Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/GroupExercise

Quelques propriétés d’un groupe

by SalixBabylonica·
28
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 11–25Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 26–50Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 51–70Advanced / graduateAvancé / master
  5. 71–90Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91–100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
·
ReviewedReviewed by darktoaster
·
Français

Showing the Français version because no English translation exists yet. Add that translation.

Soit (G,∗)(G,*) un groupe. Montrez les propriétés suivantes :

  1. GG a un unique élément neutre.
  2. Tout élément xx de GG admet un unique inverse x−1x^{-1}.
  3. Soit x,y∈Gx,y \in G, alors (x∗y)−1=y−1∗x−1(x*y)^{-1}=y^{-1}*x^{-1}.
  4. Soit x,y,z∈Gx,y,z \in G, tel que x∗z=y∗zx*z=y*z alors y=xy=x. (De la même manière, on pourrait montrer que si z∗x=z∗yz*x=z*y alors x=yx=y.)
I solved itMark it doneAdd to my listKeep it in your list

Solutions

1
Reveal solutionsAre you sure? Give it a try first.

Solution by SalixBabylonica

Discussions0 useful votes
  1. Supposons que GG possède deux éléments neutres ee et e′e'.
    Comme ee est neutre, on a e∗e′=e′e * e' = e'.
    Comme e′e' est neutre, on a également e∗e′=ee * e' = e.
    Par conséquent, e=e′e=e'.
    L’élément neutre est donc unique.

  2. Soit x∈Gx\in G et soient yy et zz deux symétriques de xx. Alors
    y∗x=eetx∗z=e.y*x=e \qquad\text{et}\qquad x*z=e.On a alors par associativité de ∗*,
    y∗x∗z=(y∗x)∗z=e∗z=z.y*x*z=(y*x)*z =e*z =z.D’autre part, en utilisant toujours l’associativité de ∗*,
    y∗x∗z=y∗(x∗z)=y∗e=y.y*x*z = y*(x*z) = y*e = y.Ainsi,
    y=z.y=z.Le symétrique d’un élément est donc unique.

  3. Soient x,y∈Gx,y \in G. Montrons que
    (x∗y)−1=y−1∗x−1.(x*y)^{-1}=y^{-1}*x^{-1}.Il suffit de vérifier que y−1∗x−1y^{-1}*x^{-1} est un inverse de x∗yx*y.
    D’une part, on a par associativité de ∗*,
    (x∗y)∗(y−1∗x−1)=x∗(y∗y−1)∗x−1=x∗e∗x−1=x∗x−1=e\begin{array}{rcl} (x*y)*(y^{-1}*x^{-1}) &=& x*(y*y^{-1})*x^{-1} \\ &=& x*e*x^{-1} \\ &=& x*x^{-1} \\ &=& e \end{array}D’autre part, on obtient grâce à l’associativité de ∗*,
    (y−1∗x−1)∗(x∗y)=y−1∗(x−1∗x)∗y=y−1∗e∗y=y−1∗y=e\begin{array}{rcl} (y^{-1}*x^{-1})*(x*y) &=& y^{-1}*(x^{-1}*x)*y \\ &=& y^{-1}*e*y \\ &=& y^{-1}*y \\ &=& e \end{array}

D’où y−1∗x−1y^{-1}*x^{-1} est un inverse de x∗yx*y et par unicité de l’inverse, (x∗y)−1=y−1∗x−1(x*y)^{-1}=y^{-1}*x^{-1}.

  1. Soient x,y,z∈Gx,y,z \in G tels que
    x∗y=x∗z.x*y=x*z.Alors
    x−1∗(x∗y)=x−1∗(x∗z).x^{-1}*(x*y) = x^{-1}*(x*z).Par associativité de ∗*,
    (x−1∗x)∗y=(x−1∗x)∗z.(x^{-1}*x)*y = (x^{-1}*x)*z.Ainsi,
    e∗y=e∗z.e*y = e*z.Donc
    y=z.y=z.
Report

For an unclear, ambiguous, or possibly incorrect statement, please use the Discussion tab on the right. Report content that needs moderator intervention, such as dangerous, clearly non-mathematical, or plagiarized content.