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#51 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 08-01-2022 19:32:22

En effet, je comprends le problème.

Pour l'indication que tu me proposes, [tex]Card(G)=p^n[/tex], donc [tex]p[/tex] divise [tex]Card(G)[/tex], non ?


Sinon, d'après l'équation des classes, il y a [tex]Card(Z)[/tex] orbites ne contenant qu'un seul élément, et le cardinal des autres orbites est supérieur ou égal à [tex]2[/tex], et est un diviseur de [tex]Card(G)[/tex].
Comme [tex]p[/tex] est premier, on en déduit que le cardinal de chacune des orbites non réduites à un élément est divisible par [tex]p[/tex].
Ainsi, [tex]Card(G)=p^n[/tex] est la somme de [tex]Card(Z)[/tex] et d'un multiple de [tex]p[/tex], et donc p divise [tex]Card(Z)[/tex].

Si c'est correct, voilà où j'en suis.

Merci encore !

#52 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 08-01-2022 13:31:44

D'accord.
Alors, comme Z est un sous-groupe de G, alors card(Z) divise [tex]card(G)=p^n[/tex] d'après le théorème de Lagrange.
En termes de congruences, on a donc que [tex]card(Z)=card(G)=0 (mod p)[/tex]. Autrement dit, p divise card(Z).


Or, [tex]Z[/tex] est un sous-groupe de [tex]G[/tex], donc [tex]e_G\in Z[/tex] et donc [tex]card(Z)\ge 1[/tex].
Si card(Z)=1, alors p divise 1 et donc p=1, impossible car p est premier.
Donc card(Z) est strictement plus grand que 1, et Z n'est donc jamais trivial.

#53 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 08-01-2022 08:44:43

Bonjour tout le monde, bonjour Fred.

Effectivement, comme [tex]G[/tex] agit sur lui-même et que, dans ce cas, les orbites forment une partition de [tex]G[/tex], alors le cardinal de chaque orbite divise le cardinal de [tex]G[/tex].
Ainsi, comme [tex]card(G)=p^n[/tex], alors pour tout [tex]1\le j\le r[/tex] tel que [tex]Card(O_{x_j})\ge 2[/tex], on peut écrire que [tex]Card(O_{x_j})=p^s[/tex] avec [tex]s[/tex] strictement plus grand que [tex]0[/tex].

Or, [tex]p^n=Card(Z)+\sum_{Card(O_{x_j})\ge 2,1\le j\le r} Card(O_{x_j})[/tex] donc [tex]p^n=Card(Z)+(p^{s_1}+p^{s_2}+...+p^{s_r})[/tex] avec [tex]p^{s_1}=Card(O_{x_1})[/tex], etc

Le but est donc de montrer que [tex]Card(Z)>1[/tex]. Et je n'ai pas encore utilisé le fait que [tex]p[/tex] était premier.

#54 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 07-01-2022 15:09:29

Effectivement, [tex]Card(G)=p^n=Card(St_x)\times Card(O_{x})[/tex].
Donc chaque [tex]Card(O_{x_j})[/tex] est un diviseur de [tex]Card(G)[/tex].

Je laisse mûrir cela et je continue plus tard.

Merci beaucoup Fred.

#55 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 07-01-2022 14:15:30

Pour en revenir à mon problème, à savoir montrer que le centre de tout p-groupe est non trivial, on considère donc l'action de G sur lui-même par conjugaison, et l'équation des classes s'écrit :

[tex]\forall 1\le j\le r[/tex], [tex]card(G)=card(Z)+\sum_{card(O_{x_j})\ge 2}Card(G,x_j)[/tex]

et donc [tex]\forall 1\le j\le r, p^n=card(Z)+\sum_{card(O_{x_j})\ge 2}Card(G,x_j)[/tex]

Or, d'après Lagrange, [tex]card(Z)[/tex] divise [tex]card(G)=p^n[/tex].

