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Niveau Maths sup
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Groupes finis

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
18-11-07 à 11:58

Bonjour tout le monde

Pour tout le problème, (G,*) désigne un groupe quelconque, non nécessairement commutatif. e désigne le neutre de G.

1- Soit 3$x_0 un élément fixé de G. Montrer que l'application 3$f_{x_0}:G\to G\\\qquad\qquad x\to x_0*x est une bijection.

2- On suppose que G est de cardinal fini, et on introduit H un sous-groupe de G tel que 3$card(H)>\frac{1}{2}card(G).

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:01

Salut, pour la première il suffit de trouver une réciproque à ta translation.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:10

erreur de manup


Citation :


Pour tout le problème, 3$\rm(G,*) désigne un groupe quelconque, non nécessairement commutatif. e désigne le neutre de G.

1- Soit 3$x_0 un élément fixé de G. Montrer que l'application 3$\rm f_{x_0}:G\to G\\\qquad\qquad x\to x_0*x est une bijection.

2- On suppose que G est de cardinal fini, et on introduit H un sous-groupe de G tel que 3$\rm card(H)>\frac{1}{2}card(G).
Le but de cette question est de montrer que H=G. On suppose qu'il existe 3$\rm x_0\in G\backslash H.

(a) Que peut-on dire de 3$\rm card(f_{x_0}(H))?
(b) On déduite que 3$\rm H\cap f_{x_0}(H) est non vide. Montrer que cela conduit à une contradiction.
(c) Conclure

3- Soit g un morphisme du groupe G dans lui-même. Redémontrer les questions de cours suivantes :
(a) g (e) = e
(b) g(x^{-1})=g(x)^{-1}

4- Soit 3$\rm\varphi un morphisme du groupe G dans lui-même et 3$\rm A=\{x\in G\qquad \varphi(x)=x^{-1}\}. On pose 3$\rm H=\{x\in G\qquad \varphi^2(x)=x\}.

(a) Montrer que H est un sous-groupe de G.
(b) Montrer que 3$\rm A\subset H
(c) On suppose que 3$\rm card(A)>\frac{1}{2}card(G). A l'aide la question 2, montrer que 3$\varphi^2=id_G


Voilà merci

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:13

mais à quelle question tu bloques?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:14

Salut romu

l'application réciproque sera: \rm f^{-1}(x)=x_0^{-1}*x, On a: fof^-1=id_G et f^-1of=Id_G

donc elle est bijective d'application réciproque f^-1

après?

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:17

la question 1, avec les hypothèses de la question 2 te permette de dire des choses pour la (a)

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:23

bon fx0 elle est bijective, donc fx0(H)=H, donc card(fx0(H))>1/2card(G). C'est tout?

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:27

Citation :
donc fx0(H)=H
,

je suppose que tu voulais dire que Card(fx0(H))=Card(H).

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:29

oui oui

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:30

a priori tu peux passer à la question b)

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:37

pour (b) c'est clair, mais pour l'exprimer....

on a le card de H et de f(H) qui sont plus grand que la moitié du card de G

Or H et f(H) sont tous deux inclus dans G et de card > 1/2 card(G) donc ils auront nécessairement au moins un élt en commun

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:43

oui en fait comme G est fini, H et f(H) aussi,


donc Card(H\cup f(H))= Card(H)+Card(f(H)) - Card(H\cap f(H))

ie Card(H\cap f(H))=Card(H)+Card(f(H)) - Card(H\cup f(H)) > 1/2 Card(G) + 1/2 Card(G) - Card(H\cup f(H)) = Card(G) - Card(H\cup f(H))\leq 0

D'où Card(H\cap f(H))>0.

Pour la contradiction je cherche

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:44

pardon remplacer "\leq 0" par \geq 0.

