Introduction `a la th´eorie des nombres csag’09
Groupe quotient Si Hest un sous-groupe distingu´e de G, on peut d´efinir sur l’ensemble
G/H une loi interne :
aH ·bH = (a·b)H,
qui fait de G/H un groupe, dit groupe quotient de Gpar H.
La projection G→G/H est alors un homomorphisme de groupes
surjectif, de noyau H.
Si f:G→G0est un morphisme de groupes, alors finduit un
isomorphisme de groupes G/Ker(f)'
−→ Im(f).
... Groupes ab´eliens
Groupe ab´elien Un groupe (G, ·) est dit ab´elien (ou commutatif), du nom du
math´ematicien Abel, si :
∀a, b ∈G, a ·b=b·a.
En g´en´eral, si Gest ab´elien, on note + au lieu de ·sa loi de
composition et 0 au lieu de 1G: c’est la notation additive.
Souvent, la notation r´eserv´ee `a un groupe rappelle sa loi sans
ambigu¨ıt´e. Par exemple, les groupes Z,Q,R,C... sont not´es ad-
ditivement (la loi est l’addition +), tandis que les groupes Q×,R×,
C×... sont not´es multiplicativement (la loi est la multiplication ·,
l’´el´ement neutre est not´e 1).
Somme directe Si (G, +) et (G0,+) sont deux groupes ab´eliens, on appelle somme
directe de Get G0, et on note G⊕G0, l’ensemble :
G⊕G0={(a, b) ; a∈G, b ∈G0};
c’est un groupe ab´elien pour l’addition composante par compo-
sante : (a, b)+(a0, b0)=(a+a0, b +b0).
On d´efinit de mˆeme la somme directe G1⊕... ⊕Grd’un nombre
fini de groupes ab´eliens (G1,+)...(Gn,+). En particulier, si tous
les Gisont ´egaux `a un mˆeme groupe G, on ´ecrit Grla somme
directe G⊕... ⊕G(rfois).
Groupe de type fini Un groupe ab´elien (G, +) est dit de type fini (ou de g´en´eration
finie) s’il est engendr´e par un nombre fini d’´el´ements : en d’autres
termes s’il existe un nombre fini d’´el´ements g1, ..., gstels que tout
´el´ement de Gs’´ecrit comme somme finie des gi.
Groupe libre Un groupe ab´elien (G, +) est dit libre s’il est isomorphe au groupe
(Zr,+), pour un certain entier r≥0. L’entier rest alors appel´e
le rang de G.
Groupe de torsion Un groupe ab´elien (G, +) est dit de torsion, si pour tout ´el´ement
a∈Gil existe un entier n≥0 tel que n.a = 0. Un groupe de
torsion est fini.
3