Je ne vois pas comment progresser...

#56 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 07-01-2022 13:47:02

Ah mais oui !

En fait, j'ai démontré que si [tex]x\in Z[/tex], alors [tex]G.x=\{x\}[/tex], donc que le cardinal de l'orbite est [tex]1[/tex].
Dans l'ensemble [tex]G=\cup_{1\le j\le r}O_{x_j}[/tex], il y a donc [tex]card(Z)[/tex] orbites à [tex]1[/tex] élément, et donc, pour tout [tex]1\le j\le r[/tex], [tex]card(G)=card(Z)+\sum_{card(O_{x_j})\ge 2}Card(G,x_j)[/tex].

#57 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 07-01-2022 13:28:12

En fait Fred, pour résumer, je cherche à appliquer l'équation des classes pour l'action de G sur lui-même par conjugaison, ce qui assurera, apparement, que le centre de G n'est pas réduit à 0.

#58 Re : Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 07-01-2022 13:12:41

Bonjour Fred,

Merci pour ta réponse.
Le but est démontrer que pour [tex]n\in \mathbb{N}^*[/tex], [tex]p[/tex] un nombre premier et [tex]G[/tex] un groupe fini de cardinal [tex]p^n[/tex], le centre de [tex]Z[/tex] de [tex]G[/tex] n'est pas trivial.

Dans la démonstration proposée, on utilise dès le départ l'équation des classes en faisant apparaître [tex]Z[/tex], sous la forme que j'ai proposée. Il y a donc sûrement une erreur.

#60 Entraide (supérieur) » Cas particulier de l'équation aux classes » 07-01-2022 11:38:53

Thgues
Réponses : 14

Bonjour,

Je m'intéresse à l'équation aux classes, qui dit que pour [tex](G,*)[/tex] un groupe fini opérant sur un ensemble fini [tex]X[/tex], et pour [tex]x_1, ..x_q[/tex] des points de [tex]X[/tex] tels que les orbites [tex]O(x_1), ..., O(x_q)[/tex] réalisent une partition de [tex]X[/tex]. Alors :
[tex]Card(X)=[G:G_{x_1}]+...+[G:G_{x_q}][/tex]

Maintenant, si on fait opérer [tex]G[/tex] sur lui-même par conjugaison, et si on note [tex]x_1, ..x_r[/tex] des éléments de [tex]G[/tex] telles que les orbites [tex]O(x_i)=G.x_i[/tex] soient disjointes deux à deux pour tout [tex]1\le i\le r[/tex], alors on a :

[tex]card(G)=card(Z)+[G:G_{x_1}]+...+[G:G_{x_r}][/tex] avec [tex]Z[/tex] le centre de [tex]G[/tex].

Pour la démonstration de cette proposition, je remarque que si [tex]x\in Z[/tex], alors [tex]O(x)=G.x=\{x\}[/tex].
En appliquant la formule des classes, et en se souvenant que [tex][G:G_{x_i}]=card(O_{x_i})[/tex], on obtient alors que :

[tex]Card(X)=card(O_{x_1})+...+card(O_{x_r})=card(\{x_1\})+...+card(\{x_r\})[/tex]

Je ne pense pas que cela ait du sens.

Pouvez-vous m'aiguiller ?

Merci

#61 Entraide (supérieur) » Isomorphisme et ordre d'un élément » 06-01-2022 14:43:46

Thgues
Réponses : 2

Bonjour, et bonne année !

Je souhaite déterminer s'il existe un isomorphisme entre [tex]\frac{Z}{3Z}\times \frac{Z}{9Z}[/tex] et [tex]\frac{Z}{27Z}[/tex].

J'essaye pour cela d'utiliser l'ordre d'un des éléments du groupe, car j'ai l'intuition que ce n'est pas le cas...
En effet, si les groupes sont isomorphes, alors il y aurait un élément d'ordre 27 dans [tex]\frac{Z}{3Z}\times \frac{Z}{9Z}[/tex], comme dans [tex]\frac{Z}{27Z}[/tex].

