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Niveau Maths sup
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Groupe morphisme et tout le tralala ^^

Posté par
olive_68
20-11-09 à 21:24

Bonsoir

Citation :
Soient G un groupe dont la loi est notée multiplicativement et a,c des éléments de D distincts.

On suppose que 3$a^2=e et 3$ab^2a=b^3.

On pose A l'ensemble des puissances de a et de même avec B pour b.

1. Que dire de b si ab=ba ?

Je dirais que b est le neutre ou qu'il vaut zéro.

Maintenant on suppose que ab est différent de ba, que G est un groupe non commutatif.

2. Vérifier que pour tout élément g de G, l'application  3$x ---> gxg^{-1} de G dans G est un automorphisme du groupe G.

La j'aurais dis qu'on a un endomorphisme ( 3$g(x+x')g^{-1}=gxg^{-1}+gx'g^{-1} mais j'en suis pas sur du tout puisqu'on dit au début que la loi de G est notée multiplicativement ..)
Parcontre pour montrer que c'est bijectif ..

3.a) Etablir les relations 3$b^5=e et 3$aba=b^{-1}

La j'ai pas vraiment d'idée

  b) En déduire que A est l'ensemble de deux élément de G, e et a. Et de même que, B est formée de e,b,b²,b^3,b^4

Je suis sur qu'en faisant le a) c'est faisable mais la je vois pas la logique à adopter pour le montrer.

  c) Vérifier que A et B sont des sous groupes commutatifs de G.

Pas de problême je pense pour l'associativités, l'élément neutre c'est réglé par contre la commutativité je vois pas trop ..


Je fais déjà m'arréter là avec le sujet ..

Si vous pouviez m'aider Merci d'avance

Posté par
robby3
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 21:42

Salut,
j'ai pas trop réfléchi mais déjà pour la 3.a) "multiplie à droite et à gauche par b (à gauche de ton égalité ab²a=b^3) puis voit bab.bab en utilisant l'automorphisme...ça doit le faire.

Si G est fini(ce qui me semble être le cas, le fait que ce soit bijectif,vient du fait que c'est injectif.

Bonne soirée!

Posté par
robby3
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 21:46

en fait mieux,pour la bijection explicite directement l'application réciproque...

Posté par
robby3
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 21:49

il faut aussi montrer f_g(x)=gxg^{-1} morphisme de groupe:

 \\ f(Id_G)=Id_G trivial.

f_g(xy)=f_g(x)f_g(y) trivial
f_{gh}=f_g o f_h...c'est du calcul
sauf erreur.

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 21:51

Salut robby

Ah oui je vois pour montrer la bijectivité l'appli réciproque est g^{-1}xg non ?

Sinon pour la 3.a) j'avais aussi le sentiment qu'il faille utiliser l'automorphisme mais je vois toujours pas vraiment, enfin je vois pas comment l'utiliser, l'exposant -1 et le fait que ce ne soit pas commutatif me dérange ..

Je vais continuer de chercher ^^ Sinon pour la 1 c'est juste ?

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 21:53

Euh désolé de t'embêter mais pourquoi on doit montrer 3$f_{gh}=f_g\circ f_h ? Ca ne me serait jamais venu à l'idée de faire ça enfait ..

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 21:56

J'ai réussi à montrer la relation b^5=e à l'aide de l'auto ^^ C'était la bonne intuition merci

Je vais voir avec 3$\rm aba=b^{-1}

Posté par
robby3
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 22:31

pour 21:53...
>je me suis emballé,je croyais qu'il fallait montrer que (G,o) était un groupe...
ça te sert à rien pour montrer que "f" est un automorphisme.

Posté par
robby3
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 22:33

Citation :
Sinon pour la 1 c'est juste ?

>j'aurais dis la même chose,ça ne veut pas dire que c'est juste pour autant, j'émets un doute sur la notion du "0" dans G...
habituellement 0 est le neutre pour une loi additive,ici, j'aurais certainement dit que b=e seulement.

si quelqu'un passe,une confirmation serait la bienvenue.

