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Niveau Licence Maths 1e ann
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ordre d'un sous groupe.

Posté par
julclemat
12-10-10 à 19:50

Bonjour,

J'ai résolu un énoncé en doutant de la validité d'un de mes arguments.

Voici l'énoncé.
On considère un groupe G d'ordre 2n.
1)démontrer que tout sous groupe H de G d'ordre n est distingué.
2) S'il existe dans G deux sous groupes H1 et H2 d'ordre n tel que leur intersection est l'élément neutre, montrer que n=2 et que G a une structure déterminée: on donnera sa table. Combien de sous groupe d'ordre 2 y a t'il dans G?

voici ma résolution pr la question 2):
* le produit H1xH2 est encore un sous groupe de G.
* j'en déduis que son ordre est égal à l'ordre de H1 multiplié par l'ordre de H2. c'est à dire n x n = n au carré ( AI JE LE DROIT DE DIRE CELA?)
* puis je dis que n au carré doit diviser 2n ( par le théoréme de lagrange) donc que n=2.

ma question est donc de savoir si le produit des ordres de sous groupes et égal à l'ordre du produit des sous groupe?

Pr la suite de la question je dis que G est abélien, car d'ordre 4 qui est le carré d'un nombre premier. Mais que signifie " donner sa table?"

Merci d'avance.

Posté par
GaBuZoMeu
re : ordre d'un sous groupe. 12-10-10 à 21:07

Qu'appelles-tu "le produit H_1\times H_2" ? C'est ça à mon avis le problème principal.

Posté par
julclemat
re : ordre d'un sous groupe. 12-10-10 à 22:22

le produit H1xH2 était pour moi le produit cartésien entre le sous groupe H1 et H2.

Mais je me suis rendu compte que dans mon cas il était vrai que ordre(H1H2)= ordre(H1)x ordre(H2). Ceci en utilisant le fait que l'intersection de H1 et H2 est l'élément neutre et en utilisant un théorème d'isomorphisme.

Parcontre, ceci m'amméne à ce que l'ordre de Gsoit 1 ou 2!! or  il m'ait demandé qu'il soit 2.

Comment écarter la solution où (l'ordre de G)=1?

Merci!

Posté par
GaBuZoMeu
re : ordre d'un sous groupe. 12-10-10 à 23:44

Il y a toujours un point de l'argument que je n'ai pas compris :
Tu veux dire que si H_1 et H_2 sont des sous-groupes distingués de G, tels que H_1\cap H_2 =\{e\}, alors forcément le groupe produit H_1\times H_2 est (isomorphe à) un sous-groupe de G ? Tu peux donner une démonstration de ceci ?

Ce qui est vrai sans problème, c'est que l'application H_1\times H_2\to G définie par (a,b)\mapsto ab est injective, et ceci suffit pour montrer que n^2 \leq 2n, d'où n\leq 2. On ne peut pas écarter le cas n=1 : le groupe \mathbb{Z}/2\mathbb{Z} a deux sous-groupes (non distincts) d'indice 2 et d'intersection réduite à l'élément neutre ! L'énoncé aurait dû préciser "deux sous-groupes distincts".

Posté par
alae1ahmidan
re : ordre d'un sous groupe. 13-11-10 à 22:09

le problème que tu as c'est la différence entre le produit cartésien et les classe de équivalence... peut être, car le cardinal de H1.H2 ce n'est pas n2 au sens de H1.H2 est l'ensemble constituée par le produit des deux éléments, le premier de H1 et le deuxième de H2, mais le cardinal du produit cartésien de H1 et H2 c'est n2.
je vais poser une réponse à cet question:
  cas évident:si n=1 alors ord(G)=2, on a le seul sous groupe de G d'ordre 2 c'est lui même
  On suppose que n2 (n>1)
on a H1H2={e}
d'où card(G/H1H2)=2n-1
On note D le plus petit groupe qui contient H1H2
on a pour aH1*, et bH2* :
si a.bH1 bH1
car b=a-1.(a.b), par la stabilité du groupe, on aura bH1
ABSURD
de même on peut montrer que a.bH2
d'où a.bH1H2
alors H2H2 n'est pas stable par ce loi, d'où:
H1H2 n'est pas un groupe
alors H1H2D
alors ord(D)=card(D)>2n-1 d'où ord(D)2n
on a DG d'où ord(D)2n
d'où ord(D)=2n
on a DG et ord(D)=ord(G)D=G
est encore on a card(G/H1H2)=1
on note S=G/H1H2={x}
alors on a pour tout aH1* et pour un element bH2* on'a
a.bS d'où a.b=x ce qui donne a=x.b-1
d'où pour tout élément a de H1*: a=x.b-1 alors card(H1*)=1
d'où ord(H1)=2 et alors n=2, ord(G)=4
et alors on peut noter G={e,a,b,a.b} tel que a=a-1, b=b-1, et a.b=(a.b)-1
et enfin on peut déduire que G est un groupe abélien
car: a.b=(a.b)-1=b-1.a-1=b.a
et enfin pour la question des sous groupes d'ordre 2 il y a trois:
{e,a},{e,b},{e,a.b}

peut être il y a des méthodes plus courtes que la mienne, avec des théorème...
car enfin je suis qu'un élevé de première année de cpge (MATH sup).      

  

Posté par
alae1ahmidan
re : ordre d'un sous groupe. 13-11-10 à 22:28

et plus on appelle ce genre de groupe:groupe symétrique
car:
on note a.b=c
e.e= e
a.a= e
b.b= e
c.c= e
a.b= b.a= c
a.c= c.a= b
b.c= c.b= a

Posté par
alae1ahmidan
re : ordre d'un sous groupe. 13-11-10 à 23:39

salut encore!!
tu as dit que (a,b)ab est injective, mais ce qui est claire que si G est un groupe abélien, alors a.b=b.a ce qui veut dire que si on note:
f:G [sup]2
G
          (a,b) a.b
on aura f(a,b)=a.b=b.a=f(b,a) et pour ab on aura         (a,b)(b,a), ce qui veut dire que f n'est pas injective
encore en cas générale
on peut prendre a=c.d.b-1 , avec db, et on aura
a.b=c.d et ac et bd
ce qui montre que si ord(G)4 , l'application n'est pas injectif.



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