Soit un nombre premier. Trouver le nombre de -Sylow du groupe symétrique .
En déduire que est congru à modulo .
References
- Phil Caldero
Solutions
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On a , et . Les -Sylow sont donc d’ordre , c’est-à-dire engendrés par un élément d’ordre .
Un élément d’ordre de est exactement un -cycle : sa décomposition en cycles à supports disjoints a pour ordre le ppcm des longueurs, et une somme de longueurs égale à avec un ppcm divisible par force un unique cycle de longueur .
Un -cycle est déterminé par la liste de ses éléments, soit listes, et deux listes donnent le même cycle si et seulement si elles se déduisent l’une de l’autre par permutation circulaire, ce qui regroupe les listes par paquets de . Il y a donc cycles de longueur .
Chaque -Sylow, cyclique d’ordre , contient éléments d’ordre , et deux -Sylow distincts se coupent trivialement. Les -cycles se répartissent donc en paquets de :
Le troisième théorème de Sylow affirme que , d’où
Or , donc
