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Niveau Licence Maths 1e ann
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Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver

Posté par
AL78
27-05-15 à 17:42

Bonjour à tous,

j'ai une question à propos de la notion de l'inverse d'un élément dans un groupe.

Soit (G,*) un groupe, a un élément de G.
Puisque G est un groupe, il existe un élément b de G tel que a*b=b*a=e où e désigne l'élément neutre de G.

Ma question est la suivante: J'ai un élément c de G un groupe. Si j'ai un élément d tel que d*c=e, on peut dire que d est l'inverse à gauche de c. Mais est-il l'inverse de c au sens de la définition que j'ai rappelée plus haut?

Finalement ma question peut se résumer ainsi: A-t-on:
d est l'inverse de c à gauche <=> d est l'inverse de c? Et si ce n'est pas le cas, sous quelles conditions a-t-on l'équivalence? (groupe fini par exemple?)

j'aurais tendance à dire qu'on a bien l'équivalence puisque si on a c*d=e, alors en composant par d à gauche et d-1 à droite, on obtient d*c=e ce qui nous donne bien que d est l'inverse à droite de c et donc on a que d est l'inverse de c.

Bonne journée à tous!

Posté par
Wataru
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 17:58

Salut,

Pour parler d'inverse... tout court, il faut que l'élément soit un inverse à gauche ET à droite. Et non, être inverse d'un élément à gauche n'implique pas forcément être inverse du même élément à droite.

Essaye d'écrire bien proprement ta démo pour me convaincre de l'inverse car là ça ressemble plus à de la bouillie qu'à une véritable démo.

On prend c dans G et d son inverse à gauche.
Calcule c.d pour voir ^^
(PS : Je pense que ta démo est fausse car tu as du simplifier à un moment par c.d = e alors que l'hypothèse dit d.c = e)

De manière générale les seul groupes où on est sûr que ce soit vrai c'est les groupes abéliens car commutatifs (et donc c.d = d.c en toutes circonstances, donc en particulier pour les inverses). Après on a sûrement pas tous les groupes qui fonctionnent là dedans, mais j'ai pas connaissance d'un autre critère plus fin ^^

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 17:59

Bonjour
en clair tu te demandes si on a unicité aussi pour les inverses à gauche, et pas seulement pour les inverses tout court ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:09

On montre plus généralement que si une loi . d'un ensemble G est associative, s'il existe dans G un neutre à droite (ie il existe e dans G tel que pour tout g de G g.e = g ) et si tout élément de G admet un symétrique à droite (ie pour tout g de G, il existe un g' de G tel que g.g' = e) alors G est un groupe.

Posté par
AL78
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:12

Merci à vous deux,

lafol: Oui ma question est à peu près celle-là: Quand j'ai trouvé UN inverse à gauche de l'élément a (appartenant au groupe G), est-ce que je peux dire que c'est l'unique inverse à gauche de a et même l'unique inverse tout court de a?

Wataru: Je ne vois pas ce qui cloche dans ma démonstration (certes brouillon...):

Soit (G,*) un groupe et a un élément de G. Montrons que si a possède un inverse à gauche, cet inverse à gauche est l'unique inverse de a.

Notons b un inverse à gauche (C'est même l'unique inverse à gauche) de a. On a par définition b*a=e. En composant par b-1 à gauche (b-1 existe bien car puisque G est un groupe, tout élément possède un unique inverse et on a donc que b-1*b=b*b-1=e) et par b à droite des deux côtés de l'égalité, on obtient: b-1*b*a*b=b-1*e*b. on a clairement que b-1*e*b=e et que b-1*b*a*b=a*b. ainsi, on en déduit que a*b=e. On a donc que b est un inverse à droite pour a.
b étant inverse à gauche et à droite de a, c'est l'unique inverse de a.

Si quelqu'un peut me dire ce qu'il cloche dans mon raisonnement je suis preneur!

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:21

la preuve habituelle de l'unicité de l'inverse dans un ensemble G muni d'une loi associative et d'un neutre montre en fait que si g' est un inverse à gauche de g et si g" est un inverse à droite de g, alors g' = g" ...

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:23

puisqu'elle dit que g' = g'e = g'(gg") = (g'g)g" = eg" = g"...

Posté par
AL78
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:27

En effet, j'ai trouvé cela aussi. Du coup, le raisonnement suivant est correct?

" Soit b un inverse à gauche de a. l'inverse de a que l'on note a-1 est l'inverse à droite de a, donc b=a-1. D'où b est l'unique inverse de a"

Donc finalement, la réponse serait bien que dans un groupe savoir qu'un élément est inverse à gauche est suffisant pour dire qu'il est l'unique inverse, je me trompe?

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:30

non, tu ne te trompes pas
puisque tu es dans un groupe, tout inverse à droite est forcément égal à l'inverse "tout court".

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:30

à gauche c'est pareil, bien sur

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:31

mais attention à ne pas t'en servir avant de savoir si ton ensemble est un groupe

Posté par
AL78
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 18:35

D'accord merci Lafol!

Mais finalement pourquoi dans la plupart des exercices de théorie des groupes que j'ai trouvés, on vérifie toujours l'inversibilité à gauche ET à droite quand on aurait pu ne vérifier qu'une seule des deux?

Posté par
lafol Moderateur
re : Groupe: inverse à gauche (ou droite) => Inverse?Inver 27-05-15 à 23:24

peut-être parce qu'on n'a pas encore établi que l'ensemble est un groupe ?



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