Khôlle : Un brin de groupe dans Lagrange.

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benekire2
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par benekire2 » 15 Avr 2010, 16:40

Nightmare a écrit:Est-ce que la notation Z/nZ t'est familière? Connais-tu cet "ensemble" ? Si oui, alors une application du théorème de Lagrange serait la démonstration du (petit) théorème de Fermat et plus généralement du théorème d'Euler.

Disons que ça m'est pas familier. Je sais juste que c'est l' anneau des congruences modulo n. Je vais d'abord regarder sa construction, puisque c'est un groupe quotient, et qu'on vient justement de parler des classes d'équivalences :happy3:

( Tu m'en voudras pas si je te dit que c'est quand même pas encore facile à visualiser ces classes d'équivalences ... :triste: )



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Ben314
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par Ben314 » 15 Avr 2010, 17:30

Si ça peut te rassurer Béné, quand j'ai vu la Kholle de Nightmare de cette semaine, je me suis dit que c'était quand même vachement théorique pour des lycéens.
Bon, d'un autre coté, coté calculs, c'est au contraire extrèmement façile (vu qu'y en a quasiment pas...)
Je pense que c'est le genre de truc qu'il faut pas poser à n'importe quel lycéen (ici c'est pas le cas), il risque d'en "déduire" que les math c'est un sacré charabia auquel on comprend que dalle (déjà que même avec des exos moins théoriques tu as vite fait d'en "effrayer" pas mal ...)
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benekire2
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par benekire2 » 15 Avr 2010, 19:23

Ben314 a écrit:Si ça peut te rassurer Béné, quand j'ai vu la Kholle de Nightmare de cette semaine, je me suis dit que c'était quand même vachement théorique pour des lycéens.
Bon, d'un autre coté, coté calculs, c'est au contraire extrèmement façile (vu qu'y en a quasiment pas...)
Je pense que c'est le genre de truc qu'il faut pas poser à n'importe quel lycéen (ici c'est pas le cas), il risque d'en "déduire" que les math c'est un sacré charabia auquel on comprend que dalle (déjà que même avec des exos moins théoriques tu as vite fait d'en "effrayer" pas mal ...)


En math rien ne me rassure, tu dois le savoir a force :zen:
C'est peu être théorique, mais justement c'est bien comme ça, ça change pas mal, et sans connaître trop la prépa ou la fac je peut "conjecturer" que les étudiants doivent être déstabilisés ( du moins au début parce que je pense qu'ils s'en sortent très bien au final)

Tout à l'heure je m'étais dit que j'allais essayer de faire Z/nZ "avec mes mains" et j'y suis pas arriver. J'ai regarder mon bouquin de MPSI et on parle nulle part de Z/nZ et nulle part de classes d'équivalence.

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Ben314
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par Ben314 » 15 Avr 2010, 19:53

Au niveau déstabilisation", ces vrai que les premières années à la fac sont un peu déstabilisé par ce qu'on leur demande (eh, m'sieur, à l'exam y'avais un exo qu'on avais même pas fait exactement le même avant...), et je peut te garantir qu'on leur demande BEAUCOUP moins théorique que ça.

En ce qui concerne la notion de classe d'équivalence, ben il semble que c'est plus trop la mode... (à mon époque, on en parlait dés la quatrième pour définir les quotients et les vecteurs...).
Faut reconnaitre que chez beaucoup d'étudiants, ça coince pas mal... et comme on peut arriver à manipuler à peu prés correctement les quotients, les vecteurs et les congruences sans parler de classes d'équivalences, et ben on les a de plus en plus repoussées dans les programmes.

En ce qui concerne , au départ, on définit la notion de congruence modulo n :
Soit n, a et b trois entiers relatifs. On dit que a et b sont congrus modulo n lorsque b-a est un multiple (entier) de n. On écrit ou, plus simplement .
Il est clair que, pour n fixé, c'est une relation d'équivalence :
Réflexive : pour tout entier a
Symétrique : pour tout entiers a,b, si alors
Transitive : pour tout entiers a,b,c, si et alors
On peut donc parler des classe d'équivalences modulo n: pour un entier a donné, la classe de a modulo n est l'ensemble des entier x tels que

s'il n'y a pas d'ambiguité sur la valeur de n, on utilise fréquement la notation pour la classe de a.
Un exemple :
Si n=5, la classe de 3 est
Le trés gros intérêt de la notion est de pouvoir remplacer une congruence, par exemple par une vrai égalité .
, est alors l'ensemble des classes d'équivalences modulo n.
Il est assez clair qu'en fait où, évidement, les barres désignent les classes modulo n.

