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Propriété d'un groupe topologique connexe

Posté par
Nightmare
05-11-08 à 14:04

Bonjour

Je viens de commencer l'étude des groupes et corps topologiques, viens le premier exercice d'application, je rame un peu (ça commence bien !)

Citation :
1)Montrer qu'un groupe topologique connexe est engendré par n'importe quel voisinage de son élément neutre
2)Montrer qu'un groupe topologique est séparé si et seulement si son sous-groupe trivial est fermé.


Je commence par la 1)

Je note 3$\rm V un voisinage de e et 3$\rm H=<V>. Je veux démontrer que H=G. Pour cela, vu qu'on parle de connexité, ma première idée est de démontrer que H est en même temps ouvert et fermé.

H est ouvert :
Je considère l'ensemble 3$\rm H_{n}=\{x_{1}...x_{n}\in G, x_{i}\in V ou x_{i}\in V^{-1}\)

On a alors 3$\rm H=\Bigcup_{n\ge 0} H_{n}.

Je montre par récurrence que les 3$\rm H_{n} sont ouverts et donc qu'il en va de même pour H

H est fermé :

Alors là je bloque... d'un côté j'ai envie de dire qu'on a pas trop le choix, un sous-groupe d'un groupe topologique qui est ouvert est forcément fermé, non? Je dis une grosse bétise?

Merci à vous


Jord

Posté par
Camélia Correcteur
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 14:18

Bonjour

En effet un sous-groupe d'un groupe topologique qui est ouvert est aussi fermé. Voilà pourquoi: Soit donc H un sous-groupe ouvert. Alors l'ensemble des classes à gauche (des xH) est une partition de G. Chaque classe est l'image de H par un homéomorphisme, (la multiplication par x) donc elle est ouverte. Mais alors le complémentaire de H est la réunion de toutes les autres classes, donc un ouvert, donc un fermé!

Je te laisse chercher un peu pour la séparation!

Posté par
Camélia Correcteur
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 16:48

J'y pense; voilà une autre démonstration pour le fait que le sous-groupe H engendré par V est ouvert. Soit x dans H. Comme V est contenu dans H et contient e, on a x\in xV\subset H. A nouveau, comme la multiplication par x est un homéomorphisme, xV est un voisinage de x. Donc H est voisinage de chacun de ses points, ce qui prouve qu'il est ouvert.

Posté par
Nightmare
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:00

Merci Camélia

J'ai trouvé pour la séparation ce n'est pas pas difficile.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:04

Non, ce n'est pas difficile. Je suppose que la question suivante est: Montrer que l'espace quotient G/H est séparé si et seulement si H est fermé. Non?

Posté par
Nightmare
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:05

Hum d'ailleurs je ne sais pas si ce que j'ai fait est vraiment valable.

Le sens => est évident.

Pour le sens réciproque :

On sait qu'un espace est séparé si et ssi sa diagonale est fermée, or sa diagonale est l'image réciproque de {e} par l'application 3$\rm (a,b)\to ab^{-1} qui est continue donc la diagonale est fermée ...

Est-ce que la caractérisation de la séparation par la diagonale fermée marche encore pour un groupe topologique?

Posté par
Nightmare
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:06

Non non, la question était de montrer que G était séparé ssi {e} est fermé.

cependant ta question est intéressante aussi, je vais essayer de la traiter.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:07

Oui, c'est comme ça qu'on fait!

Posté par
Nightmare
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:07

Bah en fait c'est un peu la même idée pour G/H et H non?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:08

Oui, mais j'ai toujours fait ça en troisième question, alors mes réflexes jouent...

Posté par
Nightmare
re : Propriété d'un groupe topologique connexe 05-11-08 à 17:11

héhé, merci en tout cas Camélia

je continue la lecture de mon poly, il risque d'y avoir d'autres questions



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