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 22:38

J'ai fais le début là ^^

Je met la suite et fin

Citation :
4.Démontrer que l'application phi: (x,y) ---> xy de AXB (A croix B) dans G est injective et que son image est un sous-groupasse de G.

Je pense que c'est faisable ^^ Je verrais bien cette nuit si j'y arrive

Maintenant on suppose que cette appli est surjective donc G possède exactement les dix éléments e,b,b^2,b^3,b^4 et a,ab,ab^2,ab^3,ab^4.

5.a) Démontrer qu'il existe un homomorphisme surjectif de groupe f de G dans A et que B est nécessairement son noyau.

  b) Existe-t-il un homomorphisme de groupe s de A dans G tel que fos soit l'application identique de A?

  c) Existe-t-il une homomorphisme surjectif de groupe de G dans B dont le noyau est A ?

6. Décrire l'unique structure de groupe sur AXB (A croix B) pour laquelle l'application phi est un isomorphisme de groupe




Je m'étais plutôt penché sur ces questions là mais .. toutes ces notions m'échappent, j'arrive pas à suivre le cours ..

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 22:41

Re

Ben écoute j'ai fais tout le début la maintenant grace à ton aide

Maintenant, si tu penses que c'est e alors je suis ok avec toi ^^

J'ai dis zéro parce que j'ai l'habitude de travailler dans (IR,+,.) et donc que la solution zéro aurait été dans la place mais avec la suite de l'énoncé on voit que 0 n'est pas élément de G donc apparement c'est bien b=e si ab=ba

Posté par
robby3
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:01

bah y'a pas de quoi.
Si t'arrives à faire la suite,ça m'intéresse aussi

(j'y réfléchirais,si j'ai le temps...et c'est pas gagné! )
Bon courage.
A+

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:05



lol Ok ca marche ^^ Bon je ne pense pas mais j'ai encore jusqu'à 7h30 demain pour me pencher sur le problème

Tu m'étonnes ! désolé de t'avoir dérangé avec ça mais ça me rend bien service toutes tes réponses

Bonne nuit, et à bientôt

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:13

Un petit pour les autres ( Juste pour signaler que j'ai pas toutes les " réponses " )

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:15

Hello Olive !

Alors t'en es ou dans toute cette histoire ? T'as besoin d'aide pour quelles questions ?

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:19

Salut Narhm (Au fait c'est quoi ton prénom si ça te déranges pas ? )

Héhé toujours la pour me sauver on dirait

Ben c'est plutôt la série de questions 5.a)b)c) et 6. qui me pose problème ..

(J'ai pas oublié l'autre topic hein ^^ Mais cette semaine je suis vraiment super débordé ..)

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:39

Te sauver, c'est peut-etre un peu beaucoup !
Je vais regarder un peu ton exo. Tu peux juste rappeler tout ce qu'on sait sur a et b et les relations qu'on a entre eux ?

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:48

^^

Alors pour le moment on sais que a,b sont des éléménts de G. (Groupe non commutatif dont la loi est notée multiplicativement)
3$a^2=e et 3$ab^2a=b^{-1}.
3$ab\neq ba.
3$b^5=e \ \ \ \ aba=b^{-1}
A est l'ensemble des puissances de a ={e,a}
B est l'ensemble des puissances de b ={e,b,b^2,b^3,b^4}
A et B sont des sous groupes commutatifs

On a un automorphisme de G dans G donnée par 3$x ---> gxg^{-1} \ \ \ g\in G.
Et on a l'appli Phi: (x,y) ---> xy de A croix B dans G qui est injective et son image est un sous-groupe de G

Voilà je crois avoir tout relevé

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:50

Euh j'ai oublié, on apprends avant la question 5 que G est formée de e,b,b^2,b^3,b^4,a,ab,ab^2,ab^3,ab^4

(Autant dire qu'on en sait pas beaucoup du tout sur les éléments qui compose G avant la question 5)

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:51

Ok !

Alors pour montrer l'existence, je pense que tu peux déjà considérer l'application de G dans A qui a g associe g5. Montre que c'est un homomorphisme de groupe et qu'elle est bien surjective.