Tient, pour voir si tu suit, qui est ? et ?
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benekire2
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par benekire2 » 15 Avr 2010, 20:17

Z/0Z c'est 0 et Z/1Z c'est Z :zen:

Une question : comment construit-on Z a partir de N avec les classes d'équivalence ? Merci :)

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Ben314
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par Ben314 » 15 Avr 2010, 20:20

benekire2 a écrit:Z/0Z c'est 0 et Z/1Z c'est Z :zen:
Perdu (pour les deux)... réessaye...
Pour l'autre question, ça attendra, le repas refroidit....
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par benekire2 » 15 Avr 2010, 20:56

Alors pour Z/0Z j'ai dit n'importe quoi ... c'est Z mais pour Z/1Z je vois pas c'est{0;1} (avec des barres) et je dirais encore une fois Z ...

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par Ben314 » 15 Avr 2010, 23:21

Pour , effectivement, c'est la même chose que du fait que signifie que b-a est un multiple de 0, c'est à dire que b=a donc la classe de a ne contient que a.

Pour , ben y'a qu'une seule classe qui (on peut donc la noter ou ...) cela vient du fait que signifie que b-a est un multiple de 1, c'est à dire que... a et b sont quelconques. Pour n'importe quel a, la classe da a est donc tout entier.

Si la construction de à partir de t'intersse, on part de l'ensemble des couples de naturels et on considère la relation lorsque .

1) Montrer que est une relation d'équivalence sur .

On note dorénavant la classe de pour cette relation et l'ensemble des classes.

Pour tout et de , on définit

2) Montrer que la loi est compatible avec la relation , c'est à dire que, si et alors .
En déduire qu'on a le droit de définir

Pour tout et de , on définit

3) Montrer que la loi est compatible avec la relation et en déduire qu'on a le droit de définir

Pour tout et de , on définit la relation lorsque

2) Montrer que la relation est compatible avec la relation , c'est à dire que, si et alors .
En déduire qu'on a le droit de définir une relation signifiant que .

Voila, c'est construit : y'a plus qu'à vérifeir que tout marche bien...
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par benekire2 » 16 Avr 2010, 09:00

Ben314 a écrit:
Voila, c'est construit



Quel maçon !! :zen:

Merci beaucoup :happy2:

Ca reste quand même pas mal abstrait, mais je visualise un peu .. une question, au début c'est quoi les conditions , a et b dans N ?

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Ben314
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par Ben314 » 16 Avr 2010, 09:53

Oui : on part de couples (a,b) de NxN et, en fait , on cherche à "inventer" la soustraction a-b qui, dans N n'existe pas toujours.
En fait, est là pour représenter l'entier relatif a-b qui lui doit tout le temps exister.

Toutes les "définitions" proviennent de cette idée :
On voudrait que a-b=c-d lorsque a+d=b+c ça explique la définition de la relation d'équivalence.
On voudrait que (a-b)+(c-d)=(a+c)-(b+d) ce qui explique la définition de l'addition.
On voudrait que (a-b)*(c-d)=(ac+bd)-(ad+bc) ce qui explique la définition du produit.
On voudrait que a-b>c-d lorsque a+d>b+c ce qui explique la définition de la relation d'ordre.

Si tu veut voir trés vite le lien entre cette construction et Z, tu peut montrer, dés la définition de la relation d'équivalence que toute classe d'équivalence contient un unique élément de la forme (a,0) avec a entier naturel (dans ce cas, la classe sera notée +a) ou bien de la forme (0,a) avec a entier naturel non nul (dans ce cas, la classe sera noté -a)...
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par benekire2 » 16 Avr 2010, 10:27

oui, j'ai cherché a "regarder" sur des cas particulier histoire de voir , je re-regarderais un peu plus tard, en ce moment je rédige la khôlle ( mes réponses) histoire de garder une trace :we:

Nightmare
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par Nightmare » 16 Avr 2010, 14:38

Salut :happy3:

Quelque chose qui peut t'être utile : On considère l'ensemble avec g donné dans G . Tu peux montrer que cet ensemble est un sous-groupe de G dit monogène (en décryptant ce mot, je suis sûr que tu peux comprendre pourquoi on l'appelle ainsi :lol3: ).