Si mon raisonnement est correct, je ne vois alors pas comment déterminer l'ordre d'un élément quelconque de [tex]\frac{Z}{3Z}\times \frac{Z}{9Z}[/tex].
Du coup je bloque :)

Pouvez-vous me donner quelques indications ?

Merci

#62 Re : Entraide (collège-lycée) » Formule des proba totales et épreuves indépendantes » 06-01-2022 12:23:10

Bonjour,

Puisque les évènements sont indépendants, on a alors :

[tex]p(A)=p(A\cap A)+p(A\cap B)+p(A\cap C)=p(A)^2+p(A)p(B)+p(A)p(C)
[/tex]
En factorisant par [tex]p(A)[/tex], et en supposant que [tex]p(A)\neq 0[/tex], on obtient alors que [tex]p(A)+p(B)+p(C)=1[/tex] et donc [tex]p(A)=1-p(B)+p(C)[/tex].

Donc effectivement, inutile de passer par la formule des probabilités totales pour calculer [tex]p(A)[/tex].

#63 Re : Entraide (supérieur) » Montrer que c'est une tribu » 30-12-2021 12:48:34

Merci Fred pour tes deux réponses.

J'ai toujours des automatismes qui m'échappent ^^

#64 Re : Entraide (supérieur) » Montrer que c'est une tribu » 29-12-2021 14:54:45

En fait, je ne comprends pas bien l'hypothèse "pour une certaine famille [tex]\mathcal{C}[/tex]; on a...".
Est-ce que cela veut dire que c'est vrai pour n'importe quelle famille [tex]\mathcal{C}\subset P(\Omega_2)[/tex] ?

#65 Re : Entraide (supérieur) » Montrer que c'est une tribu » 29-12-2021 09:37:04

Bonjour Fred.
Effectivement, j'ai oublié de différencier les deux C.

Je recommence.
Bonjour,

Je souhaite montrer que [tex]T=\{B\subset\Omega_2 ∶f^{-1}(B)∈\sigma(f^{-1} (C))\}[/tex] est une tribu sur [tex]\Omega_2[/tex], avec les hypothèses suivantes : [tex]f[/tex] est une application de [tex](\Omega_1,\mathcal{F_1})[/tex] dans [tex](\Omega_2,\mathcal{F_2})[/tex], [tex]\mathcal{F_2}=\sigma(\mathcal{C})[/tex] pour une certaine famille [tex]\mathcal{C}\subset P(\Omega_2)[/tex] et pour tout [tex]C\in \mathcal{C}[/tex], on a [tex]f^{-1}(C)\in \mathcal{F_1}[/tex].


Montrons que [tex]\Omega_2\in T[/tex]. Pour cela, je cherche à trouver [tex]\mathcal{C}[/tex] et [tex]C[/tex] qui vérifient les hypothèses.
Choisissons [tex]\mathcal{C}=P(\Omega_2)\subset P(\Omega_2)[/tex].

Alors pour [tex]C=\Omega_2\in \mathcal{C}=P(\Omega_2)[/tex] donne [tex]f^{-1} (\Omega_2)\in f^{-1} (\mathcal{C})[/tex], avec [tex]f^{-1} (\Omega_2 )\subset\Omega_1\in F_1[/tex].

Or, [tex]f^{-1} (\mathcal{C})\subset\sigma(f^{-1} (\mathcal{C}))[/tex] donc [tex]f^{-1}(\Omega_2)∈σ(f^{-1}(\mathcal{C}))[/tex].
En conclusion, [tex]\Omega_2\in T[/tex].

#66 Re : Entraide (supérieur) » Montrer qu'un ensemble est un compact » 28-12-2021 16:07:27

Bonjour Fred,

C'est bien ce qui me semble aussi.
Je vais vérifier et je reposte très rapidement.

