sous groupe de Z/NZ
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sous groupe de Z/NZ



  1. #1
    sleinininono

    Question sous groupe de Z/NZ


    ------

    Bonjour,
    Je souhaite prouver que tous sous groupes de Z/NZ est l’ensemble des multiples d’un diviseur de N ( de façon équivalente donc un ssi).

    J’arrive aisément à prouver la réciproque, donc si M|N alors kM est un sous-groupe, mais dans l’autre sens, je n’ai qu’une démonstration un peu bancale s’appuyant sur plusieurs étapes comme de montrer que l’ensemble a forcement comme plus petit élément positif M, diviseur de N. Auriez vous une idée ?

    Merci,
    sleinininono.

    -----

  2. #2
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Bonjour.

    Comme ta preuve n'est pas rédigée, je ne peux dire si elle est correcte, mais c'est une voie souvent utilisée pour faire cette preuve. Maintenant, si tu la trouves "bancale", à toi d'en faire une preuve correcte. Ou, si tu n'y arrives pas, de nous la présenter qu'on puisse t'aider.

    Cordialement.

  3. #3
    AncMath

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Regarde la pré-image d'un tel sous groupe par la projection.

  4. #4
    sleinininono

    Re : sous groupe de Z/NZ

    merci gg0 pour votre réponse.

    je sais qu'elle est juste car c'est la méthode qu'on m'a recommandé. On m'a dit " fait comme pour prouver que les sous groupes de Z sont les NZ" et c'était la méthode pour le faire.

    Néanmoins je trouve pas ça intuitif. Je me vois mal refaire ça seul. Ma question est donc existe t-il une méthode que je pourrai retrouver le jour où j'en aurai besoin?

    encore merci

    sleinininono


    merci AncMath pour l'idée mais je vois pas ce qu'est qu'une projection dans la théorie des groupes... uniquement dans les Ev. Serait-il possible d'avoir plus de précision?
    Dernière modification par sleinininono ; 18/10/2017 à 20h35.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    AncMath

    Re : sous groupe de Z/NZ

    La projection, c'est juste l'application de passage au quotient . C'est un morphisme de groupe, et si est un sous-groupe de alors est... ?

  7. #6
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : sous groupe de Z/NZ

    "Néanmoins je trouve pas ça intuitif. " Pourquoi devrait-ce l'être ?
    Et tu dis ça parce que tu n'as pas cherché toi-même à trouver quels sont les sous groupes de Z, tu aurais fini par avoir l'idée seul.

    Les preuves des autres, ça n'est pas très "intuitif" !!

  8. #7
    sleinininono

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Ancmath, tu veux dire on projette Z sur le groupe quotienté ?

    tu proposes de voir H sous groupe de Z/NZ. Donc on a à ce moment que l'ordre de H divise celui de Z/NZ et donc card H divise card N par le théorème de Lagrange.

    Une des solutions correspond à associer à "card H" éléments, un élément N. C'est p^-1(H) ça non?


    Vous proposez donc gg0 d'apprendre des démonstrations par coeur? Je cherche mais malheureusement je ne trouve pas toujours, ce qui est en occurrence le cas... c'est pour cela que je vous écris.

  9. #8
    gg0
    Animateur Mathématiques

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Une fois qu'on a compris une démonstration, inutile de l'apprendre "par cœur", on saura la retrouver. Si on a vraiment compris ce qui s'est passé. D'ailleurs, que la méthode soit rapide ou pas, on ne retrouvera pas une démonstration pas comprise.
    Et tu fais un contre-sens sur ce que je t'ai dit ...

  10. #9
    minushabens

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Citation Envoyé par sleinininono Voir le message
    Ancmath, tu veux dire on projette Z sur le groupe quotienté ?
    tu connais une autre façon de définir le quotient? peut-être que ton cours parle de surjection canonique au lieu de projection? de mon temps on disait comme ça.

