Aide-m´emoire.
Un sous-ensemble Hd’un groupe Gest dit ˆetre un sous-groupe de Gsi et seulement si les trois propri´et´es
suivantes sont v´erifi´ees:
(a) e∈H;
(b) xy ∈Hpour tout x, y ∈H;
(c) x−1∈Hpour tout x∈H.
Soit σ∈Sn, une permutation de n. Notons cette permutation de la fa¸con suivante:
σ=123· · · (n−1) n
σ(1) σ(2) σ(3) · · · σ(n−1) σ(n).
La longueur de σest d´efinie et not´ee par
`(σ) = #{(i, j)|1≤i < j ≤n, σ(i)> σ(j)},
i.e. `(σ) est le nombre d’inversions de σ.
Soit σ, σ0∈Sn, deux permutations de n. Alors nous avons
(a) `(σ−1) = `(σ), o`u σ−1est l’inverse de σ, i.e. σet σ−1ont le mˆeme nombre d’inversions.
(b) `(σσ0)≡`(σ) + `(σ0) (mod 2), i.e. `(σσ0) et `(σ) + `(σ0) ont la mˆeme parit´e.
An={σ∈Sn|`(σ) est paire}est le groupe altern´e.
Th´eor`eme de Lagrange Soient Gun groupe fini et Hun sous-groupe de G. Alors #(H) divise #(G).
Plus g´en´eralement, si Het Ksont deux sous-groupes de Gtels que K⊆H⊆Get Kest d’indice fini, alors
Hest d’indice fini et [G:K] = [G:H][H:K].
Un groupe Gest dit simple si et seulement si G6={e}et les seuls sous-groupes normaux de Gsont ses
sous-groupes triviaux, i.e. {e}et G.
Th´eor`eme. Soient n≥3etG=An, le groupe altern´e. Alors
(a) Anest simple si et seulement si n6= 4.
(b) A4a un et un seul sous-groupe de Sylow ayant 4 ´el´ements et ce sous-groupe est normal dans A4.
´
Etant donn´e deux ´el´ements x,yd’un groupe G, alors l’´el´ement x−1y−1xy est le commutateur de xet yet
sera not´e (x, y).
Soit G, un groupe. Alors le sous-groupe d´eriv´e de G, not´e D(G) ou encore (G, G), est le sous-groupe de
Gengendr´e par l’ensemble {(x, y)|x, y ∈G}de tous les commutateurs de G.
Proposition. Soient un groupe G, son sous-groupe d´eriv´e D(G) et un sous-groupe Hde G. Nous avons:
(a) D(G) est un sous-groupe normal de G.
(b) Le groupe quotient G/D(G) est ab´elien.
(c) D(G)⊆Hsi et seulement si Hest un sous-groupe normal tel que le quotient G/H est ab´elien.
D´efinition. Soit un groupe G. La suite d´eriv´ee de Gest la suite des sous-groupes {Dn(G)}n≥0d´efinie
par r´ecurrence: D0(G) = Get Dn+1(G) = DDn(G)pour n≥0.
D´efinition. Un groupe Gest r´esoluble s’il existe un entier ntel que Dn(G) = {e}.