[PDF] Sans titre Comment montrer qu'un groupe





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Cours : Groupes

(R?×) est un groupe commutatif



Groupes sous-groupes

http://exo7.emath.fr/ficpdf/fic00020.pdf



Alg`ebre 1-GROUPES

des applications est un groupe. Il peut être non commutatif même si. G l'est [exercice : montrer que c'est le cas pour G = Z/2Z × Z/2Z].



Chapitre1 : Groupes

Si de plus ? est commutative on dit que (G





1 Exemples de groupes sous-groupes

http://math.univ-lyon1.fr/homes-www/calaque/Enseignements/TD-groupes.pdf



Sans titre

Comment montrer qu'un groupe est cyclique ? 5. Comment montrer qu'un un groupe commutatif et T l'ensemble des éléments de G d'ordre fini. Montrer que T ...





Chapitre II Notion de structure de groupe

Définition : Un groupe est un ensemble muni d'une loi de composition interne alors est dit commutatif (ou abélien). ... Ce qui nous montre que ( ) ( ) ...



Chapitre 5 Lois de composition internes - Relations

Si de plus la loi est commutative



Exo7 - Cours de mathématiques

la loi de groupe est ¯ l’inverse s’appelle plus couramment l’opposé 5 En?n x¯ y? y¯x et donc (Z¯) est un groupe commutatif – (Q¯) (R¯) (C¯) sont des groupes commutatifs – Soit R l’ensemble des rotations du plan dont le centre est à l’origine O



Cours de mathématiques - Exo7

Le groupe (A ) est-il commutatif? Montrer que l’ensemble H formé des éléments f ? A tels que f(x)?f(y) = x?y pour tous xy ? R forme un sous-groupe de A En préciser les éléments 3 Soit G un sous-ensemble non vide ?ni de GL n Montrer que les assertions suivantes sont équivalentes: (1) G est un sous-groupe de GL n (2



TD1 - Relation d’équivalence ensemble quotient

1) Montrer que HK est un sous-groupe de G 2) Soit ? : H ×K ? HK l’application dé?nie par ?(hk)=hk 2 1) Montrer que ? est un morphisme de groupes 2 2) Déterminer l’image de ? et montrer que ker ? = {(hh?1)h? H ?K} 2 3) Montrer que HK est isomorphe à un quotient du groupe H × K par un sous-groupe bien choisi



Exercices sur les groupes 1 Les inexcusables

1) Lemme 1 Montrer que le centre d'un p-groupe non trivial est non réduit à l'élément neutre (voir l'exercice 15) 2) Lemme 2 Soit Gun groupe et Hun sous-groupe du centre de G Montrer que HCG On suppose de plus que G=Hest un groupe monogène ( ni ou in ni) Montrer que Gest commutatif 3) Montrer qu'un groupe d'ordre p2 est commutatif



Exercices sur les structures algébriques - normale sup

montrer que (]?1;1[?) est un groupe commutatif Montrer qu'il est isomorphe à (R+) Exercice 5 On considère l'ensemble constitué des six fonctions de R{0;1} dans lui-même suivantes : f 1(x) = x f 2(x) = 1 1?x f 3(x) = x x?1 f 4(x) = 1 x f 5(x) = 1 ? x et f 6(x) = x?1 x Montrer qu'il s'agit d'un groupe pour la



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Dé?nition 1 1 Un groupe est un triplet (Gme) composé d’un ensemble G d’une application m : G×G ? G (aussi appelée loi de composition interne) et d’un élément e ? G tels que : i) la loi m est associative : ?(g 1g 2g 3) ? G3 m(m(g 1g 2)g 3) = m(g 1m(g 2g 3)) ii) l’élément e est neutre : ?g ? G m(eg) = m

Comment montrer qu’un ensemble est un groupe ?

Montrer qu’un ensemble est un groupe à partir de la dé?nition peut être assez long. Il existe uneautre technique, c’est de montrer qu’un sous-ensemble d’un groupe est lui-même un groupe : c’estla notion de sous-groupe. Soit (G,?) un groupe. e2H, pour toutx2H, on ax¡12H.

Comment montrer qu'un groupe est un groupe monogène ?

Pour les group es faut con aître la clas ication. Lemme Montrer 2. 15). est un groupe monogène (ni ou inni). Montrer que est non réduit à l'élément neutre (voirPrépa Agreg G. On sup ose de est commutatif. est commutatif. 6) 5) Complément. ? 3 Group e quotient G. On dénit des nombres premiers distincts). pour RH 8x ) 8x xHx1 0RHnG). ). :

Comment montrer qu'un morphisme est un pro duit de commutateurs ?

Z(O(V)),Z(SO(V)). Group e dérivé un group e. Pour commutateurs. est un pro duit de commutateurs. D(G) = 1. un morphisme de group es. Montrer que l'est). l'est pas. est (surjectif (resp. bijectif ) si l'est). Don er un exemple où Z(G) =G? ker'. groupe ab élien. Montrer que tout morphisme se : G!G=D(G). Homg r . (G=D(G); A)!Homg r . Homg r.

Comment écrire les permutations ?

Notation 9.10Ceci mène à une nouvelle manière d’écrire les permutations. Un cycle est noté enindiquant entre des parenthèses les images successives d’un point de son orbite non ponctuelle, parexemple la notation?= (134)désigne le3-cycle tel que?(1) = 3,?(3) = 4et?(4) = 1.

chapitre 1

1. Comment montrer qu'un élément d'un groupe

est d'ordre fini ?