  11. #10
    sleinininono

    Re : sous groupe de Z/NZ

    en fait j'ai pas réellement bien vu le groupe quotient. Je me le représente et je vois à quoi il correspond mais j'avais jamais pensé à l'associer à une projection. Mais c'est très habile.


    J'ai toujours vu les projections dans un Ev, jamais en théorie des groupes.
    Le groupe quotient je le voyais plus comme une translation d'un ensemble de départ. Mais effectivement c'est intéressant ce mode de pensée.

  12. #11
    minushabens

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Citation Envoyé par sleinininono Voir le message
    en fait j'ai pas réellement bien vu le groupe quotient.
    il faudrait peut-être commencer par là.

    il y a deux façons de voir:

    - l'une que j'appellerais "elémentaire" consiste, un certain entier n étant fixé, à définir sur Z une relation d'équivalence R (x R y ssi n divise x-y) et ensuite à définir d'abord l'ensemble Z/nZ des classes d'équivalence pour cette relation, et ensuite à le munir d'une structure de groupe (ou d'anneau).

    - l'autre plus abstraite, qu'il vaut mieux voir dans le cadre d'un groupe général, qui consiste à considérer un groupe G et un sous-groupe H (vérifiant certaine condition) et à considérer tous les (homo)morphismes de G vers un autre groupe, dont le noyau contient H. Le quotient de G par H représente en quelque sorte ce qu'il y a de commun à tous ces morphismes (je ne développe pas ici ce serait trop long).

  13. #12
    sleinininono

    Re : sous groupe de Z/NZ

    oui je vous suis complétement. Je n'arrive pas à expliquer comme ça mais j'ai assimilé ces deux notions.
    Comment cela peut-il nous aider pour la question?

    merci et bonne journée
    sleinininono

  14. #13
    AncMath

    Re : sous groupe de Z/NZ

    La notion de quotient pose souvent problème aux étudiants quand ils la voient pour la première fois. Je pense que c'est parce qu'ils se focalisent sur la construction du quotient, alors qu'in fine la construction n'a quasiment aucun intérêt. La seule chose que tu as à savoir sur les quotients est la chose suivante.

    Prend un groupe et un sous groupe normal/distingué de . Le quotient est caractérisé par les propriétés suivantes
    1) Il existe un morphisme de groupe .
    2) Ce morphisme est surjectif.
    3) Le noyau de ce morphisme est .
    4) Si est un morphisme qui "tue" , c'est à dire que , alors il existe un unique morphisme de groupe tel que .

    Ces propriétés ne sont d'ailleurs pas minimales, la 4 implique les autres.

    Avec cela tu peux parfaitement "décrire" ton groupe . Tout élément de s'écrit avec un élément de , et deux tels éléments sont égaux ssi .

    La construction sert à montrer qu'effectivement un tel groupe existe.

    Ces 4 propriétés sont suffisantes pour faire ton exo, et... tous les autres j'ai envie de dire, tu peux les prendre comme "définition" de ton groupe quotient.

    Ici, si tu prend un sous groupe quelconque de alors est un sous groupe de par 1), d'autre part par 2), et contient certainement par 3).
    Il te reste à décrire les sous groupes de qui contiennent .
    Dernière modification par AncMath ; 19/10/2017 à 11h33.

  15. #14
    AncMath

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Souvent l'application est omise quand on note les éléments de , au lieu de noter l'image d'un élément de dans on le note ou ou même souvent sans plus de précision.

  16. #15
    sleinininono

    Thumbs up Re : sous groupe de Z/NZ

    merci pour ces explications c'est vraiment propre !

    pourriez vous simplement repréciser le 4ème point ? qu'est ce que T? en quoi l'application annule H si f(H) = 1?


    par rapport à l'exercice en lui même :

    quand vous écrivez K = p(p^-1 (K)), j’émets des doutes que la surjectivité soit suffisante...

    on a par exemple cosinus qui est surjective.
    arcos(cos(A) ne donne pas A... c'est vrai que cos(arcos(A) donne A, mais je vois pas pourquoi c'est lié à la surjectivité. cos arcos A donne A parce que arccos réduit l'ensemble d'arrivé qui fait qu'on est en bijection alors que arccos cos A a ce problème de bijectivité. Qu'en pensez vous?



