Paire

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche
Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Paire (homonymie).
En mathématiques, ne pas confondre une paire et un couple.

Une paire est un ensemble qui comprend exactement deux éléments.

Remarques[modifier | modifier le code]

  • Une paire qui contient deux éléments et se note .
  • L'ordre d'écriture de la paire n'a pas d'importance: . Ceci différencie la paire du couple.
  • Le cardinal d'une paire est 2.
  • L'ensemble n'est pas une paire mais un singleton et se note aussi [1].

Exemples[modifier | modifier le code]

  • (avec une espace après la virgule) est la paire comprenant les entiers et .
  • est une paire de fonctions.
  • est une paire composée du singleton et de la paire .
  • est une paire composée du nombre et de l'élément .
  • alors que

Propriétés[modifier | modifier le code]

Appartenance d'un élément à une paire (ou à un singleton)[modifier | modifier le code]

Un élément x appartient à une paire si et seulement s'il est égal à l'un des deux éléments de cette paire. Cet énoncé est en fait tout autant valable pour un singleton. On peut donc l'écrire formellement, pour a et b donnés :

x, x ∈ {a, b} ⇔ (x = a ou x = b)

(le « ou » en question désigne, comme d'habitude en mathématiques, une disjonction inclusive : l'énoncé reste vrai si x = a et x = b).

Cette proposition caractérise les paires (ou singletons). Dans l'axiomatisation de la théorie des ensembles, il y a un axiome spécifique, appelé axiome de la paire, qui exprime pour tout et l'existence d'une paire et qui se fonde sur cette proposition.

Égalité de deux paires[modifier | modifier le code]

Deux paires sont égales si et seulement si leurs éléments sont égaux deux à deux, de l'une des deux façons dont on peut les associer. Plus précisément, pour deux paires ou singletons {a, b} et {c, d} :

{a, b} = {c, d} ⇔ [(a = c et b = d) ou (a = d et b = c)].

Autres propriétés[modifier | modifier le code]

Un raisonnement simple de dénombrement montre que le nombre de paires d'un ensemble fini à n éléments est égal à n(n – 1)/2 (voir l'article « Combinaison »).

Histoire[modifier | modifier le code]

Von Neumann, dans son article de 1923[2],[3], qui est un des premiers sur la théorie des ensembles, note les paires , comme nous noterions aujourd'hui les couples. Remarquons qu'il définit l'entier comme étant la paire , qu'il écrit .

Note[modifier | modifier le code]

  1. En théorie des ensembles, on appelle « paire » un ensemble de deux éléments non nécessairement distincts. L'axiome de la paire fait par exemple aussi bien référence aux paires qu'aux singletons. En revanche, en combinatoire, une paire doit bien être formée de deux éléments distincts.
  2. (de) Johann von Neumann, « Zur Einführung der transfiniten Zahlen », Acta litterarum ac scientiarum Ragiae Universitatis Hungaricae Francisco-Josephinae, Sectio scientiarum mathematicarum, vol. 1,‎ , p. 199-208 (lire en ligne).
  3. (en) John von Neumann, « On the introduction of transfinite numbers », dans Jean van Heijenoort, From Frege to Gödel: A Source Book in Mathematical Logic, 1879-1931, Harvard University Press, , 3e éd. (ISBN 0-674-32449-8, présentation en ligne, lire en ligne), p. 346-354.