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simplicité du groupe alterné pour n sup ou égal à 5

Posté par
billy
28-02-09 à 09:23

Bonjour, je suis en train de faire un exercice dont le but est de prouver que An est simple si n est sup ou égale à 5. J'ai tout compris à 0.01% près, mais je pense qu'il peut être important ce 0.01% donc j'aimerais un coup de main.
Soit H un sous groupe distingué de An qui n'ets pas l'identité. Donc il existe s dans H différent de id. On choisit x dans {1,...,n} tel qu y=s(x) ne soit pas x, et z dans E mais qui n'ets ni x, ni y, ni s(y). On considère le 3 cycle (x z y) et r le commutateur [s,c]. J'ai réussi à montrer que r est dans H, que ce n'est pas l'identité et qu'il laisse fixe au moins n-5 éléments.
2ème étape, la décomposition en cycles disjoints de r est un des trois trucs suivants :
r1=(i j k)
r2=(i j k l m)
r3=(i j) (k l)
Jusque là, facile.
Maintenant on prend t=(a b) une transposition, on a le commutateur [t,r] qui vaut (a b)(t(a) t(b)). Et pour les trois possibilités pour r on montre qu'on peut choisir a et b de telle sorte que (t(a) t(b))=(b c) avec c différent de a et b, et on obtient que notre commutateur [t,r] est le 3-cycle (a b c). Je suis toujours d'accord.

Voilà mon problème, ils en concluent qu'alors H contient un 3-cycle. Pourquoi? [t,r] est dans H ? Mais une transposition ce n'est pas dans An...
Merci d'avance!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : simplicité du groupe alterné pour n sup ou égal à 5 28-02-09 à 10:55

Bonjour,

je n'ai pas cherché à tout revérifier, car il existe une démonstration plus simple (si e puis dire!) de la simplicité de An pour n > = 5 (voir Perrin par exemple).

Par contre, ton problème n'en est pas un, puisque r est dans H et H est distingué, donc [t,r] = (trt-1)r-1 est encore dans H!

Ainsi H contient bien le 3-cycle (a,b,c).

Posté par
billy
re : simplicité du groupe alterné pour n sup ou égal à 5 28-02-09 à 11:34

tout d'abord merci pour la réponse. Effectivement je connais l'autre démonstration, je l'ai vu en cours, mais pour réviser je voudrais comprendre celle ci.
r est dans H et H est distingué dans An donc la définition c'est : pour tout x dans An on a xrx-1 dans H .
Mais t n'est pas dans An donc cela ne marche pas, si?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : simplicité du groupe alterné pour n sup ou égal à 5 28-02-09 à 16:37

Aïe, en effet j'ai été un peu vite, désolé!

C'est vrai que c'est bizarre!

Posté par
Rodrigo
re : simplicité du groupe alterné pour n sup ou égal à 5 28-02-09 à 16:55

Bonjour, Effectivement si ton element r est une double transposition on ne peut conclure aussi facilement il faut raisonner différemment (en tout cas un raisonnement plus simple m'echappe)

Si ta double transposition est (ij)(rs) prend k si ne soit pas un de ces 4 elemnts et considère t=(rsk)
Alors le commutateur [r,t] fixe i et j et tout element autre que les 5 qui intervienne, et la le commutateur [r,t] est bien dans ton groupe H, ce qui apporte une contradiction puisque [r,t] serait une transposition.



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