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Niveau Licence Maths 1e ann
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Groupe abélien fini

Posté par
Narhm
28-04-09 à 16:31

Bonjour à tous,

Me voici avec un probleme d'algèbre portant sur les groupes abéliens de type fini, facteurs invariants.

Soient G un groupe abélien fini d'ordre pn avec p premier.
On note 3$ G[p^i] le sous groupe de G  défini par 3$ G[p^i]=\{x\in G, p^ix=0\}.
Soit H un sous groupe de G.
On notera 3$ p^{\alpha_1},p^{\alpha_2},... , respectivement  3$ p^{\beta_1},p^{\beta_2},... les facteurs invariants de G, respectivement de H.

1) Montrer que 3$ |G[p^i]/G[p^{i-1}]|=p^{h_i} avec hi le nombre de j tels que 3$ \alpha_j\geq i.
2) Montrer que 3$ H[p^{i-1}]=H[p^i]\cap G[p^{i-1}].
3) Montrer que 3$ H[p^{i}]/H[p^{i-1}] est isomorphe à un sous groupe de 3$ G[p^{i}]/G[p^{i-1}].

Mes propositions:
1) G est d'ordre pn donc tout sous groupe de G est d'ordre fini aussi d'apres le théoreme de Lagrange.
Or 3$ G[p^{i-1}] \text{ et } G[p^{i}] sont des sous groupes de G, donc ils sont finis.
On a 3$ G[p^{i-1}]\subset G[p^{i}].
Les groupes 3$ G[p^{i}] \text{ et } G[p^{i-1}] sont finis donc leur quotient aussi, ceci implique que l'ordre de G[p^i]/G[p^{i-1}] est égale au produit des facteurs invariants de G[p^{i-1}] dans G[p^i] ?
Apres, je ne vois pas comment montrer que le produit des facteurs invariants est bien hi...

2) Ok

3) Je ne vois pas comment partir ici.

Je vous remercie pour l'aide que vous pourrez m'apporter

Posté par
Rodrigo
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 16:37

Bonjour pour le 1, ben tu peux écrire explicitement ton sous groupe, sous la forme d'un produit de groupe cycliques....trouver la p^k-torsion devient alors tres simple.

Pour la 3) il est clair que H[p^k] s'envoit de manière naturelle dans G[p^k]...

Posté par
Narhm
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 16:58

Bonjour Rodrigo,

En fait mon cours n'est pas beaucoup avancé, on s'est arreté à la définition du groupe de torsion. Au mieux je sais qu'un groupe G abélien est fini ssi G est de torsion.

1)Je ne suis pas sur de savoir comment décomposer mon sous groupe, je ne sais pas quoi prendre pour mes facteurs invariants.
Par contre on peut dire que 3$ G=(\mathbb{Z}/p^{\alpha_1}\mathbb{Z})\times (\mathbb{Z}/p^{\alpha_2}\mathbb{Z})\times ...\times

2) J'avais aussi pensé à faire un graph du type : 3$ H[p^i]\longright_{i} G[p^i] \longright_{\pi_1} G[p^i]/G[p^{i-1}]\\ \ \ \downarrow_{\pi_2} \\ H[p^{i-1}]

Ou 1 et 2 sont les surjections canoniques et i l'injection.
La encore, je dois louper quelques choses parce que je ne vois pas l'isomorphisme caché ^^

Posté par
Rodrigo
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 17:03

Oui décompose  de la sorte....maintenant cherche la p^k torsion dans ton produit de groupe cyclique si p^k(a_1,...,a_n)=0, c'est que...

Pour la suite ben oui H[p^i] s'envoit dans le quotient...le morphisme se factorise par la flèche du noyau.

Posté par
Narhm
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 17:56

Désolé, je voulais écrire que 2 : 3$ H[p^i]\longright H[p^i]/H[p^{i-1}].

Je ne sais pas si c'est ce que tu voulais dire mais si on nomme 3$ f=\pi_1\circ i, on a 3$ H[p^i]/\text{ker(f)} isomorphe à 3$ G[p^i]/G[p^{i-1}]. Cela ne nous apporte rien non ?

Qu'appelles tu la p^k torsion ?
Je suis désolé mais je ne vois pas non plus ce que tu attends avec p^k(a_1,...,a_n)=0...

Posté par
Rodrigo
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 18:07

Ben la p^k torsion c'est les elements qui verifient p^k.x=0

Pour les elements qui verifient p^k(a_1,...,a_n)=0 ca te fait des equation (relativement simples!) a resoudre dans un Z/p^jZ.

Ensuite tu as une fleche naturelle de H[p^i] dans G[p^i]/G[p^{i+1}], cherche le noyau.

Posté par
Narhm
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 18:33

Le noyau c'est 3$ H[p^{i-1}] si je ne me trompe pas.
Ce qui veut dire qu'on a simplement un homomorphisme de groupe de 3$  H[p^i]/H[p^{i-1}] dans 3$ G[p^i]/G[p^{i-1}].

Pour l'autre, ca va dépendre de k et de j. Si kj, les éléments qui vérifient ca sont ceux du groupe Z/p^jZ non ? Et si kj, ceux de Z/p^{j-k}Z ?

Posté par
Narhm
re : Groupe abélien fini 28-04-09 à 19:46

Enfin, dans 3$ \mathbb{Z}/p^k\mathbb{Z} :
¤ si ik alors 3$ G[p^i]=p^{k-i}G.
¤ si ik alors 3$ G[p^i]=G.             
non ?



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