#67 Entraide (supérieur) » Montrer que c'est une tribu » 28-12-2021 16:06:14

Thgues
Réponses : 5

Bonjour,

Montrons que [tex]T=\{B\subset\Omega_2 ∶f^{-1}(B)∈\sigma(f^{-1} (C))\}[/tex] est une tribu sur [tex]\Omega_2[/tex].

Montrons que [tex]\Omega_2\in T[/tex].
Choisissons [tex]C=P(\Omega_2)\subset P(\Omega_2)[/tex].
Alors [tex]C=\Omega_2\in C=P(\Omega_2)[/tex] donne [tex]f^{-1} (\Omega_2)\in f^{-1} (C)[/tex], avec [tex]f^{-1} (\Omega_2 )\subset\Omega_1\in F_1[/tex].
Or, [tex]f^{-1} (C)\subset\sigma(f^{-1} (C))[/tex] donc [tex]f^{-1}(\Omega_2)∈σ(f^{-1}(C))[/tex].
En conclusion, [tex]\Omega_2\in T[/tex].

Est-ce que c'est correct ?

#68 Entraide (supérieur) » Montrer qu'un ensemble est un compact » 27-12-2021 14:28:27

Thgues
Réponses : 2

Bonjour,

Soit [tex]\Omega[/tex] un ouvert de [tex]R^n[/tex]. On pose, pour tout [tex]m\ge 1[/tex], [tex]K_m=\{x\in \Omega : dist(x,R^n-{\Omega^c})\ge \frac{1}{m}\}\cap \{x\in R^n, |x|\le 1\}[/tex] où dist désigne la distance et |.| la norme euclidienne.

Notation : [tex]R^n-{\Omega^c}[/tex] signifie [tex]R^n[/tex] privé de [tex]\Omega^c[/tex].

Je cherche à montrer que [tex]K_m[/tex] est un compact qui vérifie [tex]K_m\subset Int K_{m+1}[/tex].

Je ne comprends pas déjà par la définition de [tex]K_m[/tex].
Déjà, pour me représenter l'ensemble [tex]R^n-{\Omega^c}[/tex], c'est donc [tex]R^n[/tex] privé du complémentaire de [tex]\Omega[/tex] dans [tex]R^n[/tex]. Mais [tex]R^n-{\Omega^c}=\Omega[/tex] du coup, non ?

Merci pour vos indications.

#69 Re : Entraide (supérieur) » Norme d'une forme linéaire continue » 27-12-2021 04:35:42

Bonjour,

Histoire de terminer ce problème...
On avait montré, avec l'inégalié de Hölder, que [tex]||l_g||\le ||g||_q[/tex].

Ensuite, en considérant [tex]f=g|g|^{q-2}[/tex], on remarquait que d'une part, [tex]\int_0^1 |f|^pdm=(||g||_q)^q<\infty[/tex] et d'autre part, que :

[tex]l_g(f)=\int_0^1 fgdm=\int_0^1 |g|^qdm=||g||_q^q[/tex].

Or, [tex]||g||_q^q=||g||_q^{\frac{q}{p}+1}=||g||_q^{\frac{q}{p}}||g||_q=||f||_p||g||_q[/tex].

Ainsi, pour [tex]f=g|g|^{q-2}[/tex], on a [tex]l_g(f)=||f||_p||g||_q[/tex], soit [tex]\frac{|l_g(f)|}{||f||_p}=||g||_q
[/tex] et donc [tex]||l_g||= \sup_{||f||_p\neq 0} \frac{|l_g(f)|}{||f||_p}\ge ||g||_q[/tex].

On a donc bien [tex]||l_g||=||g||_q[/tex].

