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Niveau LicenceMaths 2e/3e a
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Ordre et isomorphisme

Posté par
AnneDu60
18-02-19 à 17:07

Bonjour,

Dans mon exercice on me demande d'écrire comme produits de groupes cyclique le groupe (/5)x.

(/5)x ={1,2,3,4}  je ne met pas les barres pour simplifier les notations.

|(/5)x|=4

Donc (/5)x /4 ou bien (/5)x (/2) x (/2)

C'est un "ou" exclusif car  /4 n'est pas isomorphe à (/2) x (/2) par le théorème des restes chinois.

Après on raisonne sur les ordres.
(/5)x admet 1 élement d'ordre 1, 2 éléments d'ordre 4 et 1 élement d'ordre 2.

Ici j'ai regardé les ordres avec la loi multiplicative.
Mais après ?
Je ne vois pas comment conclure avec qui (/5)x est isomorphe ?

Posté par
jsvdb
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 17:13

Bonjour AnneDu60.

Quel est l'ordre de \bar 3 dans (\Z/5\Z)^* ?

Le groupe (\Z/2\Z)\times (\Z/2\Z) possède-t-il un élément de cet ordre ?

Conclusion ?

Posté par
Poncargues
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 17:13

Ben, y a un élément d'ordre 4. Des groupes d'ordre n avec un element d'ordre n, y en a pas des masses.

Posté par
AnneDu60
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 18:30

Alors 3 est d'ordre 4.
En effet, 31=31
32=9=41
33=27=21
et 34=1

Les ordres de (/5)x sont :
1;2;4;4
Les ordres de /4 sont les mêmes
Les ordres de /2 x /2 sont :
1;2;2;2.

Mais j'arrive pas à conclure en fait .. Deux ensembles finis sont isomorphes les ordres des élements de l'un sont les mêmes que les élements de l'autre et réciproquement ? J'imagine ..

Je suppose par l'absurde que (/5)x est isomorphe à  /2 x /2, je note l'iso associé et j'essaye d'aboutir à une contradiction.
Il existe un unique élement x /2 x /2 tel que  3=(x) ..  

Posté par
carpediem
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 18:40

quel est l'ordre de 2 ?

Posté par
Poncargues
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 18:46

Citation :
Deux ensembles finis sont isomorphes  les ordres des élements de l'un sont les mêmes que les élements de l'autre et réciproquement ? J'imagine ..

Tu imagines mal.

Quel est le sous groupe engendré par 3?

Posté par
AnneDu60
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 19:14

Ah .. :/

<3>={3k, k} ={3...... 3, k fois, k}={1,2,3,4}
c'est bien la loi multiplicative ? Je pense, car on définit  (/5)x avec la loi multiplicative. En effet,
(/5)x:={x/5 tq
y/5 tq xy=1}

L'ordre de 2 : (2)=min{k 1 tq 2k=1}
=4 ..

Posté par
Poncargues
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 19:24

AnneDu60 @ 18-02-2019 à 19:14

Ah .. :/

<3>={3k, k} ={3...... 3, k fois, k}={1,2,3,4}

Ben du coup 3 engendre ton groupe et tu as fini.

Posté par
jsvdb
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 21:26

Un isomorphisme de groupe, c'est pas une simple bijection entre deux groupes.
C'est non seulement une bijection, mais tu as toute la structure de l'un qui est identique à l'autre par cette bijection. Tu as, comme dit Bourbaki, un transport de structure de l'un sur l'autre, au point qu'on dit qu'il sont égaux ... à isomorphisme près.
Donc, par exemple, un des deux possède 43 éléments d'ordre 28 si et seulement si l'autre possède 43 éléments d'ordre 28 (même si c'est pas possible, je m'en moque, ça n'a valeur que d'illustration)
En gros, tu ne peux pas les distinguer quant à leurs structures algébriques puisqu'elle sont identiques, tu ne peux les distinguer que par les éléments qui les composent.

Donc, dans le cas qui te préoccupe, ((\Z/2\Z)^2,+) (muni de la structure produit) a au mieux des éléments d'ordre 2 et (\Z/5\Z)^* possède des éléments d'ordre 4. Donc ils ne peuvent pas être isomorphes. Conclusion, ((\Z/5\Z)^*;\times) est isomorphe à (\Z/4\Z;+) puisqu'il n'y a pas, à isomorphisme près, d'autres groupes d'ordre 4.

Le tout, après, c'est de trouver l'isomorphisme.

Posté par
AnneDu60
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 22:26

jsvdb :

Vous avez mis le doigt sur ce que je voulais savoir, oui en effet (/5)x admet un élément d'ordre 4 ce qui n'est pas le cas de (/2)² donc ils ne peuvent pas être isomorphes.
En fait je voulais rédiger ça de façon mathématiques (raisonnement par l'aburde par exemple) pour le prouver, j'imagine que votre argument suffira largement sur une copie d'examen. Toutefois, j'aurais bien voulu avoir une contradiction en supposant que (/5)x est isomorphe à (/2)² .. auriez-vous une idée ?

Oui j'obtiens (/5)x =<3> mais après .......

Posté par
Poncargues
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 22:33

Bis repetita, pourquoi, plutot que de montrer que (Z/5Z)* n'est pas isomorphe à (Z/2)², tu ne montres pas plutot directement que (Z/5)^* est isomorphe a Z/4.

Ensuite, est ce que tu réalises que le fait que 3 engendre (Z/5), implique tout de suite que (Z/5)^* est isomorphe a Z/4.

Plus generalement si un groupe fini d'ordre n possède un élement d'ordre n, il est isomorphe à Z/n.

Enfin si f est un isomorphisme de G sur H  alors l'ordre de a est égal à l'ordre de f(a) pour tout a dans G.

Tous ces faits sont triviaux.

Posté par
Poncargues
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 22:34

Erratum: "que le fait que 3 engendre (Z/5)*", et pas "que le fait que 3 engendre (Z/5)"

Posté par
jsvdb
re : Ordre et isomorphisme 18-02-19 à 22:35

Alors là, sur une copie, c'est imparable :

\forall x \in ((\Z/2\Z)^2,+), \text{ord}(x) \leq 2

or dans ((\Z/5\Z),\times),~\text{ord}(\bar 3) =4

L'isomorphisme entre les deux groupes est donc impossible.

Tu es censée savoir que par un isomorphisme, les éléments "isomorphés" ont le même ordre (et c'est pas difficile à démontrer) et ça ne doit pas forcément être le cas pour un "simple" morphisme.
Aucun raisonnement par l'absurde à faire.



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