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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Commutateur de Sn et An

Posté par
Loub71
14-04-21 à 14:09

Bonjour tout le monde.

Dans le  cadre d'un exercice je cherche à déterminer l'ensemble $[S_n;A_n]$S_n  est le  groupe des permutation de {1,...n} , A_n le groupe alterné et $[S_n;A_n]$ est le sous-groupe de S_n engendré par l'ensemble $\{xyx^{-1}y^{-1}~\vert~x\in S_n ~y \in A_n\}.

Je n'ai pas vraiment d'intuition sur la question,  le  seul résultat que  j'ai obtenu est que [S_n;A_n]\subset A_n et je n'arrive pas prouver l'égalité ( ou non ?) de ces deux sous-groupes.
Je me  demandais donc si quelqu'un aurait une piste (ou un début de piste).
Merci beaucoup d'avance,

Posté par
carpediem
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 14:30

salut

n'aurait-on pas immédiatement A_n \subset [S_n, A_n]  en prenant x dans A_n ?

Posté par
carpediem
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 14:34

non pardon ...

peut-être résoudre "l'équation" xyx^{-1}y^{-1} = a avec a dans A_n ?

Posté par
carpediem
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 14:40

ha ben si puisque A_n est distingué dans S_n ...

donc considère pour y dans A_n l'application  x \mapsto xyx^{-1}y^{-1} lorsque x parcourt A_n ...

Posté par
Loub71
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 15:14

Bonjour, merci de votre réponse.

Ne s'agirait-il pas de considérer la fonction x\longrightarrow xyx^{-1}y{-1} pour y dans $A_n$ et x parcourant S_n (plutôt que $A_n$ )?

Si tel est le cas il est clair que cette fonction est à valeur dans A_n mais il faudrait montrer la surjectivité ce qui ne me semble pas évident malhereusement ( ou alors je n'ai pas compris où vous vouliez en venir ?).

Posté par
lionel52
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 15:30

Hello !

Plaçons nous pour n>=5
Le groupe dérivé de An (groupe engendré par [x,y] avec x,y dans An) est un sous groupe distingué de An. Comme An est simple pour n>=5, ce groupe est An

De plus ce groupe dérivé est inclus dans [Sn,An] qui lui même est inclus dans An...


Pour n < 5 il va falloir procéder autrement !

Posté par
Loub71
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 16:31

Merci de votre réponse Lionel.

La notion de groupe simple n'étant pas abordée dans mon cours, je doute que cette réponse puisse satisfaire mon prof...
J'ai essayé de réfléchir au message de carpediem pour montrer l'inclusion inverse mais je n'arrive pas à aboutir au résultat..
J'ai essayé de montrer que les 3-cycles étaient dans l'image de S_n par la fonction proposée par carpediem sans succès

Posté par
GBZM
re : Commutateur de Sn et An 14-04-21 à 17:13

Bonjour,

Soient x,z des transpositions dans S_n (n\geq 2). Montre qu'il existe un y\in A_n  tel que yxy^{-1}=z.

Déduis-en que [S_n;A_n] contient toutes les permutations paires.



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