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#2 Entraide (supérieur) » Pôle simple » 09-12-2020 18:25:17

Tmota
Réponses : 2

Bonjour,
je suis bloqué sur une question d'un énoncé de concours pour lequel je ne saisis pas la démarche. La voici :

On considère un entier n>0 et deux suites finis $(a_k)$ et $(b_k)$ de réels telles que $a_j+b_k\neq 0$ pour tout indice $k$. On définit ensuite $D_m$ le déterminant de Cauchy et la fraction rationnelle :

$R(X)=\frac{\prod_{k=1}^{n-1}(X-a_k)}{\prod_{k=1}^{n}(X+b_k)}$

On suppose que R(X) s'écrit sous la forme

$R(X)=\sum_{k=1}^n\frac{A_k}{X+b_k}$

.


Il est dit :

Cor a écrit :

Pour commencer, remarquons que comme $a_j+b_k\neq 0$ alors la fraction rationnelle $R$ est écrite sous forme irréductible. Tous les $-b_k$ sont bien des pôles de $R$.
En outre, l'existence d'une décomposition en éléments simples pour R de la forme :

$R(X)=\sum_{k=1}^n\frac{A_k}{X+b_k}$

entraîne que tous les pôles de $R$ sont simples et par conséquent que les $(b_k)$ sont deux à deux distincts.

Je ne comprends pas le passage en gras !
Quelque chose m'échappe, pouvez-vous m'aider ?
Merci !

#3 Re : Entraide (supérieur) » Partie génératrice d'un groupe » 30-05-2020 20:28:04

Bonsoir !
Merci de votre réponse ! Ce qui veut donc dire que tout élément de $g$ va s'écrire "comme combinaison des éléments $g_1,\cdots,g_p$.
Mais pour l'écriture $<g_1,\cdots, g_p>$, de façon ensembliste, qu'est-ce qu'elle signifie ?

#4 Entraide (supérieur) » Partie génératrice d'un groupe » 30-05-2020 12:03:15

Tmota
Réponses : 3

Bonjour,

je cherche à comprendre pourquoi la construction suivante permet d'obtenir une partie génératrice d'un groupe $(G,.)$ noté multiplicativement, en supposant ce dernier de cardinal fini $n\ge 2$ :

$g_1\in G$ avec $g_1\neq e$

$g_2\not\in <g_1>$

$g_3\not\in <g_1,g_2>$

etc

$g_p\not\in <g_1,g_2,...,g_{p-1}>$.

Processus qui s'arrête pour un certain $p\in\mathbb{Z}$ vu que $G$ est fini.

On peut alors écrire $G=<g_1,...,g_p>$.
Je comprends l'esprit de la construction, mais je n'arrive pas à justifier que c'est bien une partie génératrice.
En fait, les nombreuses situations que j'ai pu étudier, c'est les cas où la partie est engendrée par un élément. Je sais alors que :

$<g>=\{g^k\mid k\in\mathbb{Z}\}$

Ici, avec $p$ éléments, je m'y perds un peu.
Pouvez-vous m'aider ?
D'avance merci !

#5 Re : Entraide (supérieur) » Espace affine et action de groupes » 20-04-2020 13:15:56

Bonjour Fred,

je change les notations alors !

Je fixe un point $O\in\mathcal{E}$ et un vecteur $v\in E'$.

Pourquoi puis-je ainsi poser $M'=f(O)+v$ ? Je ne le vois pas. Je suis sur le chapitre qui traite d'espace affine et dès le début de ce chapitre on parle d'une action de groupes à droite, simplement transitive.

Raison pour laquelle j'ai utilisé cela. Je ne vois pas comment justifier l'existence de $M'\in\mathcal{E}'$ sinon.

Pour en revenir à ma question, plus précisément, la simple transitivité c'est :

$\forall x\in X\,,\forall y\in X\,,\exists !g\in G\,:y=x.g$ (à droite)

Imaginons maintenant que j'ai un $x\in X$ fixé, puis un $g\in G$ fixé aussi. Puis-je dire qu'alors il existe $y\in X$ telle que $y=x.g$ ?

#6 Entraide (supérieur) » Espace affine et action de groupes » 20-04-2020 08:50:42

Tmota
Réponses : 3

Bonjour,

Je dois montrer qu'une application affine $f:\mathcal{E}\to\mathcal{E}'$ est surjective (resp. injective) ssi. son application linéaire $\phi:E\to E'$ l'est. Je fais un blocage sur la démonstration qui m'est proposée.

Je veux montrer le sens $[f surjective]\Rightarrow [\phi surjective]$.

La démonstration commence ainsi :

Démonstration a écrit :

Fixons un point $w\in\mathcal{E}$.

Soit $v\in E'$ un vecteur.

