Théorème de Molien
2012-2013
Référence : Eric Leichtnam, Exercices d’oraux X-ENS : tome Algèbre et
Géométrie, Ellipses, 1999, p. 95.
Théorème.
Soit Vun C-espace vectoriel de dimension finie n.
Soit (e1, . . . , en)une base de V.
Soit Gun sous-groupe fini de GL(V).
On note A=C[X1, . . . , Xn]et on pose :
σ:G−→ S(A)
g7−→ (P7→ P(g−1.(X1, . . . , Xn)))
où (X1, . . . , Xn)est identifié avec la colonne ayant pour coordonnées X1, . . . , Xn
et .est le produit matriciel.
i.e., si g−1= (ui,j )1≤i,j≤n,
σ(g)(P)(X1, . . . , Xn) = P
n
X
j=1
u1,j Xj,...,
n
X
j=1
un,j Xj
Alors :
–σdéfinit une action de Gsur Aet est à valeurs dans GL(A), on notera
σ(g)(P) = g·P.
– Pour k∈N, on note Akl’espace des polynômes homogènes de Ade degré k.
L’action de Gsur Ainduit alors une action de Gsur Ak.
– Finalement, on note AG
kl’ensemble des points fixes sous cette action, i.e.
AG
k={P∈Ak| ∀g∈G, g ·P=P}
et ak(G) = dim AG
k.
On a alors : +∞
X
k=0
ak(G)Xk=1
Card GX
g∈G
1
det(Id −Xg)
Lemme.
Soit Vun C-espace vectoriel de dimension finie net Gun groupe fini.
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