📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
- Application : Soient $E$ et $F$ deux ensembles. Une application $f: E \to F$ associe à chaque $x \in E$ un unique $y \in F$ noté $f(x)$.
- Injection : $f$ est injective si $\forall x_1, x_2 \in E, f(x_1) = f(x_2) \implies x_1 = x_2$.
- Surjection : $f$ est surjective si $\forall y \in F, \exists x \in E, f(x) = y$.
- Bijection : $f$ est bijective si elle est injective et surjective.
- Composition : $(g \circ f)(x) = g(f(x))$.
- Image réciproque : $f^{-1}(B) = {x \in E / f(x) \in B}$.
Méthodes à maîtriser
- Pour montrer l'injectivité : Supposer $f(x_1) = f(x_2)$ et montrer que $x_1 = x_2$.
- Pour montrer la surjectivité : Prendre un $y$ quelconque dans $F$ et résoudre l'équation $f(x) = y$ pour trouver au moins un $x \in E$.
- Pour montrer la bijection : Montrer que pour tout $y \in F$, l'équation $f(x) = y$ admet une unique solution $x \in E$.
Exemples corrigés
- Soit $f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}, x \mapsto 2x+1$.
- Injection : $2x_1+1 = 2x_2+1 \implies 2x_1 = 2x_2 \implies x_1 = x_2$. (Injectif)
- Surjection : $2x+1 = y \implies x = \frac{y-1}{2}$. Pour tout $y \in \mathbb{R}$, il existe $x \in \mathbb{R}$. (Surjectif)
- Donc $f$ est bijective.
Erreurs fréquentes
- Confondre l'image réciproque $f^{-1}(B)$ avec la fonction réciproque $f^{-1}$.
- Oublier de vérifier que l'antécédent trouvé appartient bien à l'ensemble de départ $E$.
- Croire qu'une fonction est bijective juste parce qu'elle est strictement monotone (il faut aussi vérifier la continuité et les limites, mais ici on parle d'ensembles, donc la définition algébrique prime).