L'idée principale est de voir que, vu que le groupe est fini, cet ensemble va "boucler" au sens ou l'on va forcément au bout d'un moment tomber sur un entier n tel que . Le plus petit entier vérifiant cette égalité est appelé l'ordre de g, qui est alors le cardinal du groupe . (Tout ce qui est dit ici, tu peux le montrer). Par Lagrange qu'on vient de démontrer, on sait donc que l'ordre de g divise le cardinal de G.

Maintenant question pour toi : Combien il y a dans Z/nZ d'éléments (= classes d'élément) inversibles, ie d'éléments m tels qu'il existe p tel que ?

On approche de très près le théorème d'Euler...

benekire2
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par benekire2 » 16 Avr 2010, 15:50

Nightmare a écrit:Salut :happy3:

Quelque chose qui peut t'être utile : On considère l'ensemble avec g donné dans G . Tu peux montrer que cet ensemble est un sous-groupe de G dit monogène (en décryptant ce mot, je suis sûr que tu peux comprendre pourquoi on l'appelle ainsi :lol3: ).

L'idée principale est de voir que, vu que le groupe est fini, cet ensemble va "boucler" au sens ou l'on va forcément au bout d'un moment tomber sur un entier n tel que . Le plus petit entier vérifiant cette égalité est appelé l'ordre de g, qui est alors le cardinal du groupe . (Tout ce qui est dit ici, tu peux le montrer). Par Lagrange qu'on vient de démontrer, on sait donc que l'ordre de g divise le cardinal de G.

Maintenant question pour toi : Combien il y a dans Z/nZ d'éléments (= classes d'élément) inversibles, ie d'éléments m tels qu'il existe p tel que ?

On approche de très près le théorème d'Euler...


Oula ... j'ai failli m'étouffer avec tout ça !!

Je regarde , je lis, je relis, et je te dis ce que j'ai compris :zen:

Nightmare
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par Nightmare » 16 Avr 2010, 15:52

Tu as le temps, vu les infos de toute façon a priori je suis pas près de partir...

Nightmare
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par Nightmare » 16 Avr 2010, 16:00

Exercice intermédiaire qui pourra peut être t'être utile : Montrer que les sous-groupes de Z (pour l'addition) sont forcément de la forme pour un m entier fixé.

Pour cela, on pourra considérer l'intersection d'un sous-groupe H de Z avec N. Cette dernière admet un minimum. Tu peux effectuer la division euclidienne d'un élément quelconque de H avec ce minimum.

benekire2
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par benekire2 » 16 Avr 2010, 16:09

Bah on vérifie que est un sous groupe de Z pour l'addition.

Pour la réciproque, je sais pas comment être rigoureux, mais faut trouver un moyen de montrer que la somme de deux éléments est dans le sous groupe et que chacun des éléments est inversible, a la seule condition que ce soit ce groupe.

Je sais pas si j'ai été clair mais de toute façon je n'ai fais que réécrire la définition d'un groupe . . .

Nightmare
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par Nightmare » 16 Avr 2010, 16:10

Utilise mes indications. Il n'y a pas grand chose à écrire après coup.

benekire2
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par benekire2 » 16 Avr 2010, 16:20

notons n ce minimum. et j'ai du mal a écrire la division euclidienne d'un élément de H par n .. on a h=nq+p mais désolé , je vois pas comment continuer :triste:

Nightmare
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par Nightmare » 16 Avr 2010, 16:22

On veut montrer que H est de la forme mZ. En fait, si n est ton minimum, on a même envie de montrer que H=nZ. Si l'on pose h=nq+p la division euclidienne de h par n, il s'agit donc de montrer que p=0 !

benekire2
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par benekire2 » 16 Avr 2010, 16:28

ba alors comme 0 est dans le sous groupe, on a forcément p=0 c'est ça ?

 

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