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 20-11-09 à 23:58

Par contre ca me semble bien bizarre que tu aies 3$ aba=b^{-1} et 3$ab^2a=b^{-1}

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:00

Ah oui pas bête !!

Ben si on l'appelle C cette appli alors 4$C(gg')=(gg')^5=gg'gg'gg'gg'gg'=(ggggg)(g'g'g'g'g')=g^5g'^5=C(g)C(g')

Je pense pouvoir utiliser la commutativité puisque C(...) est un élément de A non ? Et A est commutatif.

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:01

Oui me suis mélangé les pinceaux désolée  c'est 3$aba=b^{-1} et 3$ab^2a=b^3

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:08

Euh non attends, je suis allé un peu vite pour le coup. Mon application n'est pas un morphisme, elle ne respecte pas forcement la structure de groupe.

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:16

Ah ok j'arrête d'essayer de prouver que c'est une morphisme alors ^^

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:41

Tu es encore là ?

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:41

Oui oui !
Rien de neuf ton coté ?

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:53

Je ne sais pas si tu as vu mais 3$ G=B\cup aB, tu peux regarder le morphisme 3$ \rm f: G \longrightarrow A \\ \ \ g\longrightarrow \{{ e \text{ si } g\in B \\ a \text{ sinon }

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:55

Non rien de neuf, si tu n'as rien toi non plus c'est pas grave je ferais pas la fin du DM.

D'autant plus que j'ai un autre exo à faire cette nuit encore.

Je demandrais à un mec (Qui la fait tout seul .. ) de ma classe de me dire comment il a fait et je vous posterai les pistes demain en rentrant si ça vous interresse ( en tout cas robby avait l'air intérressé ).

C'est vraiment sympa de t'être penché sur la question et je remercie encore robby

Je suis désolé de te lacher alors que tu essayes de m'aider mais la je baisse les bras une fois de plus..

Merci pour tout !!

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:59

Je précise mes notations peut être pas très claire :
3$ aB=\{ab, \ b\in B\}. G est bien la réunion disjointe de B et aB.
3$ \rm f: G \longrightarrow A \\ \ \ g\longrightarrow \{{ e \text{ si } g\in B \\ a \text{ si } g\in aB

définie alors bien un morphisme de groupe surjectif et d'ailleurs on remarque aussi que ker(f)=B.

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 00:59

Ah p***n mais pourquoi j'y pense pas à ce genre de chose .. C'est vraiment tout simple comme application et c'est claire qu'elle est surjective.
Y a moyen de trouver que c'est un morphisme aussi.

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:00

Le fait que ce soit un morphisme découle tout simplement du fait que si x est un élément de aB, alors bx est un élément de aB aussi !

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:09

Oui ca je comprends mais parcontre je vois pas en quoi ca nous aide à montrer que c'est un morphisme

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:18

Montrons que c'est un morphisme.
Soit g et g' deux éléments de G.
Si g appartient à B et g' appartient à B, alors gg' appartient à B.
Si g appartient à B et g' appartient à aB, alors gg' appartient à aB. (*)
Si g appartient à aB et g' appartient à B, alors gg' appartient à aB.
Si g appartient à aB et g' appartient à aB, alors gg' appartient à B. (**)

(*) et (**) découle de ce que je disais : si b appartient à B, et x à aB, alors bx appartient à aB.

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:27

Tu vois ou pas vraiment ?

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:30

Ah oui merci

Ils me sortent par les narines ces trucs

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:32

^^
Oh non, faut pas dire ca.
Maintenant qu'on sait qu'il en existe au moins un, il reste à montrer que son noyau est necessairement B.

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:32

Oui oui je vois mais le problème c'est que je vois seulement après que tu m'aies tout détaillé

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:36

Ah euh la partie que j'ai oublié de la question c'est "Est-il unique?"

Je m'arretterais la dans le DM, je suis plus stérile que Vincent Mc Doom là

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 01:48

Oui !

