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Automorphisme et loi de composition.

Posté par
matheux14
19-01-22 à 10:31

Bonjour,

Merci d'avance.

Soit G un groupe noté multiplicativement et a\in G. On désigne par f_a l'application définie de G dans G, qui a tout x associe f_a(x) = axa^{-1}

1) Démontrer que f_a est un automorphisme de G.

On l'appelle automorphisme intérieur de G. On désigne par \text{IntG} l'ensemble des automorphismes intérieurs de G

2) Montrer que l'application :

\phi : G \to \text{AutG} \\ ~~~~a \mapsto f_a est un morphisme de groupe dont on déterminera l'image et le noyau.

On rappelle que \text{AutG} est l'ensemble des automorphismes de G et (\text{AutG} ; \circ) est un groupe.

3) En déduire que que \text{IntG} est un groupe pour la loi de composition des applications.

Réponses

1) Démontrons que fa est un automorphisme.

* Montrons que fa est un homomorphisme.

\forall (n , n') \in G² on a : f_a (n×n') = a (n×n')a^{-1}

Donc fa est un homomorphisme.

De plus fa est un endomorphisme car fa est un homomorphisme de G dans G. (1)

* Montrons que est un endomorphisme bijectif.

f_a (m) = f_a (p) \iff ama^{-1}=apa^{-1} \Rightarrow m = p donc fa est un endomorphisme bijectif.

Par conséquent fa est un automorphisme.

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 10:35

Tu n'as pas montré que fa est un homomorphisme
Tu as juste montré l'injectivité de fa, et encore pas sûr que tu aies vraiment compris comment ça marche, pas convaincu par ta dernière implication

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 10:53

Comment est-ce que je devrais faire ?

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 11:07

Bah montrer que f(nn') = f(n)f(n')...

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 11:17

\forall (n , n') \in G² on a : f_a (n×n') = a (n×n')a^{-1}  ana^{-1} × a n' a^{-1} = f_a (n) × f_a (n')

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 11:26

C'est mieux

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 11:51

matheux14 @ 19-01-2022 à 11:17

\forall (n , n') \in G² on a : f_a (n×n') = a (n×n')a^{-1} = ana^{-1} × a n' a^{-1} = f_a (n) × f_a (n')


2) f_a est un automorphisme donc \phi est un morphisme de G dans AutG.

\text{Im}(\phi) = \{y \in G / \exists x \in \text{AutG} , y = f_a (x) = a x a^{-1}\}


ker(f_a) = \{ x \in G / f_a (x) = e_{ \text{AutG}} = 1\}

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 11:56

Tu n'as pas montré que fa est bijectif, mais seulement injectif dans la 1)

Pour la 2 c'est n'importe quoi

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 12:04

f_a (x) = y \iff a x a^{-1} = y \iff x =  a y a^{-1}

Donc fa est bijective.

2) Comment je devrais faire ?

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 12:05

Déjà parlons de AutG.

On va reprendre à zéro. Quel est son élément neutre? Comment montrer que AutG est un groupe?

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 12:18

On a :
\phi : G \to \text{AutG} \\ ~~~~a \mapsto f_a
 \\
Donc l'élément neutre de \text{AutG} est a.

La loi de composition \circ est stable par \text{AutG}

Pour montrer que (\text{AutG} ; \circ) est un groupe on montre que :

* \circ est associative

* \text{AutG}  admet un élément neutre.

* Tout élément de  \text{AutG} est inversible par la loi de composition \circ.

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 13:09

L'élément neutre de AutG est a???
Mais c'est quoi a? a est un élément de G pas de AutG...

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 14:19

L'élément neutre de AutG est l'application identité Idp

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:08

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:10

Id_G oui.

Comment tu montres que (Aut(G),\circ) est un groupe du coup?

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:11

Je pense que c'est pas facile pour toi de le montrer tu n'as pas l'air du tout à l'aise avec ces notions, mais si tu y arrives pas entamer cet exo ne sert à rien

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:17

AutG admet un élément neutre.

*Soit trois applications f ; g et h toutes de la forme a x a-1 et je montre que :
(fog)oh = fo(goh) c'est l'associativité.

* Chaque élément (applications) de AutG admet un symétrique de la forme a y a-1

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:21

Mais tu montres rien là !

Déjà les automorphismes de G c'est pas que des trucs de "la forme a x a-1 "

De deux tu ne montres absolument rien c'est comme si tu me demandais "Montrer que la suite de syracuse arrive toujours vers 1" et que je te répondais : "Je prends une valeur initiale et je montre que la suite de syracuse arrive en 1"


Pour l'instant tu n'as rien produit de mathématique sur ma question

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:31

Citation :
Déjà les automorphismes de G c'est pas que des trucs de "la forme a x a-1 "


J'ai pas compris

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:41

f(x) = a x a-1 ; g(x) = b x b-1 et h(x) = c x c-1

* [(fog)oh](x) = [f(g)oh](x)

[f(g)](x) = a(b x b-1)a-1 = (ab) x (ab)-1

Donc [(fog)oh](x) = (abc) x (abc)-1

* [fo(goh)](x) = [fo(g(h))](x)

[g(h)](x) = b (c x c-1) b-1 = (bc) x (bc)-1

Donc [fo(goh)](x) = a[ (bc) x (bc)-1]a-1 = (abc) x (abc)-1 =  [(fog)oh](x)

Posté par
lionel52
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:50

La notation f(g) n'a pas de sens
Tu es en train de répondre à la question 3 ni à la 2 ni à la mienne.

Je rappelle : un automorphisme de G est un endomorphisme bijectif de G.
f_a est un automorphisme intérieur, c'est un automorphisme particulier et donc Int(G) \subset Aut(G)

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:54

\phi : G \to \text{AutG} \\ ~~~~a \mapsto f_a

Signifie que a est dans G et fa qui a x associe a x a-1 est dans AutG non ?

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 16:58

Sinon comment montrer que (Aut(G),\circ) est un groupe ?

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 19-01-22 à 17:00

2) On montre que \phi est un homomorphisme simplement non ?

Posté par
matheux14
re : Automorphisme et loi de composition. 20-01-22 à 11:01



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