Ensembles de Nombres

En langage mathématique, un ensemble de nombres se note à l'aide d'accolades (ou de crochets lorsqu'il s'agit d'un intervalle comme on le verra dans la suite de ce cours).

Si l'ensemble a un nom alors les accolades sont précédées du nom de l'ensemble suivi du symbole « $=$ ».

Définition 1 : On appelle $\mathbb{N}$ l'ensemble des entiers naturels :

$\mathbb{N} = \{0, 1, 2, 3, \dots \}$

Remarque : Les $3$ points de suspension indiquent que l'ensemble contient une infinité de nombres qui continuent la même suite logique (dans la définition 1, pour passer d'un nombre au suivant, on ajoute $1$).

Définition 2 : On appelle $\mathbb{Z}$ l'ensemble des entiers relatifs :

$\mathbb{Z} = \{\dots, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, \dots \}$

Définition 3 : On appelle $\mathbb{D}$ l'ensemble des nombres décimaux :

$\mathbb{D} = \left\{\dfrac{n}{10^p}, n \in \mathbb{Z}, p \in \mathbb{N}\right\}$

Application : Écrire un nombre décimal sous forme de fraction décimale.

$1,732 = \dfrac{1,732}{1} = \dfrac{1732}{1000} = \dfrac{1732}{10^3}$

Remarque : La définition 3 précise qu'un nombre décimal a un nombre fini de décimales.

Définition 4 : On appelle $\mathbb{Q}$ l'ensemble des nombres rationnels :

$\mathbb{Q} = \left\{\dfrac{n}{d}, n \in \mathbb{Z}, d \in \mathbb{N}, d \neq 0\right\}$

Remarque : Les nombres rationnels qui ne sont pas des décimaux, écrits sous « forme décimale », ont un nombre infini de décimales. Ces décimales suivent cependant certaines règles c'est-à-dire que l'on retrouve périodiquement les mêmes chiffres.

$\dfrac{1}{3} = 0,33\dots$
$\dfrac{2}{11} = 0,1818\dots$
$\dfrac{3}{7} = 0,428571428571\dots$

Définition 5 : On appelle $\mathbb{R}$ l'ensemble des nombres réels.

$\mathbb{R} = \{x, x^2 \ge 0\}$
R Q D Z N

Remarque : Les nombres réels non rationnels sont appelés irrationnels ; $\sqrt{2}$ et $\pi$ sont irrationnels.

Notation : Si un ensemble $E$ est contenu dans un ensemble $F$, on dit que E est inclus dans F, et on note : $\color{#b91c1c}{E \subset F}$.

$\mathbb{N} \subset \mathbb{Z} \subset \mathbb{D} \subset \mathbb{Q} \subset \mathbb{R}$
  • Pour indiquer qu'un nombre appartient à un ensemble, on utilise $\color{#b91c1c}{\in}$ : $5 \in \mathbb{N}$, $-12 \in \mathbb{Z}$.
  • Pour indiquer qu'un nombre n'appartient pas à un ensemble, on utilise $\color{#b91c1c}{\notin}$ : $-6 \notin \mathbb{N}$, $\dfrac{3}{4} \notin \mathbb{Z}$.