2. Comment montrer qu'un sous-groupe

est engendré par une partie non vide ?

3. Comment montrer qu'un groupe est monogène ?

4. Comment montrer qu'un groupe est cyclique ?

5. Comment montrer qu'un sous-groupe

d'un groupe est distingué (ou invariant) ?

6. Comment déterminer la signature

d'une permutation ?

7. Comment montrer qu'un élément d'un anneau

est nilpotent ?

8. Comment montrer qu'une partie d'un anneau

est un idéal ?

9. Comment calculer dans

nZZ

Structures algébriques (compléments)

méthode1 14

Structures algébriques (compléments)

Comment montrer qu"un élément d"un groupe

est d"ordre fi ni ? Soit (,)G un groupe d'élément neutre e et soit aG.

Pour montrer que

a est d'ordre fini, on montre qu'il existe nN tel que n ae .

On appelle ordre de

,a le plus petit entier naturel non nul n tel que n ae.

Exemple

Soit 4 4 , 1Gz z C1, i, i,1. On sait que 4

G muni de la multiplication est un

groupe. Trouver l'ordre de chacun des éléments de 4 G.

On a :

4

11, donc 1 est d'ordre fini, ici ordre 1 2 ;

4 i1, donc i est d'ordre fini, ici ordre i 4 ; 4 i1, donc i est d'ordre fini, ici ordre i 4.

Exercices

Ex. 1. • Soit (,)G un groupe d'élément neutre e et soit x un élément de G tel que n xe pour un entier naturel n.

Montrer que l'ordre de

x divise n. E x. 2. • Soient (,)G un groupe, x et y deux éléments de G.

Montrer que si a.

x, y et xy sont d'ordre 2, alors xy yx ;

Montrer que si b.

x est d'ordre fini, alors 1 x est d'ordre fini, de plus x et 1 x ont le même ordre ;

Montrer que si c.

x est d'ordre fini alors 1 yxy est d'ordre fini, de plus x et 1 yxy ont le même ordre ;

Montrer que si d.

xy est d'ordre fini alors yx est d'ordre fini, de plus xy et yx ont le même ordre.

Ex. 3. • Soient

G, 'G deux groupes, :'fGG un morphisme de groupes, x un élément de

G d'ordre fini et n l'ordre de x.

Montrer que

fx est d'ordre fini dans 'G et que l'ordre de fx divise n.

Ex. 4. • Soit

,G un groupe commutatif et T l'ensemble des éléments de G d'ordre fini.

Montrer que

T est un sous-groupe de G.

Ex. 5. • Trouver l'ordre de chacun des éléments de 11ZZ 0,. méthode2 15

Comment montrer qu"un sous-groupe

est engendré par une partie non vide ?

Soient

(,)G un groupe, A une partie non vide de G et H un sous-groupe de G.

Pour montrer que

H est engendré par A, on montre que pour tout x ,H il existe n N, 1 n aaA et 1 ,, 1,1 n tels que 1 1 n n xa a

Autrement dit :

1 11 1 , , , , , , 1,1 n nn n

HxaaaaA

Exemple

Soient ,AB deux sous-groupes d'un groupe ,G on considère le sous-groupe S engendré par .AB

Montrer que tout élément de

S est obtenu comme produit d'une

suite finie d'éléments appartenant alternativement à

A et à .B

Soit xS, il existe donc

1 n ccAB, 1 ,, 1,1 n tels que 12 12 n n xcc c

On peut supposer que

1 cA, soit 1 i le plus grand entier de l'ensemble 1, ,n tel que 1 i cA ; si 1 in donc xA, sinon soit 2 i le plus grand entier de 1

1, ,in tel que

xB ; si 2 in alors 12 x avec 11 1 11 i i cc et 11 11 2 in in ccB , sinon soit 3 i le plus grand entier de 2

1, ,in tel que

3 i cA ; si 3 in alors 123
x avec 21
21
3 in in ccA et ainsi de suite.

Il existe donc

13 21 p A 24 2
p

B tels que

123 2p

x ou

12 212 21

ppp x

Exercices

Ex. 1. • Soit n

N, montrer que le groupe

n

S des permutations de 1, ,n est engendré

par les cycles de n S

Ex. 2. • Soit n

N, montrer que

n

S est engendré par les transpositions.

Ex. 3. • Soit

n

N, montrer que

n S est engendré par les 1n transpositions suivantes :

1, 2, (2,3),, ( 1, ).nn

Ex. 4. • Soit n

N, montrer que

n

S est engendré par ,Hs où 1, 2 et

1, 2, ,sn.

méthode 16

Structures algébriques (compléments)

3Comment montrer qu"un groupe est monogène ?

Soit ,G un groupe.

Pour montrer que

G est monogène, on montre qu'il existe aG tel que G soit le sous-groupe engendré par a.

Autrement dit : Il existe

aG tel que n GanZ. On remarque que tout groupe monogène est commutatif.

Exemple

Soit n

N et notons par

, 1 n n

Uz z C. On sait que

n

U muni de la multiplication

des nombres complexes est un groupe. Montrer que n

U est monogène.

n

U est l'ensemble des racines

ièmes n de l'unité.

On a donc :

2i e, 0,, 1 k nn Ukn Po sons 2i e n a , on a pour tout 0, , 1kn, 2i e kquotesdbs_dbs44.pdfusesText_44
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