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•Monoïde : un ensemble E muni d’une opération interne +
associative et possédant un élément neutre est un monoïde
•Exemple : - l’ensemble des mots écrits avec un alphabet A muni de
l’opération interne de concaténation est un monoïde
•Groupe : un ensemble E muni d’une opération interne +
associative, possédant un élément neutre et pour laquelle tout
élément de E possède un inverse est un groupe
•Note : - un groupe est un monoïde où tout élément est inversible
•Exemples : - (N,+) et (Z,
×
) sont des monoïdes
- (Z,+) et (Q*,
×
) sont des groupes
- (Z,-) n'est pas un groupe
•Groupe additif :
– un groupe doté d’une loi interne notée +, nommée addition, et d’un
élément neutre noté 0 est appelé groupe additif. L’inverse d’un élément x
est noté –x et appelé l’opposé de x.
•Groupe multiplicatif
– un groupe doté d’une loi interne notée ., nommée multiplication, et d’un
élément neutre noté 1 est appelé groupe multiplicatif. L’inverse d’un
élément x est noté x-1 et appelé l’inverse de x.
•Notes : - x0=1 et xn=x. .. . x n fois
- xn.xm=xn+m et (xn)m= xn.m
•Note : - un élément (x1.x2).x3 peut être écrit x1.x2.x3 du fait de
l’associativité de .
•Groupe fini –Ordre d’un groupe : un groupe est dit fini s’il a un
nombre fini d’éléments. Le cardinal d’un groupe fini est appelé
ordre du groupe (noté |G| ou o(G)).
•Inverse : dans un groupe, l’inverse d’un élément x1.x2. .. .xnest
• En effet, rien n'oblige dans la définition d'un groupe à ce que
l'opération soit commutative
xn-1.xn-1-1. .. .x1-1
•Groupe abélien : un groupe est dit abélien (ou commutatif), si
sa loi interne est commutative
•Exemple : - (N,+) est un groupe abélien
• Groupe de permutations : l’ensemble des permutations d’un
ensemble E (c’est-à-dire des bijections de E dans E), noté SE,
muni de l’opération de composition est un groupe :
– la composition est interne (la composition de deux permutations est une
permutation) et associative
– la composition admet Id pour élément neutre
– toute permutation a pour inverse -1, la permutation réciproque qui
remet les éléments dans l’ordre initial.
• Pour un ensemble de n éléments, le groupe est noté Sn(il est
parfois appelé le groupe symétrique Sn).
•Exemple de la permutation de 3 éléments : 123 transforme (x,y,z) en (x,y,z),
132 transforme (x,y,z) en (x,z,y), 321 transforme (x,y,z) en (z,y,x), ….
=> S3= { 123, 132, 213, 231, 321, 312}
• La composition des permutations n'est pas commutative :
– par exemple 132 o 231 transforme (a,b,c) en (c,b,a) mais 231 o 132 transforme
(a,b,c) en (b,a,c)
• (a,b,c) 132 (a,c,b) 231 (c,b,a)
• (a,b,c) 231 (b,c,a) 132 (b,a,c)
• Les groupes de permutations ne sont donc pas abéliens