Exercice n°4

Rappel de cours :

L'arithmétique étudie les propriétés des entiers.

Pour les démonstrations, nous utilisons le principe de bon ordre que nous admettons :

Tout sous-ensemble non vide de \(\mathbb N\) possède un plus petit élément.

Nous démontrons à l'aide de ce principe du bon ordre le principe du raisonnement par récurrence que vous connaissez depuis le lycée.

Voici une démonstration :

Pour tout \(n \geq 2\) on considère la propriété :

\(P (n) : n\) points distincts du plan sont alignés

  1. Initialisation

    \(P (2)\) est vraie car deux points distincts sont toujours alignés.

  2. Hérédité :

    On suppose que \(P (n)\) est vraie et on va démontrer \(P (n + 1)\)

  3. Soit donc \(A1 , ..., An+1\) des points distincts.

    Les points \(A1 , ..., An\) sont alignés sur une droite \(d\) d'après l'hypothèse \(P (n)\). Les points \(A2 , ..., An + 1\) sont aussi alignés sur une droite \(d'\) .

  4. Les deux droites \(d \textrm \quad{et}  d' \textrm \quad {ont} \quad n - 1\) points en communs \(A2 , ..., An\) .

  5. Donc \(A1, A2, ..., An + 1\) sont alignés, ce qui montre l'hérédité de la propriété.

  6. Conclusion : \(P (n)\) est vraie pour tout \(n \geq 2.\)