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Niveau maths spé
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Cardinal de GLn(K)

Posté par
Pechor
07-08-22 à 18:36

Bonsoir a tous, j'espère vous avez passé une bonnes journée
Aujourd'hui je me suis attaqué à un exercice de math sur le cardinal de GLn(K)
Énoncé :
Soit K un corps fini de cardinal q et n dans N*
Quel est le cardinal de GLn(K)
Et donc on trouve de #GLn(K)=(q^n-1)(q^n-q)...(q^n-q^(n-1))
Mais je ne comprends pas le raisonnements,  la première colonne je comprends qu'on ne veut pas qu'elle soit nulle donc on fait -1 pour empêcher ça,   après je comprends aussi qu'on ne veut pas que la colonne qu'on crée soit dans la droite engendrer par la colonne 1 donc que l'on enleve q etc... Mais je comprends pas en quoi cet élément que l'on construit appartient à GLn(K) je pense qu'il me manque des notions sur le déterminant. Et aussi pourquoi toute les possibilités on les multiplient entre elle?
Si c'est possible de m'éclairer,  merci beaucoup !

Posté par
Mateo_13
re : Cardinal de GLn(K) 07-08-22 à 19:41

Bonjour Pechor,

les colonnes de la matrice de l'application linéaire bijective
sont les coordonnées des images des vecteurs de la base de départ, donc ce doit être une famille libre,

et pour chaque choix de la première colonne,
il y a q^n-q choix de la deuxième colonne,
donc on est dans une situation multiplicative.

Cordialement,
--
Mateo.

Posté par
Ulmiere
re : Cardinal de GLn(K) 07-08-22 à 20:09

Je te pose la question d'une autre façon : combien d'automorphismes de F_q^n existe-t-il ?

Je pense que tu sais que compter les automorphismes F_q^n est la même chose que de compter les bases de F_q^n, parce qu'un automorphisme est uniquement déterminé par l'image qu'il donne à une base de ton choix. En particulier, si B est une base de E, il existe un unique automorphisme de E qui envoie la base canonique sur B.

Ensuite, une base de F_q^n n'est rien d'autre qu'une famille de n vecteurs linéairement indépendants.

Pour toutes les construire, on commence par choisir un premier vecteur non nul e_1. Ca fait q^n-1 choix (tout sauf le vecteur nul).
Ensuite, un deuxième vecteur e_2 non colinéaire à e_1. e_1 a exactement q multiples, qui sont 0, e_1, 2e_1, \cdots, (q-1)e_1. Ca fait donc q^n - q choix pour e_2.
Ensuite un troisième vecteur qui n'est pas dans E_2 = Vect(e_1,e_2) = Ke_1\oplus Ke_2. Ce sev est de dimension 2 et isomorphe à F_q^2 donc il contient exactement q^2 éléments. Ce nous laisse q^n - q^2 choix pour e_3.
Ensuite E_3 = Vect(e_1,e_2,e_3) est de cardinal q^3, ce qui nous laisse q^n-q^3 choix pour e_4
...
Et enfin, une fois construits (e_1,e_2,\cdots,e_{n-1}), l'espace E_{n-1} qu'ils engendrent est de cardinal q^{n-1}, ce qui nous laisse q^n-q^{n-1} choix pour le dernier vecteur de la base, e_n.

Ca fait donc bien \prod_{k=0}^{n-1} (q^n - q^k) possibilités.



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