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ENSEMBLES THÉORIE DES

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L'algèbre des ensembles et l'étude abstraite des relations sont d'une importance croissante dans toutes les disciplines qui cherchent à s'exprimer dans un cadre rigoureux. En mathématiques, c'est l'interrogation sur les fondements de cette science, ainsi que les tentatives de formalisation des opérations logiques de la pensée qui ont conduit à l'élaboration de la théorie des ensembles ; aussi cette théorie apparaît-elle comme la base de l'édifice mathématique, dont elle constitue le langage. Dans les autres sciences, et les autres domaines du savoir, les applications de l'algèbre des ensembles et de l'algèbre des propositions sont nombreuses et ne cessent d'augmenter : en physique (étude des circuits électriques, par exemple), en sciences politiques (étude des votes en vue de prendre des décisions), en sciences sociales (par exemple, problèmes d'analyse hiérarchique), etc.

L'algèbre des ensembles n'est pas non plus étrangère aux progrès de la technique, ne serait-ce que parce qu'elle joue un grand rôle dans la conception et la construction des calculateurs électroniques ; elle intervient aussi pour une large part dans l'organisation de l'information, les techniques de gestion, les études de marché.

Parce qu'elle a une importance considérable, et aussi parce qu'elle met en évidence les opérations logiques élémentaires, la théorie des ensembles a un rôle essentiel à jouer dans la formation des esprits et intervient de plus en plus à tous les niveaux de l'enseignement. Dans l'enseignement primaire, elle est introduite à partir de manipulations de différents types de matériel conçus pour mettre en évidence les opérations qui correspondent aux mots « et » et « ou » (blocs logiques, cartes perforées. Dans le secondaire, son enseignement est devenu obligatoire, depuis 1969, à partir de la sixième. L'introduction de l'algèbre des ensembles dans l'enseignement s'accompagne généralement d'une mise à jour de la conception globale des mathématiques, ainsi que d'une évolution importante de la pédagogie, qu'on peut caractériser en deux mots, en disant qu'il ne s'agit pas d'enseigner à l'élève une science toute faite, mais de l'aider à élaborer lui-même les connaissances qu'il doit acquérir.

On ne donnera pas dans cet article une construction formelle et rigoureuse de la théorie des ensembles (cf. théorie axiomatique des ensembles), mais on essayera, à partir de quelques notions premières considérées comme intuitives, d'indiquer les résultats les plus élémentaires.

Calcul booléen

Les ensembles

Leibniz, philosophe et mathématicien (1646-1716), recherche un système qui lui permette de formaliser le langage et la pensée. Pour lui, un langage formalisé doit être une pure combinaison de signes, dont seul importe l'enchaînement, de sorte qu'une machine serait capable de fournir tous les théorèmes et que toutes les controverses se résoudraient par un simple calcul.

Leibniz, n'arrivant pas à exploiter toutes ses idées, dont certaines auraient pu le conduire à de meilleures conclusions, échoue dans sa tentative. Après lui, pendant tout le xviii e siècle et au début du xix e, d'autres auteurs ébauchent des tentatives semblables sans arriver à avancer plus que Leibniz. À cette époque, leurs travaux, de même que ceux de Leibniz, ne sont pas connus et n'ont qu'un très faible retentissement ; chacun ignore les travaux de ses prédécesseurs.

C'est dans les mêmes conditions que le mathématicien anglais George Boole (1815-1864) va travailler. Boole peut être considéré comme le véritable créateur de la logique contemporaine. Son ambition est de formaliser la logique en s'inspirant des méthodes de l'analyse et de l'algèbre[...]

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Pour citer cet article

André ROUMANET, Jean-Luc VERLEY, « ENSEMBLES THÉORIE DES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL :

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Diagrammes de Venn et de Carroll

Diagrammes de Venn et de Carroll

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Arbre de choix d'un ensemble à trois éléments

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Adjonction d'un élément à une partie d'un ensemble

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Autres références

  • CANTOR : THÉORIE DES ENSEMBLES

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 1 014 mots

    Georg Cantor (1845-1918), professeur de mathématiques à l'université de Halle (Allemagne), publie en 1874 dans le Journal de Crelle l'article fondateur de la théorie des ensembles. Après quelques travaux en théorie des nombres et une rencontre décisive avec le mathématicien [...]

  • BADIOU ALAIN (1937- )

    • Écrit par Elie DURING
    • 14 367 mots
    [...]». Ce caractère non totalisable, littéralement « inconsistant » du multiple pur, est le motif initial déployé par L'Être et l'événement. En témoignent à leur manière les apories suscitées par l'idée d'un ensemble de tous les ensembles (paradoxe de Russell), ou encore le fait que l'ensemble[...]

  • BERNSTEIN FELIX (1878-1956)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 1 848 mots

    Mathématicien allemand naturalisé américain, spécialiste de la théorie des ensembles puis des statistiques appliquées. Né le 24 février 1878 à Halle (Allemagne), Felix Bernstein est le fils d'un spécialiste de l'électrobiologie. Élève de Georg Cantor (1845-1918) à Halle,[...]

  • BOREL ÉMILE (1871-1956)

    • Écrit par Maurice FRÉCHET
    • 12 592 mots
    Théorie des ensembles et mesure des ensembles. Le premier, Borel définit les ensembles de nombres réels « de mesure nulle », comme pouvant être, quel que soit ε> 0, recouvert par une famille dénombrable de segments dont la somme des longueurs est inférieure à ε. Il construisit la classe d'ensembles,[...]

  • BOURBAKI NICOLAS (XXe s.)

    • Écrit par André MARTINEAU
    • 9 565 mots
    • 1 média
    Dansl'esprit d'un large public s'est donc développée cette idée que la théorie des ensembles est synonyme de la mathématique contemporaine. Bourbaki, désigné par la renommée publique comme porte-drapeau de cette mathématique, a été tenu pour responsable des diverses expériences pédagogiques qui s'efforcent[...]

  • CANTOR GEORG (1845-1918)

    • Écrit par Hourya BENIS-SINACEUR
    • 15 869 mots
    • 1 média

    Georg Cantor est le mathématicien de génie qui a ouvert pour les mathématiques le paradis de l’infini. Il a développé la théorie des ensembles qui permet de traiter tout objet mathématique comme un ensemble d’éléments déterminé, fini ou infini, et a introduit le concept de transfini, qui[...]

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