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 12:51

Je pense qu'il faut utilise une des deux relations d'équivalences du type

a\sim b \Longleftrightarrow ab^{-1}\in H

ou

a\sim b \Longleftrightarrow a^{-1}b\in H


(ce ne sont pas les memes, il faut choisir celle qui correspond à notre translation)

après,

fx0(H)=cl(x0)

H=cl(e)

e n'est pas équivalent à x0 par hypothèse, car x_0e (ou ex_0) n'est pas dans H.
Leurs classes respectives sont disjointes, d'où la contradiction.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 13:07

pour (b) j'ai pas compris pourquoi c'est <0 à la fin

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 13:15

c'est parce que quand je tape en latex, il m'arrive souvent de confondre "geq" et "leq" (je sais pas pourquoi   )

comme je te disais àà 12:44, ce n'est pas \leq 0 qu'il faut lire, mais bien \geq 0.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 13:17

au temps pour moi

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 13:21

je pense que je dois conclure que H=G

je pense qu'on a tout x0 qui appartient à G il appartient alors à H
Or H est dans G donc H=G c'est vrai?

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 13:30

Citation :
je pense que je dois conclure que H=G


pour la c), oui.

Citation :
je pense qu'on a tout x0 qui appartient à G il appartient alors à H
Or H est dans G donc H=G c'est vrai?


oui c'est ce qu'on déduit directement de la question précédente,
c'est bon

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:01

On passe à la question 4)

Bon a) et b) sont immédiats


pour la c)?

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:16

A\subset H et Card (A) > \frac{1}{2} Card (G).

Qu'en est-il du cardinal de H, étant donné la question 2) ?

Après il sera très facile vu la définition de H, d'en déduire que:

3$\forall x\in G,\qquad \varphi^2(x)=x=id_G(x).

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:22

ben card(H) est aussi >1/2 card(G) mais après?

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:23

Donc la question 2) nous dit qu'on alors H=G, non?

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:25

Regarde bien la définition de H, c'est la même chose que dire:

3$H=\{x\in G:\ \varphi^2(x)=id_G(x)\}.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:27

non mais je suis bête

Merci romu

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:28

Stp, si t'as un problème sur les anneaux factoriels à m'envoyer ...

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:31

haha, pourquoi spécialement les anneaux factoriels ?

je ne sais même pas ce que c'est.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 14:38

par exemple l'anneau Z[i] ce sont les élts qui s'écrivent a+ib avec a et b de Z...  Z[rac2]..

Posté par
1 Schumi 1
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:10

romu >> Pour simplifier, un anneau est dit factoriel quand tout élément peut se décomposer comme produit d'élément irréductible de l'anneau. Typiquement, Z en est un. La définition est un peu plus subtil mais l'idée c'est justement l'existence de la décomposition en élément irréductible. Si tu veux la "vrai" définition, je peux toujours de la donner.

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:21

ah oui d'accord je vois sur les notions de réductibilité.

Non on s'attarde pas vraiment dessus, je ne crois pas avoir des exos de tds dessus.
Plutôt sur les polynômes.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:22

>Ayoub Même dans une discussion peu formelle, il est essentiel de souligner que dans un anneau factoriel tout produit se décompose de manière "unique" en produit d'irreductibles. Dans la plupart des contrexemples, la décomposition existe bien, mais n'est pas unique!

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:24

salut ayoub,

oui je viens de voir sur wikipedia, il y a aussi l'unicité de cette décomposition qui est à prendre en compte, d'après ce qu'ils disent.

Posté par
romu
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:24

Bonjour Camélia

Posté par
1 Schumi 1
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:25

monrow >> Tu connais les anneaux euclidiens? Non parce que sinon, tu peux montrer que tout anneau euclidien est factoriel (car principal).

Autre exo: Soit k un corps (qu'on pourra supposer commutatif ou pas). Montre alors que k[X] est principal et donc factoriel.

Et si tu ne le sais toujours pas, démontre que tout anneau principal est factoriel (particulièrement dur quand on connaît la stûûûce).

Posté par
1 Schumi 1
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:26

Camélia >> Salut. Ah oui zut c'est vrai, autant pour moi. Je vois pas comment j'ai pu oublier ça.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:33

Tes exos ont été enregistrés Ayoub, je vais essayer de les faire à l'internant

Pour le moment je viens de trouver un exo où on traite les anneaux factoriels depuis leurs acines

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Groupes finis 18-11-07 à 15:35

Je vais le poster surtout pour bénéficier des connaissances de nos "algébristes" (Camélia, romu, toi...)



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