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Niveau Maths sup
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Groupes

Posté par jacko78 (invité) 03-09-05 à 10:49

Bonjour a tous, je bosse en ce moment sur les groupes parce qu'il semble que ce soit le premier chapitre de ma rentrée, quelqu'un pourrait il m'aider svp ?
Voila le probleme :

# Dans un groupe, noté multiplicativement, de neutre e...
   - Si (ab)^n=e, a-t-on forcement (ba)^n=e ?
   - L'application x -> x^{-1} est elle un automorphisme ?
   - L'application x -> x^2 est elle un morphisme ?

# Montrer que 60 est le plus petit entier n tel que \sigma^n soit l'identité pour toute permutation \sigma de S_5. Y a-t-il une permutation d'ordre 60 dans S_5?

# Montrer que les 3-cycles engendrent le groupe des permutations de signature 1.

Voila voila merci a tous ceux qui pourront m'aider

Posté par
1 Schumi 1
re : Groupes 03-09-05 à 11:02

En principe, pour la une oui, puisque tout groupe est commutatif sur *.
Enfin, je suis pas trop sûr.


Ayoub.

Posté par jacko78 (invité)re : Groupes 03-09-05 à 11:57

Merci mais quelqu'un pourrait il m'en dire un peu plus svp ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Groupes 03-09-05 à 12:07

1 Schumi 1, je ne crois pas.
Tout groupe n'est pas commutatif.
Il n'est commutatif que s'il est... commutatif !
Ce qui n'est pas précisé dans l'énoncé.

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Groupes 03-09-05 à 12:16

Néanmoins, la propriété me semble vraie, même en groupe non commutatif.
Je crois que a*b=e \Rightarrow b*a=e, car, en fait, b est l'inverse de a.

(ab)^n=e
\Leftrightarrow a*(bab...ab)=e
\Leftrightarrow (bab...ab)*a=e
\Leftrightarrow (ba)^n=e

Mes souvenirs d'algèbre sont lointains. J'espère ne pas avoir dit de bêtises.

Nicolas


Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Groupes 03-09-05 à 12:27

L'application x |-> x2 est elle un morphisme ?

Je pense que non, en général.
f(xy)=xyxy
f(x)f(y)=xxyy

f est un morphisme
<=> pour tout x,y xyxy=xxyy
(on multiplie par x' à gauche et y' à droite : )
<=> pour tout x,y yx=xy
<=> le groupe est commutatif

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Groupes 03-09-05 à 12:33

L'application x |->x-1 est elle un automorphisme ?

Cette application est une bijection (existence et unicité de l'inverse).
Est-elle un morphisme ?

f(x*y)=(x*y)-1
f(x)f(y)=x-1*y-1

f morphisme
<=> pour tout x,y (x*y)-1=x-1*y-1
<=> pour tout x,y x*y*x-1*y-1=e
<=> pour tout x,y x*y*x-1=y
<=> pour tout x,y x*y=y*x
<=> le groupe est commutatif

Posté par fred290 (invité)re: Groupe 03-09-05 à 12:48


Une autre preuve de  (ab)^n=e implique  (ba)^n=e

Si  (ab)^n=e i.e  ab*ab*...*ab=e
alors, en multipliant par  b à gauche et  b^{-1} à droite, on obtient
 b(ab)*...*(ab)b^{-1}=beb^{-1}=e
soit  (ba)^n=e cqfd

La réponse de Nicolas étant parfaitement juste par définition de l'inverse d'un élément dans un groupe.

Bon courage pour la suite.

Posté par jacko78 (invité)re : Groupes 03-09-05 à 13:38

ok merci bcp pour le premier exo ca va j'ai bien pigé, mais pour le reste je connais bien mn cours sur les permutations etc mais j'avoue ne pas voir la faille... quelqun l'a peut etre ?

merci

Posté par jacko78 (invité)re : Groupes 03-09-05 à 15:58

je relance encore un coup parce que jen'avance pas plus...
alors svp personne ne voit comment partir???

Posté par jacko78 (invité)re : Groupes 03-09-05 à 18:08

je viens de reussir le troisieme donc ca va deja mieux, mais le second cest toujours galere et surtout je sais meme pas ce qu'est une permutation d'ordre 60...

Posté par fred290 (invité)Re: Groupes 04-09-05 à 17:37

Exo 2 : le plus petit entier n tel que  \sigma^n=id est en fait ppcm(2,3,4,5)=60 en effet, tout élément s'écrit comme produit de cycles disjoints (thm) or, les cylces de  \Sigma_{60} sont l'id (d'ordre 1), les transpositions (d'ordre 2), les 3-cycles (d'ordre 3), les 4-cycles (d'ordre 4), les 5-cycles (d'ordre 5)
D'autre part, l'ordre d'une permutation décomposée en produit de cycle disjoints est égal au pgcd des ordres de chaque facteur... d'où la solution.

Note : l'ordre d'un élément g d'un groupe G est par définition le plus petit entier n tel que g^n=e
e étant le neutre du groupe G noté multiplicativement.

Voilà pour la première partie, concernant la seconde, j'y réfléchis ...

Posté par fred290 (invité)Re: Groupes 04-09-05 à 17:40

Erratum : il fallait lire

l'ordre d'une permutation décomposée en produit de cycle disjoints est égal au ppcm des ordres de chaque facteur... d'où la solution.

Posté par fred290 (invité)Re : Groupes 04-09-05 à 18:10

J'ai peut être la solution pour la deuxième partie... (en cas d'erreur, dites le moi !)

mais étant donné que tu commences seulement à étudier les groupes, je crains que tu décroches, mais si ton ouvrage est complet, tu devrais retrouver les résultats que j'utilise :

si  \Sigma_5 (et non  \Sigma_{60} comme je l'avais écrit dans mon avant dernier post !) possédait un élément d'ordre 60, alors, il existerait un sous-groupe d'ordre 60 engendré par cet élément (et donc ce sous-groupe cyclique serait commutatif). Or, comme ce sous-groupe est d'indice 2 dans  \Sigma_5 , il est distingué et c'est donc  A_5 (théorème) or  A_5 est loin d'être abélien (commutatif). Absurde.



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