Universit´e de Reims Champagne-Ardennes Ma0304 Arithm´etique, 2013-2014
3. Montrer que le groupe sym´etrique Snest commutatif si et seulement si n≤2.
Exercice 5.
Soit Gl’ensemble des isom´etries planes laissant invariant un triangle ´equilat´eral ABC.
1. Montrer que Gforme un groupe pour la loi ◦.
2. Montrer que toute isom´etrie gde Ginduit une permutation sgde l’ensemble
{A, B, C}. En d´eduire l’ensemble des isom´etries de G.
Exercice 6. Parties g´en´eratrices du groupe sym´etrique
On appelle transposition de Sn(n≥2) toute permutation τ´echangeant deux ´el´ements
quelconques iet jet laissant invariants tous les autres. On la note τ= [i, j].
1. Montrer que pour toute permutation σ, il existe q∈Net des transpositions
τ1, τ2,· · · , τqtels que
σ=τ1◦ · · · ◦ τq.
2. Calculer [1,2] ◦[2,3] ◦[1,2] et [2,3] ◦[3,4] ◦[4,5] ◦[3,4] ◦[2,3].
´
Etablir que toute permutation est produit de transpositions [k, k + 1] o`u 1 ≤k < n.
3. Calculer [1,2] ◦[1,3] ◦[1,2] et [1,3] ◦[1,4] ◦[1,3].
´
Etablir que toute permutation est produit de transpositions [1, k] o`u 1 < k ≤n.
Exercice 7.
1. Soit (G, ∗) un groupe, Hi⊂G(i∈I) des sous groupes de G. Montrer que ∩i∈IHi
est un sous-groupe de G.
2. Soit (G, ∗) un groupe, H1et H2deux sous-groupes de G. Montrer que
H1∪H2est un sous-groupe de G⇔H1⊂H2ou H2⊂H1.
Exercice 8. Centre d’un groupe
On appelle centre d’un groupe (G, ∗) la partie de Gd´efinie par :
C(G) = {c∈G| ∀x∈G, c ∗x=x∗c}.
1. Montrer que C(G) est un sous-groupe de G.
2. Si Gest commutatif, que vaut C(G) ?
3. Soit n≥3. On consid`ere une permutation σ6=id appartenant `a C(Sn). Justifier
l’existence d’entiers jet ktels que
σ(j)6=jet k /∈ {j, σ(j)}.
Comparer τ◦σet σ◦τ, o`u τest la transposition ´echangeant ket σ(j).
En d´eduire quel est le centre de Snpour n≥3.
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