#70 Re : Entraide (supérieur) » Continuité » 26-12-2021 13:57:41

Et voilà Fred, en suivant tes conseils, j'obtiens ceci :

[tex]||f(\lambda,x)-f(\gamma,b)||=||\lambda x-\gamma b||=||\lambda (x-b)+(\lambda-\gamma)b||\le |\lambda|||x-b||+|\lambda-\gamma|||b||[/tex]

ce qui permet de conclure avec [tex]x[/tex] et [tex]b[/tex] proches et [tex]\lambda[/tex] et [tex]\gamma[/tex] proches.

#71 Re : Entraide (supérieur) » Continuité » 26-12-2021 12:44:49

Bonjour Fred,

D'accord, je vais essayer.

Entre temps, j'ai remarqué que [tex]||f(\lambda,x)||_E=||\lambda x||_E= |\lambda| ||x||_E[/tex]. L'application [tex]f[/tex] étant de plus bilinéaire, elle est continue.

#72 Entraide (supérieur) » Continuité » 26-12-2021 10:39:39

Thgues
Réponses : 3

Bonjour,

Je considère E un espace vectoriel normé sur [tex]K=R[/tex] ou [tex]C[/tex], [tex]a\in E[/tex] et [tex]\lambda \in K[/tex].
On affirme que l'application [tex]f : (\lambda,x)\to \lambda x[/tex] est continue, sans démonstration.

Je souhaite démontrer ce résultat en revenant à la définition de la continuité.
Il s'agit donc de montrer que :

[tex]\forall \epsilon >0, \exists \nu_{\epsilon}>0, \exists \alpha_{\epsilon}>0, \forall a\in E, \forall \gamma \in K, |\lambda-\gamma| <\alpha_{\epsilon}, ||x-a||_E<\nu_{\epsilon}[/tex] implique que [tex]||f(\lambda,x)-f(\gamma,a)||_E=||\lambda x-\gamma a||<\epsilon[/tex].

En regardant un peu ce que l'on veut, on peut déjà obtenir que :

[tex]||f(\lambda,x)-f(\gamma,a)||_E=||\lambda x-\gamma a||_E\le|\lambda| ||x||_E+|\gamma|||a||_E[/tex]

Est-ce que mon raisonnement est pour l'instant correct ?
Je ne vois pas comment conclure si c'est bien le cas.

Merci pour vos indications.

#73 Re : Entraide (supérieur) » Suites exactes courtes » 24-12-2021 11:11:47

Effectivement, merci Fred.

Pour l'injectivité de [tex]f[/tex], en considérant [tex]f_0 : 1\to G'[/tex] avec [tex]Im(f_0)=ker(f)[/tex].
Pour [tex]a\in 1[/tex], on a [tex]f_0(a)=f_0(e)=e[/tex] car [tex]f_0[/tex] est un morphisme de groupes et donc [tex]Im(f_0)={e}=ker(f)[/tex] et donc [tex]f[/tex] est injective.

#74 Re : Entraide (supérieur) » Classes d'équivalence » 24-12-2021 10:20:31

Oui, effectivement, merci !
Je pense qu'on peut ajouter que, puisque les éléments de la classe d'équivalence peuvent être définis par une action transitive (je ne sais pas si c'est bien formulé), alors le nombre d'orbites de X est égal à 1.

#75 Entraide (supérieur) » Classes d'équivalence » 24-12-2021 07:09:49

Thgues
Réponses : 3

Bonjour,

Soit (G,*) un groupe agissant sur un ensemble X non vide.
J'ai vérifié que la relation sur x définie par : xRy ssi il existe [tex]g\in G[/tex] tel que y=g.x (le point . désignant l'action de G sur X) est une relation d'équivalence sur X.

Je m'intéresse maintenant à la description des classes d'équivalence.
On a donc : Cl(x)={[tex]y\in G[/tex] tel que xRy}={[tex]y\in G[/tex] tel qu'il existe [tex]g\in G[/tex] tel que y=g.x}=[tex]O_y[/tex] où [tex]O_y[/tex] est l'orbite de y.

Est-ce que je me trompe ?

Merci pour vos indications.

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