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 02:17

Tu peux le voir en répondant à la suite de la question : B=ker(f).

Soit f un morphisme de groupe de G dans A surjectif quelconque.
Première constatation, si f(b)=e alors B est inclu dans ker(f) puisque B est engendré par les puissances de b.

Montrons donc que f(b)=e: par l'absurde.
Supposons que f(b) ne soit pas égale à l'élément neutre e, alors f(b)=a ( on a pas le choix ).
Mais on sait que 3$ b^3=ab^2a, donc 3$ f(b^3)=f(b)^3=a^3=a \text{ et } f(b^3)=f(ab^2a)=f(a)f(b)^2f(a)=f(a)^2f(b)^2=e car A est commutatif et le carré d'un élément de A est toujours le neutre.
Ainsi on aurait a=e ! Absurde, et f(b)=e.

Bilan : B est inclu dans le noyau de f.

Montrons maintenant l'égalité : B=ker(f).
On sait que le noyau d'un morphisme est toujours un sous groupe du groupe de départ. Ici ker(f) est donc un sous groupe de G.

Par l'absurde :
Supposons que B soit strictement inclu dans ker(f), alors il existe un élément x de aB qui appartient à ker(f). Posons alors x=abk.
Malheureusement, comme ker(f) est un groupe et que b y appartient, on devrait avoir que 3$ xb^{-k} appartient aussi à ker(f).
Seulement  3$ xb^{-k}=ab^kb^{-k}=a  ! Donc a appartient aussi au noyau de f.
Finalement a et b appartiennent à ker(f), donc G est dans le noyau et ker(f)=G.
C'est absurde puisque f est surjective: i.e. il existe un élément x de G qui vérifie f(x)=a !

Donc B est égale à ker(f).

Il vient ainsi que f(g)=e si et seulement g appartient à B. f est donc entièrement déterminée (puisque si f(g) n'est pas e , f(g)=a ! ). Comme cette application convient, on en déduit que c'est la seule !

Posté par
Narhm
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 04:19

Pour la question 5)b) :
On a donc le morphisme f définie par : 3$ \rm f: G \longrightarrow A \\ \ \ g\longrightarrow \{{ e \text{ si } g\in B \\ a \text{ si } g\in aB

Regarde ce que ca donne avec l'appliaction     3$ \rm S: A \longrightarrow G \\ \ \ x \longrightarrow bxb^{-1}.



Pour la question 5)c) : Notons tout d'abord que B est commutatif et que ba=ab4.

Supposons maintenant qu'un tel morphisme f existe.
Alors f est : - surjectif et f(G)=B.
                  - ker(f)=A.
Ainsi, f(b) appartient à B. On a plusieurs choix possibles, f(b)=b,b2,b3,b4 ou e.

Si f(b)=b, alors 3$ \rm f(ba) = f(ab^4)=f(b)^4=b^4 et f(ba)=f(b)f(a)=b : absurde.
De meme , f(b)=b2,b3 ou b4 ne peut pas marcher.
Si f(b)=e, alors b appartient au noyau de f, c'est guère possible aussi !

Bilan : il n'existe pas de tel morphisme.

Sauf erreurs bien sur, vu l'heure il est possible que j'ai dit des bêtises, surtout sur la dernière question. Ca me parait étrange que cette application n'existe pas. Je te laisse vérifier tout ca : )

Bonne nuit

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 12:12

O yé tu t'es couché si tard à cause de moi ?! Je suis désolé, je me suis endormis devant l'ordi !!

8$\rm Merci infiniment !! Je vais regarder ça en détail

Posté par
olive_68
re : Groupe morphisme et tout le tralala ^^ 21-11-09 à 12:21

Franchement à la lecture je comprends tout ce que tu fais !
C'est pas aussi méchant que je le pensais même si il faut avoir les idées quoi..., je vais m'entrainer sur des exos pas trop dur pour apprendre à manipuler ces notions et peut-être que un jour je saurais faire un exo de ce type sans ton aide ^^

Merci d'avoir pris tout ce temps pour m'aider !



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