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Niveau Maths sup
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Les sous groupe finis de (C*, x) sont les racines n-iemes

Posté par
Lupa99
24-12-16 à 15:54

Bonjour à tous,

Voici un petit exo que j'ai du mal à faire :

Montrer que les sous groupes finis de (, x) sont exactement les sous-groupes de racines n-ièmes de l'unité, n

Pour commencer, je voulais montrer que forcément, le module d'un nombre complexe appartenant à un sous ensemble finis et égale à 1 :

Soit H un sous groupe de  (, x):
Soit a dans H
Supposons que |a| 1
Et là je ne sais pas comment formaliser, comment exprimer proprement que comme a*a est dans H, alors a^{k} est aussi dans H, mais qu'il y en a une infinité puisque pour tout entier naturels p, q, pq on a : |a^{p}|\neq |a^{q}|

Posté par
Lupa99
re : Les sous groupe finis de (C*, x) sont les racines n-iemes 24-12-16 à 16:01

(je voulais dire un sous-groupe fini *)

Posté par
jsvdb
re : Les sous groupe finis de (C*, x) sont les racines n-iemes 24-12-16 à 16:14

Bonjour Lupa99

Il faut raisonner comme suit :

Soit a \in \C^*,|a| \neq 1.
Alors i \neq j \Rightarrow |a|^i \neq |a|^j donc la famille (a^n)_n est infini.
Il faut alors conclure comme suit : si sous-groupe fini de \C^* il y a, compte tenu de l'hypothèse, il est nécessairement inclus dans le cercle unité.

Ensuite, on travaille dans le cercle unité.

Posté par
Lupa99
re : Les sous groupe finis de (C*, x) sont les racines n-iemes 24-12-16 à 18:38

OK d'accord je vois.

Mais je bloque quand même pour la suite, je vois bien "visuellement" que ça correspond aux racines de l'unité, car sur le cercle unité il y a un nombre fini de points.

Mais comment montrer que si on a autre chose que z=e^{i\frac{2k\pi }{n}}, alors forcément il y en a une infinité de point ?
Je suppose que je dois poser n l'ordre du sous-groupe, mais ensuite je sais pas trop...

Posté par
jsvdb
re : Les sous groupe finis de (C*, x) sont les racines n-iemes 24-12-16 à 19:45

Soit H un sous-groupe fini du cercle unité. Alors H possède au moins un cycle.
Soit z = e^{i\theta_z} \in H générateur de ce cycle.
On a donc l'existence d'un entier n_z \in \N tel que z^{n_z} = 1.
Inversement, les racines n-ième de l'unité forment un groupe fini du cercle unité.



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