Alors il existe un point $M'\in\mathcal{E}'$ tel que $\vec{f(w)M'}=v$.

Je bloque sur cette affirmation. Après, j'arrive à comprendre la démonstration !

Je sais que l'action à droite du groupe additif $(E,+)$ sur l'espace affine $\mathcal{E}$ est simplement transitive.

Dans le cas général, cela se traduit en disant que :

$\forall x\in X\,,\forall y\in X\,,\exists! g\in G\,:y=x.g$

Dans le cas présent, on a $X=\mathcal{E}'$ et $G=E'$.

Et cela signifie que :

Si $M$ et $N$ sont deux points de $\mathcal{E}'$ alors il existe un unique vecteur $v\in E'$ tel que $N=M+v$.

Mais je ne fais pas le lien avec ce qui est proposé dans la démontration.

Autre question, dans la définition d'une action simplement transitive. Puis-je permuter pour réécrire la définition ainsi :

$\forall x\in X\,,\forall g\in G\,,\exists y\in X\,:y=x.g$

Ou est-ce un raisonnement logique faux ?

Merci d'avance de votre aide !

#7 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 20-04-2020 08:41:49

Bonjour,

Ai-je écris une bêtise ?
Les groupes triviaux sont les groupes extrêmes au sens de l'inclusion, non ?

#9 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 10-04-2020 17:01:15

Je fatigue !
Je vérifie, cela vaut mieux.
$H=\{\bar{0}\}$ est un sous-groupe :
1. Il contient le neutre pour la loi + (à savoir $\bar{0}\in H$)
2. Il est stable pour l'addition (à savoir $\bar{0}+\bar{0}=\bar{0}\in H$)
3. Il est stable par passage à l'inverse (à savoir $\bar{0}^{-1}=\bar{0}\in H$)

$H=\{\bar{1}\}$ n'est pas un sous-groupe :
Il ne contient pas le neutre pour la loi + (à savoir $\bar{0}\not\in H$)

$H=\{\bar{0},\bar{1}\}$ est un sous-groupe :
1. Il contient le neutre pour la loi + (à savoir $\bar{0}$)
2. Il est stable pour l'addition (car $\bar{0}+\bar{0}=\bar{0}$ ; $\bar{1}+\bar{0}=\bar{0}+\bar{1}=\bar{1}$ ; $\bar{1}+\bar{1}=\bar{0}$)
3. Et il est stable par passage à l'inverse (à savoir $\bar{1}^{-1}=\bar{1}$ et $\bar{0}^{-1}=\bar{0}$)

Les sous-groupes triviaux sont $H=\{\bar{0}\}$ et $H=\{\bar{0},\bar{1}\}$

Da manière générale, ce sont $H=\{e\}$ et $H=G$.

#10 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 10-04-2020 12:06:29

On cherche les sous-groupes $H$ du groupe $(\mathbb{Z}/2\mathbb{Z},+)$.

Alors il y a toujours les triviaux : $H=\{\bar{1}\}$ et $H=\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$.

Est-ce qu'il en existe un autre ?

On sait que $\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}=\{\bar{0},\bar{1}\}$.

S'il en existait un autre, ce serait $H=\{\bar{0}\}$, ce qui ne se peut car il ne contient pas le neutre pour la loi $+$.

#11 Re : Entraide (supérieur) » Suite exacte : produit directs et semi-directs » 10-04-2020 11:52:38

Je cherche mon erreur.

$p$ est une application au départ de $N\times H$ et à valeurs dans $N$.

Lorsqu'hier j'ai écrit que sa restriction à $ker(p)$ était un isomorphisme, c'était faux parce qu'alors cela signifierait que $p_{\mid ker(p)}:ker(p)\to N$ serait un isomorphisme.

Alors qu'en fait, c'est l'application $p: ker(p)\to H$ qui en est une.

L'espace d'arrivée est $H$, et non $N$. Est-ce cela ?

#12 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 10-04-2020 06:02:50

Bonjour Fred,

j'essaye de suivre le raisonnement.

Fred a écrit :

Tu aurais pu dire que le groupe des inversibles de $\mathbb Z/4\mathbb Z$ admet uniquement deux éléments

Oui, car $\phi(4)=2$

Fred a écrit :

donc est (isomorphe à) $\mathbb Z/2\mathbb Z$

Oui aussi car $(\mathbb{Z}/4\mathbb{Z})^\times$ et $\mathbb Z/2\mathbb Z$ sont deux ensembles finis à deux éléments donc équipotent.

Fred a écrit :

dont les sous-groupes sont $\{0\}$ et lui-même.

Là, je ne fais pas le lien.
Est-ce qu'il existe un résultat pour déterminer directement les sous-groupes de $\mathbb Z/2\mathbb Z$, et plus généralement de $\mathbb Z/n\mathbb Z$ ?

