Theoreme de Knaster-Tarski

Theoreme de Knaster-Tarski

Théorème de Knaster-Tarski

Le théorème de Knaster-Tarski est un théorème de point fixe pour une application monotone d'un treillis complet dans lui-même ; aussi est-il encore appelé théorème de point fixe de Knaster-Tarski ou tout simplement de Tarski, le théorème ayant été publié par Tarski bien après, semble-t-il, sa conception par ces deux mathématiciens amis en Pologne. En fait Moschovakis, dans son livre de théorie des ensembles cité dans la bibliographie, fait remonter ce type de théorème de point fixe à la démonstration par Zermelo de son théorème éponyme, et ne nomme à ce sujet aucun autre mathématicien, sans doute pour éviter la loi de Stigler. L'énoncé de Knaster-Tarski n'est sans doute pas le plus puissant du genre (on verra d'ailleurs des affaiblissements des hypothèses en cours de route) mais a le mérite d'être immédiatement attrayant pour toute personne utilisant des structures d'ordre. Le voici :

Si T est un treillis complet et N une application croissante, ou décroissante, de T dans lui-même, alors l'ensemble des points fixes de N dans T est lui-même un treillis complet. En particulier, N a un plus petit et un plus grand point fixe dans T.

L'énoncé est simple, la démonstration usuelle, donnée ci-dessous, aussi mais non constructive ; nous allons aussi esquisser une démonstration par récurrence transfinie, nettement plus informative. Ces démonstrations sont présentées surtout parce qu'elles se prêtent à des commentaires intéressants dans une encyclopédie.

Sommaire

Démonstration par l'extérieur

Démonstration par l'intérieur

Fausses ou vraies applications

En mathématiques

On peut démontrer le théorème de Cantor-Bernstein (ou Schröder-Bernstein) en appliquant ce théorème:

Article détaillé : Théorème de Cantor-Bernstein#Démonstration n°2.

En théorie du potentiel

En économie mathématique

En informatique

Les principaux domaines d'applications sont la sémantique des langages de programmation et l'analyse de programme par Interprétation abstraite ou Model checking, domaines qui se recouvrent fortement.

Le théorème de Moschovakis

Bibliographie

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