    mais en supposant que c'est vrai alors :

    K sous groupe de Z/NZ, p projecteur, morphisme de groupe;
    on se retrouve avec p^-1 (K) qui est un sous groupe. On sait aussi que dans p^-1 (K) on a les NZ. Donc ce sous groupe de Z est de la forme des multiples M de NZ donc N divise M.
    On repasse par p et alors les sous groupes de Z/NZ sont les sous groupes générés par les diviseurs de N ; cette dernière étape est un peu obscure pour moi même si j'ai l'impression que c'est ce que l'on cherché.



    merci pour cette méthode qui me semble vraiment super, qui correspond vraiment à ce que je cherchais. Si il vous est possible de rajouter les petits détails qui me manquent, ce serait parfait.

    Merci encore et bonne journée,

    sleinininono

  17. #16
    minushabens

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Citation Envoyé par sleinininono Voir le message
    en quoi l'application annule H si f(H) = 1?
    ha ha! moi aussi j'ai failli écrire "morphismes qui s'annulent sur H" alors que dans un groupe général l'élément neutre est noté 1 et pas 0. Mais il n'existe pas de verbe "unuler" donc AncMath a écrit "annuler" pour signifier que l'image est l'élément neutre.

  18. #17
    AncMath

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Citation Envoyé par sleinininono Voir le message
    pourriez vous simplement repréciser le 4ème point ? qu'est ce que T? en quoi l'application annule H si f(H) = 1?
    Ici, est n'importe quel groupe.
    Et 1 est le neutre dans le groupe, j'aurai pu le noter 0 l'expression annuler aurait alors été plus claire, mais dans un groupe non abélien il est assez malvenu de noter 0 le neutre.


    par rapport à l'exercice en lui même :

    quand vous écrivez K = p(p^-1 (K)), j’émets des doutes que la surjectivité soit suffisante...
    Et bien prouve-le !

    on a par exemple cosinus qui est surjective.
    arcos(cos(A) ne donne pas A... c'est vrai que cos(arcos(A) donne A, mais je vois pas pourquoi c'est lié à la surjectivité. cos arcos A donne A parce que arccos réduit l'ensemble d'arrivé qui fait qu'on est en bijection alors que arccos cos A a ce problème de bijectivité. Qu'en pensez vous?
    Attention ici, tu fais une confusion entre deux choses. Arcos qui est une réciproque de cos sur un intervalle adéquat, et la notion d'application réciproque qui prend en argument les sous ensembles de l'ensemble image.




    On repasse par p et alors les sous groupes de Z/NZ sont les sous groupes générés par les diviseurs de N ; cette dernière étape est un peu obscure pour moi même si j'ai l'impression que c'est ce que l'on cherché.
    Si c'est mystérieux écris proprement les chose.

    Je me replace dans le cas général. Si K est un sous groupe de G, alors p(K) est un sous groupe de G/H, et si K contient H il est très bien venu de le noter K/H. Si K est engendré par une famille S, alors bien sur K/H est engendré par p(S), c'est à dire engendre par les images par des éléments qui engendrent K. C'est une évidence mais encore faut il le noter.

    Sur ton cas particulier ton sous groupe mZ de Z, engendré par un diviseur m de N a une image qui est engendrée par p(m).
    Dernière modification par AncMath ; 19/10/2017 à 13h38.

  19. #18
    invite36041331

    Re : sous groupe de Z/NZ

    Salut à tous et à Bidoof,

    Citation Envoyé par sleinininono Voir le message
    Je souhaite prouver que tous sous groupes de Z/NZ est l’ensemble des multiples d’un diviseur de N ( de façon équivalente donc un ssi).
    Si G est un sous-groupe Z/NZ alors M=o(G)|N.

    Montre qu'alors G=<N/M> le groupe engendré par N/M (N divisé par M).

    Bonne journée.

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