Encore merci pour l'aide

#13 Re : Entraide (supérieur) » Suite exacte : produit directs et semi-directs » 10-04-2020 05:58:50

Bonjour Fred,

en notant $\overline{H}:=\{(1,h)\mid h\in H\}$, il est écrit que $p_{\mid\overline{H}}:\overline{H}\to H$ est un isomorphisme. C'est une erreur ?

#14 Entraide (supérieur) » Suite exacte : produit directs et semi-directs » 09-04-2020 16:59:24

Tmota
Réponses : 6

Bonjour,

dans mon cours, j'ai la définition générale d'une suite exacte :

Définition a écrit :

$1\to N{\to}_i G{\to}_p H\to 1$

où :
(1) $N$, $G$ et $H$ sont des groupes ;
(2) $i$ est un morphisme injectif ;
(3) $p$ est un morphisme surjectif.
(4) On a $Im(i)=Ker(p)$.

Ensuite j'ai l'exemple avec le produit direct :
(1) $N$ et $H$ sont deux groupes. Et $G=N\times H$ le produit cartésien de $N$ par $H$.
(2) $i$ est le morphisme injectif de $H$ sur $G=N\times H$ défini par $i(h)=(1,h)$;
(3) $p$ est la projection de $G=N\times H$ sur $N$. C'est un morphisme surjectif.
(4) On a :
D'une part : $Im(i)=\{i(h)\mid h\in H\}=\{(1,h)\mid h\in H\}$.
D'autre part : $Ker(p)=\{(n,h)\in G\mid p(n,h)=1\}=\{(n,h)\in G\mid n=1\}=\{(1,h)\mid h\in H\}$.
D'où $Im(i)=Ker(p)$.

Par conséquent, avec $i$ et $p$ ainsi défini, on a une suite exacte.

Ensuite il est dit que la restriction de $p$ à $Ker(p)$ est un isomorphisme : $Ker(p)\simeq H$.

Et qu'un exemple classique est le lemme chinois qui stipule que $\mathbb{Z}/pq\mathbb{Z}\simeq \mathbb{Z}/p\mathbb{Z}\times \mathbb{Z}/q\mathbb{Z}$ où $(p,q)=1$.

Je n'arrive pas à faire le lien entre l'aspect théorie (ce qu'est une suite exacte) et le pratique. Je ne vois pas comment utiliser ce résultat pour retrouver le lemme chinois. Pouvez-vous m'aider ?
D'avance merci.

#15 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 09-04-2020 16:38:09

Bonjour,

alors, le triplet $(\mathbb{Z}/4\mathbb{Z},+,\times)$ est un A.C.U.

Il n'est pas un corps car 4 n'est pas premier.

Le couple $((\mathbb{Z}/4\mathbb{Z})^\times,\times)$ est toujours un groupe pour la loi $\times$.

On sait que $card((\mathbb{Z}/4\mathbb{Z})^\times)=\phi(4)=\phi(2^2)=2^{2}-2^{2-1}=4-2=2$.

Les inversibles de $\mathbb{Z}/4\mathbb{Z}$ sont les $\bar{k}$ tel que $pgcd(k,4)=1$. Soit $\bar{1}$ et $\bar{3}$.

D'où $(\mathbb{Z}/4\mathbb{Z})^\times=\{\bar{1},\bar{3}\}$.

Je prends $G=<\bar{3}>$.

C'est un sous-groupe fini de $((\mathbb{Z}/4\mathbb{Z})^\times,\times)$.

Et il est cyclique.

Qu'en pensez-vous ?

#16 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 08-04-2020 16:14:11

Merci !

Si le triplet $(A,+,\times)$ est un anneau commutatif unitaire, alors le couple $(A^\times,\times)$ est toujours un groupe : groupe multiplicatif des inversibles.

Dans cet exercice, on prouve que si l'anneau en question est un corps, alors tout sous-groupe du groupe multiplicatif des inversibles est cyclique.

Est-il possible d'avoir un anneau au départ qui ne soit pas un corps et que pourtant le résultat reste valable ?

#17 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 08-04-2020 15:55:40

$m$ désigne l'ordre maximal de l'élément $z\in G$.

$M$ désigne le ppcm des ordres des éléments de $G$.

Alors on a $M=m$ ?

#18 Re : Entraide (supérieur) » Groupe cyclique et équivalence » 08-04-2020 15:53:48

Je suppose que $G$ est cyclique.

Alors il existe un élément $g$ de $G$ qui l'engendre : $G=<g>$.

Par conséquent $card(<g>)=card(G)$, soit $o(g)=n$.

Et donc il existe bien un élément $g$ d'ordre $n$.

