contraposée n'est évidemment pertinent que si cette contraposée est plus facile à prouver que l'implication directe.

 

Applications
  1. En utilisant le raisonnement par contraposée, montrer les implications suivantes :

1 x[-1;+[ x01+x1+x22 x x2321+x213 x;y2 4y-3xx-y7x+y4 x;y2 xy-1x-y0xy2+y+1yx2+x+15 x;y]1;+[2 xyx2-2xy2-2y6 x x-1;4x2-3x-4>07 x+ x011+x1-x8 x;y2 x2+y21x+y29 x;y2 2x2+5xy+3y23x+y3 ou 2x+3y310 x;y2 x2+xy+y23x+2y23 et x2

 

 

5-4/ Raisonnement par l'absurde

Proposition

Soit P et Q deux propositions.

La proposition suivante est une loi logique :

P¯Q et P¯ Q¯ P

 

 

Applications

Soit ab et c des réels positifs tels que ab<c.

  1. Montrer que : a<c ou b<c

Soit f une fonction numérique définie sur  telle que pour tout x;y*2 : fxy=fxfy

On suppose que f10.

  1. Montrer que : x* fx0
  1. Montrer par l'absurde que : n 4n+2

 

 

5-5/ Raisonnement par disjonction des cas

Proposition

Soit P et Q deux propositions.

La proposition suivante est une loi logique :

PR et QRP ou QR

 

 

Applications
  1. Résoudre dans les inéquations suivantes :

I1 x2-4-x2>0I2 2x-1+2x+1+x4I3 3-x+x<0

  1. Montrer que le produit de trois entiers relatifs consécutifs est divisible par 6.
  1. Montrer que pour tout x :

a) x+x2+1>0b) x+x+1+x-10c) x-1x2-2x+2

Soit ab et c trois réels tels que c est positif.

  1. En utilisant un raisonnement par disjonction des cas, montrer les deux implications suivantes :

ac et bca+b+a-b2ca+b+a-2b3ca2c et bc

Soit n un entier naturel.

  1. Démontrer que si n est impair, alors il s'écrit sous la forme n=4k+1 ou n=Ak+3 avec k.
  1. Déduire que si l'entier n2-1 n’est pas divisible par 8, alors l’entier n est pair.

 

5-6/ Raisonnement par récurrence

Proposition

Soit P(n) une fonction propositionnelle qui dépend d'un entier naturel n et n0.

Si la proposition Pn0 est vraie et si l'implication «P(n)P{n+1)» est vraie pour tout nn0, alors, la proposition P(n) est vraie, pour tout entier nn0.

 

 

Applications
  1. Montrer par récurrence que pour tout n* :

1+2+....+n=nn+1213+23+....+n3=n2n+1241×2+2×3+...+nn+1=nn+1n+23

  1. Montrer par récurrence que pour tout n* : 52n+1+2n+4+2n+1 est divisible par 23.

Soit a et b deux réels distincts et strictement positifs.

  1. Montrer par récurrence que : n a+b2nan+bn2