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Existence de p-groupes

Posté par
fade2black
19-10-08 à 19:09

Bonjour,
j'aimerais avoir des pistes pour justifier le résultat suivant :
Soit G un groupe d'ordre d'ordre n, p premier et pr qui divise n.
Alors pour tout s r, il existe un sous groupe de G d'ordre ps.
Merci de votre aide !

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:12

Bonjour,
alors ca dépend ce que tu connais...
Tu pars du tout début? (sans resultat a la sylow?)

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:21

Si je connais le (les ?) théorèmes de Sylow ! (enfin je viens de les voir, donc c'est pas du solide)

Posté par
robby3
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:30

Salut tout le monde,
ça cache le premier théoreme de Sylow et le théoreme de Cauchy tout ça!

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:33

Et oui, ça y ressemble, et je me doute qu'il faudra utiliser le 1er théorème de Sylow, mais je ne vois pas comment...

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:38

Ben alors le (premier?) theo de sylow t'assure l'existence d'un p groupe d'ordre maximal...disons H.
Alors si ordre de H=p c'est fini...Supposons avoir prouvé le resultat pour tos les groupes d'ordre p^i avec i<s. Si ordre de H=p^s...Considère x un element d'ordre p du centre (qui existe toujours, pourquoi?) puis regarde H/<x>, il est d'ordre p^{s-1} et donc continent L un sous groupe d'ordre p^k pour tout k de 0 à s-1.
Tu conclut facilement....

Posté par
robby3
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:38

pour moi, c'est l'énoncé meme du premier théoreme de Sylow,la démo est longue!

Posté par
robby3
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:39

Rodrigo: en tout cas,il est énoncé tel quel dans mon cours!

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:51

Salut robby
Pour moi le théo de Sylow dit uniquement qu'il en existe d'ordre le plus grand possible...
Cela dit on peut redemontrer le theo de Sylow...C'est pas tres dur...et on plein de demo a disposition!!

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:52

Hum, je précise que j'ai énormément de mal en algèbre.
J'ai déjà du mal à voir sur quoi on fait la récurrence. Sur la valuation de p dans n ?
Ce que je comprends, c'est qu'on dit : soit G un groupe d'ordre n, avec p qui divise n, et p premier.
Si la valuation de p vaut 1 : alors par le premier théorème de Sylow, il existe un sous groupe de G d'ordre p.
Reste à prouver l'hérédité.

C'est ça, pour le raisonnement ?

Je suis en trai nd'essayer de voir pourquoi le centre contient un élément d'ordre p. La formule des classes joue t-elle un rôle ?

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 19:58

Oui c'est essentiellement la formule des classes...

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 20:10

Je galère !
Au milieu d'une démo du cours, on prend un p-Sylow P, et on le fait agir par conjugaison sur l'ensemble des p-Sylow. Il y a une orbite (celle de P) réduite à un élément, et j'ai compris pourquoi les autres avaient un cardinal supérieur à 2. Mais pourquoi leur cardinal est-il une puissance de p ??

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 20:22

OK, c'est parce que si je prend un p Sylow Pi et son orbite O(Pi), alors son cardinal est égal au cardinal du quotient G/Stab(Pi), qui est une puissance de p. Ca doit être ça.

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 20:31

Revenons à la récurrence.
Je suppose que si la valuation de p dans n est comprise entre 1 et s-1, alors c'est bon, on peut trouver ses sous groupes de G d'ordre pi, pour i=1..s-1.
Supposons que la valuation de p dans n est s. D'après le théorème de Sylow, il existe un sous groupe de G de cardinal ps. J'appelle H ce groupe.
je fais agir H sur l'ensemble des p-Sylow de G. La formule des classes donne :
Card(H) = Z(H) + [somme des cardinaux des autres orbites, qui sont des puissances de p]
Donc Car(H) = Z(H) + multiple de p
Si Z(H) = 1, contradiction (multiple de p = 1 + multiple de p).
Donc le centre de H est non trivial. C'est bon jusque là ?

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 20:54

Oui c'est ça!
Le centre d'un p-groupe n'est jamais trivil par la forume des classe, puisque le cardinal du centre est divisble par p et superieur ou égal a 1...

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 21:05

Ok, je continue en disant qu'il existe un élément x d'ordre p dans le centre (théorème de Cauchy ; pas moyen de faire sans ce théorème ?). H/<x> est alors d'ordre ps-1. Hum je vais chercher comment conclure...

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 21:08

Je suis en train de chercher un morphisme de H dans G et de noyau <x>, je pourrais conclure par 1er théorème d'homomorphisme...

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 21:13

La theorème de sylow est bien plus fort quele theorème de cauchy, on utilise sylow ici...

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 21:18

Oui mais là j'ai juste montré que le centre de H est non trivial. Comment montrer sans Cauchy qu'il existe un élément d'ordre p ?

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 22:20

Ben par sylow il existe un p groupe d'ordre max dans G...que l'on note H...
maintenant on se restreint au groupe H, on oublie le groupe G...
H est un p-groupe, c'est pas très dur de montrer que dans un p-groupe il y a un element d'ordre p

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 19-10-08 à 23:40

Ben je vois pas, sans utiliser Cauchy. Tous les éléments ont pour ordre une puissance de p, d'accord, mais pourquoi y aurait-il un élément d'ordre p ? Je vais me coucher, j'y réfléchirai demain.
Merci beaucou en tout cas rodrigo pour ton aide !

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 20-10-08 à 21:43

Hum je vois toujours pas pourquoi il y a un élément d'ordre p dans un p-groupe...

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 21-10-08 à 00:19

Ben prends x dans G, lors x^p^r=1, et donc x^r est d'ordre p...

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 22-10-08 à 00:20

Ok, je viens de reprendre l'exo parce qu'il y avait beaucoup de trucs faux (dans mon post du 19-10 a 20h31, j'ai pas du tout pris la bonne action, et donc pas montré la non trivialité du centre du bon ensemble...).
Je suis donc arrivé au point où je trouve que l'ensemble H/<x> est de cardinal p^(s-1), donc par hypothèse de récurrence contient des sous groupe de toutes les puissances de p qu'on veut jusqu'à s-1. mais comment conclure en disant que H contient des sous groupes d'ordre une puissance de p, pour p de 1 à s ?

Posté par
Rodrigo
re : Existence de p-groupes 22-10-08 à 13:09

Ben regarde l'image inverse (par la projection canonique) de ces sous groupe dans H...

Posté par
fade2black
re : Existence de p-groupes 22-10-08 à 21:56

Je vais encore t'embêter Rodrigo (je fais pas exprès, promis), une dernière fois sans doute !

J'avais pensé à faire intervenir la projection canonique, : G G/H

Mais si on a un sous groupe A de G/H, pourquoi -1(A) est du même ordre que A ?



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