LES NOMBRES COMPLEXES 3
(G×H, ⍟) est appel´e produit direct de Get H.
Th´eor`eme 1.2. Le produit direct (G×H, ⍟) forme un groupe.
D´emonstration.
(1) l’op´eration ⍟est une loi de composition interne
(G, ⋆) est un groupe ∶ ∀(g1, g2) ∈ G2,(g1⋆g2) ∈ G
(H, ⋆) est un groupe ∶ ∀(h1, h2) ∈ H2,(h1⋆h2) ∈ H
∀(g1, h1) ∈ (G×H),∀(g2, h2) ∈ (G×H),
(g1⋆g2, h1⋆h2) ∈ (G×H)
(g1, h1) ⍟ (g2, h2) ∈ (G×H)
(2) l’op´eration ⍟est associative
∀(g1, h1),(g2, h2),(g3, h3) ∈ (G×H)3,
(g1, h1) ⍟ [(g2, h2)⍟(g3, h3)] =(g1, h1)⍟[(g2⋆g3, h2⋆h3)
=[g1⋆(g2⋆g3), h1⋆(h2⋆h3)]
et,
[(g1, h1)⍟(g2, h2)]⍟(g3, h3)=(g1⋆g2, h1⋆h2)]⍟(g3, h3)
=[(g1⋆g2)⋆g3,(h1⋆h2)⋆h3]
=[g1⋆(g2⋆g3), h1⋆(h2⋆h3)]
o`u l’on a utilis´e l’associativit´e de la loi ⋆dans Get dans H.
Par cons´equent,
(g1, h1)⍟[(g2, h2)⍟(g3, h3)] =[(g1, h1)⍟(g2, h2)]⍟(g3, h3)
(3) l’op´eration ⍟admet un ´el´ement neutre dans G×H.
Soit el’´el´ement neutre du groupe G, et soit e′l’´el´ement neutre
du groupe H
∀(g, h)∈(G×H),(e, e′)⍟(g, h)=(e⋆g, e′⋆h)
=(g, h)
(g, h)⍟(e, e′)=(g⋆e, h ⋆e′)
=(g, h)
Th´eor`eme 1.3. Si (G, ⋆)et (H, ⋆)sont des groupes ab´eliens, alors le
produit direct (G×H, ⍟)forme un groupe ab´elien.