C'était évident !

#19 Entraide (supérieur) » Groupe cyclique et équivalence » 07-04-2020 17:08:28

Tmota
Réponses : 2

Bonjour,

je dois faire l'exercice suivant :

Exercice a écrit :

On note de façon additive un groupe $(G,+)$.
On suppose que $card(G)=n$.

Je dois montrer que $G$ est cyclique ssi il existe dans $G$ un élément d'ordre $n$.

Preuve :
$\Rightarrow$

Je suppose qu'il existe $g\in G$ tel que $o(g)=n$.

Comme $g\in G$, alors $<g>\subset G$.

Comme $o(g)=card(<g>)=n=card(G)$, alors en particulier $card(<g>)=card(G)$.

Par conséquent, $<g>\subset G$ et $card(<g>)=card(G)$ implique $G=<g>$.

Donc $G$ est cyclique.

Je coince sur la réciproque.
Pouvez-vous m'aider ?
D'avance merci.

#20 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 07-04-2020 17:03:35

Merci !

Dans la question 3, j'ai rédigé différemment pour éviter l'excès de formalisme.

J'ai écrit ceci :

Notons $M$ le ppcm des ordres des éléments de G.

On a prouvé que pour tout $x$ élément de $G$ d'ordre $n$, $m=ppcm(m,n)$. Donc $n\mid m$. Par conséquent $m$ est multiple de tous les ordres des éléments de $G$. $M$ étant le plus petit d'entre eux, on a $M\le m$.

Réciproquement, puisque $m$ est l'ordre de l'un des éléments de $G$ alors $m\mid M$ et donc $m\le M$.

Finalement, $m=M$.

Qu'en pensez-vous ?

#22 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 29-03-2020 16:06:38

Merci !
Pour la dernière question, voilà ce que j'ai écrit :
Soit $K$ un corps commutatif.
Soit $G$ un sous-groupe fini du groupe multiplicatif $(K^*,.)$.
Montrons que $G$ est cyclique.

Soit $x\in G$.
On sait qu'il existe un élément $z\in G$ d'ordre maximal $m$ qui est égal au ppcm des ordres des éléments de $G$.
Alors $x^m=1$.

Par conséquent, $G\subset\{x\in K\mid x^m-1=0\}$.

Or le polynôme $X^m-1\in K[X]$ a au plus $m$ racines.

Donc $n\le m$.

Mais $card(<z>)\mid card(G)$ et donc $m\mid n$ et donc $m\le n$.

D'où $n=m$.

Par conséquent, $<z>\subset G$ et $card(<z>)=card(G)$, d'où $G=<z>$.

Qu'en pensez-vous ?

#23 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 22-03-2020 14:09:24

Comme $G$ est fini alors tout élément de ce groupe a un ordre fini. De surcroît, si l'on considère l'ensemble des ordres des éléments du groupe G, alors c'est un ensemble fini d'entiers donc admet un plus grand élément.

Ai-je bien compris ?

#24 Re : Entraide (supérieur) » Sous-groupe d'un corps commutatif » 21-03-2020 14:19:12

Bonjour.

J'ai repris la question 3 aujourd'hui et je pense avoir bien compris : ce que j'ai écrit dans mon message précédent me semble bon.

Par contre, je ne vois pas comment justifier l'existence d'un élément $z\in G$ d'ordre maximal $m$ ?

#25 Re : Entraide (supérieur) » Action de groupe en application » 20-03-2020 16:10:21

Bonjour,

je suis entrain de reprendre la conclusion de cet exercice.

Je note $x_{(i)}\in S=(a_{1,i},\cdots,a_{p,i})$.

On a vu que : $\textrm{card}(G.x_{(i)})=1 \Leftrightarrow a^p=e$      (où $a:=a_{1,i}=\cdots=a_{p,i}\in G$)

Et donc $A=\{i\in\{1,\dots,r\},\ \textrm{card}(G.x_{(i)})=1\}$ et en bijection avec $\{a\in G,\ a^p=e\}$.

D'où $card(A)=card(\{a\in G,\ a^p=e\})$.

Avec les notations de Fred, on a donc :

$p|h^{p-1}-p\times n \Rightarrow p|card(A) \Rightarrow p|card(\{a\in G,\ a^p=e\})$.

Le nombre de solutions de l'équation $a^p=e$ est donc bien un multiple de $p$.

Par ailleurs :
Comme $e^p=e$ alors $card(\{a\in G,\ a^p=e\})\ge 1$.
Comme $p|card(\{a\in G,\ a^p=e\})$ alors $card(\{a\in G,\ a^p=e\})\ge p$.

Donc il existe $a\in G$, $a\neq e$ tel que $a^p=e$.

Et donc il existe au moins un élément d'ordre $p$.

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