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Niveau Maths sup
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Lemme de Burnside

Posté par
1 Schumi 1
09-03-08 à 07:32

Bonjour à tous,

Est-ce-que vous pourriez m'aider à faire c'te exo? Le mec s'est pas trop foulé au niveau de l'énoncé...


Citation :
On considère un groupe \rm(G,\bullet) agissant sur un ensemble \rm X. En considérant le cardinal de l'ensemble \rm F=\{(g,x)\in G\times X, g\bullet x=x\}, montrer la formule de Burnside:

\rm\large |G||\Omega|=\Bigsum_{g\in G}|Fix(g)|.


\rm\Omega c'est l'ensemble des orbites et \rm Fix(g) c'est l'ensemble des points fixes de g.

Vous pourriez m'aider? Pas la soluce hein (surtout pas la soluce) mais quelque chose pour m'aider à avancer un peu.

5 you.

Ayoub.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 11:25

Salut Schumi

Ecris |Fix(g)| comme une somme.

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 16:43

Salut Kaiser,

|Fix(g)| comme une somme?!
Ok, je vais essayer de voir ça.


Ayoub.

P.S: Je l'ai peut être pas précisé, mais au cas où ça pourrait servir j'ai le droit aux équations aux classes.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 16:46

Citation :
|Fix(g)| comme une somme?!


Surtout, ne cherche pas compliqué !

Citation :
P.S: Je l'ai peut être pas précisé, mais au cas où ça pourrait servir j'ai le droit aux équations aux classes.


Encore heureux parce que sinon, tu peux toujours chercher (ou alors tu la redémontres ).

(Ne t'inquiète pas : on s'en servira plus tard )

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 18:01

T'tite question bête (et impertinente!): t'es sûr que ce n'est pas plutôt |F| qu'il faut écrire comme une somme? (et dans un tel cas c'est plutôt évident). Parce que là, |Fix(g)| je vois pas trop comment m'y prendre, d'autant plus qu'on va se retrouver comme une somme... de somme

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 18:12

En fait, pour tout te dire, je n'avais pas lu l'indication, donc fais plutôt ça : exprime |F| de deux manières différentes.

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 18:14

Ah, donc on a déjà clairement \rm|F|=\Bigsum_{g\in G}Fix(g).
Je cherche l'autre.

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 19:28

Ah et puis d'une manière analogue: \rm |F|=\Bigsum_{x\in X}Stab(x).
Mais bon...

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 19:31

Je suppose qu'après on écrit \rm X comme réunion de ses orbites et on se débrouille pour prouver que \rm|F|=|G||\Omega|?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 09-03-08 à 19:37

oui

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 09:40

Ca y est, je crois avoir trouvé!

On vient de prouver que \rm|F|=\Bigsum_{g\in G}|Fix(g)|=\Bigsum_{x\in X}|Stab(x)|.
D'après l'équation aux classes on a: \rm\Bigsum_{x\in X}|Stab(x)|=|G|\(\Bigsum_{x\in X}\frac{1}{\omega(x)}\).

Reste plus qu'à se convaincre que \rm\(\Bigsum_{x\in X}\frac{1}{\omega(x)}\)=|\Omega|.

Pour cela, on prend un répresentant pour chaque classe d'équivalence (pour l'action de G). On les note \rm x_1,...,\rm x_m (on a donc \rm m=|\Omega| ). D'où:

\rm\Bigsum_{x\in X}\frac{1}{\omega(x)}=\underb{\Bigsum_{x\in\bar{x_1}}\frac{1}{\omega(x)}}_{=1}+...+\underb{\Bigsum_{x\in\bar{x_m}}\frac{1}{\omega(x)}}_{=1}= m = |\Omega|

Juste?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:19

Si, c'est bon.

Autre chose : quand je te disais d'écrire |Fix(g)| comme une somme, il fallait "bêtement" écrire

\Large{|Fix(g)|=\Bigsum_{x\in X  /  g.x=x  }1}

et c'est tout (ensuite intervertir les sommes).

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:21

Ah oui effectivement, j'étais loin de me douter que tu me demandais d'écrire un truc pareil.

5 you Kaiser!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:22

Mais je t'en prie !

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:23

Te réjouis pas trop vite, il y a la suite qui va bientôt arriver.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:25

Ah ? Je croyais que c'était tout l'exo ! (s'il te plait, ne me dis pas que l'on te demande le nombre de colorations d'un collier à p perles avec c couleurs ! :D)

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:25

Comment t'as deviné?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:31

eh zut !
En général, l'application "directe" de la formule de Burnside est justement de compter le nombre de colorations de ce type (il y a également le nombre de colorations du cube avec c couleurs).

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:33

une petite précision : la question est donnée tel quel ou bien ?

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:45

Non, en fait, dans l'exo qui suit on demande de démontrer le théorème de Polya qui permet de calculer le nombre de schéma de coloriage d'un ensemble X par un ensemble de couleur A. Et on demande d'en déduire "le nombre de colliers diff´erents `a 6 perles que l'on peut faire avec 3 couleurs".

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:50

Je ne connaissais pas ce théorème de Polya : que dit-il exactement ? (quel est l'énoncé exact de l'exo).

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 11:52

Admire moi ces beaux exos: .
Niam niam.
Le théorème de Polya est énoncé page 2.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 12:01

OK, je pensais à une formule plus compliquée : en fait, c'est exactement la formule de Burnside, ce théorème.
Le plus compliqué, maintenant, est de savoir compter le nombre de points fixes.

Par contre, là, je vais déjeuner, mais je reviens tout à l'heure pour la suite de l'exo.

Kaiser

Posté par
1 Schumi 1
re : Lemme de Burnside 10-03-08 à 12:03

Ok je vais commencer d'ores et déjà à y réfléchir. Je te demande un nain dix si je bloque.



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