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Niveau Maths sup
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bijection

Posté par
hunterxhunter
12-12-11 à 20:24

salut,
soit g un groupe fini d'ordre n , soit k un entier naturel tel que pgcd(k,n)=1.
montrer que l'application  de g dans g :x-->x^k est bijective.
il suffit de montrer qu'elle est injective ,donc je cherche ker(f) ,il doit etre reduit a l'element neutre e.mais je sais pas comment.
ker(f)={x de g,x^k=e}

Posté par
Bachstelze
re : bijection 12-12-11 à 20:49

Bonjour

k un entier naturel strictement positif, je suppose...

S'il existe un entier k strictement positif tel que xk = e, il existe un plus petit tel entier k, qui est l'ordre de x. L'ordre de x divise l'ordre de G. Or l'ordre de G est premier. Donc ?

Posté par
DHilbert
re : bijection 12-12-11 à 20:52

Idée rapide : Supposons \ker g\neq \{e\}. Alors, tout x\in\ker g serait tel que g(x)=x^k=e, de sorte que k diviserait n. Or, comme \mathrm{pgcd}(k,n)=1, l'on aboutirait à une contradiction.

A +

Posté par
hunterxhunter
re : bijection 12-12-11 à 21:02

merci

Posté par
Bachstelze
re : bijection 12-12-11 à 21:05

DHilbert: dire que si xk = e, alors k divise n, c'est faux, ne serait-ce que parce que par exemple x2n = e quel que soit x.

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 06:54

@Bachstelze : Tu as raison et je suis vraiment désolé. J'ai été trop vite, bien trop vite.

Autre idée : Soit x et y quelconques dans G tels que x^k=g(x)=g(y)=y^k. L'on peut donc écrire de manière équivalente (xy^{-1})^k=e, de sorte que g=xy^{-1} est clairement dans \ker g. Soit p l'ordre de g. Cet ordre divise n. D'autre part, si l'on pose k=pq+r, l'on trouve e=g^k={(g^p)}^qg^r=g^r. Or, par définition de p, l'on a nécessairement r=0, ce qui fait que k=pq. Autrement dit, p divise à la fois n et k et donc \mathrm{pgcd(k,n)}, si bien que p=1. Par conséquent, g=xy^{-1}=e, soit x=y. Ainsi g est-elle injective et donc bijective, vu que le cardinal de G est fini.

Il y a bien entendu d'autres méthodes.

A +

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 07:05

Non, ce n'est pas bon, car G n'est pas commutatif. Plus simplement donc. Soit x dans \ker g. L'on a g(x)=x^k=e. Soit p l'ordre de x dans G. L'unique entier p divise n. Si l'on pose k=pq+r, l'on trouve x^k=x^r=e. Or, par définition de p, l'on trouve r=0, de sorte que k=pq. Ainsi p divise-t-il n et k et donc \mathrm{pgcd}(k,n). Par conséquent, l'on a p=1 et x=e. Donc \ker g=\{e\}.


C'est mieux ainsi.

A +

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 07:08

A la place de "L'unique entier p", il faut lire "Cet entier p".

Il faut que je parte à présent.

A +

Posté par
kybjm
re : bijection 13-12-11 à 08:34

Pouquoi ne pas se servir de Bezout ?
Si u et v sont des entiers vérifiant uk + vn = 1 alors x = xuk + vn = (xk)u.(xn)v = e car xk = xn = e .

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 08:41

@Kybjm : Oui, j'ai bien précisé qu'il existait plusieurs méthodes et la tienne est très bonne. Il faut cependant préciser que x\in\ker g, sinon l'on n'a pas x^k=e !

A +

Posté par
lolo271
re : bijection 13-12-11 à 11:19

Bonjour,

Dites moi :  Ker    c'est pour les morphismes non ?  Or si le groupe n'est pas commutatif , il n'y a pas de morphisme à priori?

Posté par
lolo271
re : bijection 13-12-11 à 11:28

cela dit ça marche quand même à condition de ne pas par ler de noyau  :  si  xk   = yk  d'après le théorème de Bachet   il existe  a et b  tels que

ak + bn = 1,  on éléve à la puissance  a  de chaque coté (pas de commutativité utilisée) et on conclut car  xn = e.

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 13:11

@Lolo271 : Dans les derniers raisonnements, à chaque fois que figure \ker g, tu le remplaces par \mathfrak{N}=\{x\in G\vert g(x)=x^k=e\}. Attention, je précise que je ne me moque pas de toi, mais seulement que l'on a besoin d'un sous-ensemble de G afin d'identifier les éléments x de G tels que g(x)=e des autres éléments de G.

Après m'être aperçu de la non commutativité de G (ou supposée comme telle), j'aurais dû procéder au changement afin d'éviter toute confusion.

A +

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 13:18

Sans être de mauvaise foi, je pense que Hunterxhunter (l'auteur) a dû oublier la commutativité de la loi interne sur G.

A +

Posté par
lolo271
re : bijection 13-12-11 à 14:53

elle n'est pas utile.

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 15:23

@Lolo271 : Pourrais-tu me détailler ta démo ? Merci.

A +

Posté par
Camélia Correcteur
re : bijection 13-12-11 à 15:32

Salut! Lolo nous a quittés, et je veux aussi m'amuser!

Il existe a et b tels que ak+bn=1 (il dit Bachet, moi j'appelle ça Bézout).
Comme on est dans un groupe fini d'ordre n, on a x^n=e pour tout x. Alors x=x^{ak+bn}=(x^k)^a (nulle commutativité dans ça). Mais si x^k=y^k, on a aussi y=(y^k)^a donc x=y

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 16:19

@Camélia : Oui, en fait l'on se sert de certains ingrédients introduits par Kybjm, savoir x^{uk + vn}={(x^k)}^u{(x^n)}^v (Cf. ci-dessus). Rien de bien nouveau donc !

Question : "Lolo nous a quittés". Comment le sais-tu ?

Autre question : Y a-t-il un moyen de corriger ses propres posts.

A +

Posté par
Camélia Correcteur
re : bijection 13-12-11 à 17:12

> DHilbert Si tu cliques sur le bonhomme à côté du pseudo, tu vas sur une page, ou à côté du pseudo il y a un petit logo, qui est bleu quand la personne est connectée, et blanc quand elle ne l'est pas.

Non, on ne peut pas corriger ses propres posts... Si tu vas sur Expresso tu trouves des dizaines de discussions sur le sujet! Si on a dit ou écrit une bêtise, on fait un nouveau post!

Enfin, si g n'est pas un morphisme, il ne suffit pas de montrer que g(x)=e, entraine x=e, pour prouver l'injectivité!

Posté par
DHilbert
re : bijection 13-12-11 à 19:02

@Camélia : Tu ne m'en voudras pas d'avoir essayé. Tout le monde commet des erreurs, y compris toi.

Je vais oublier tout ça et passer à autre chose.

A +

Posté par
lolo271
re : bijection 13-12-11 à 20:45

Le théorème de Bachet-Bezout a été démontré par Bachet ( Bezout c'est le même énoncé avec des polynômes).



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