un isomorphisme

Bonjour, je cherche à montrer que $Hom(\Z/n\Z,\Z/m\Z) \simeq \Z/(pgcd(m,n)\Z)$ où $Hom(\Z/n\Z,\Z/m\Z)$ est l'ensemble des morphismes de $\Z/n\Z$ dans $\Z/m\Z$

La seule démonstration que j'ai vue faisait appel à la notion de module mais je n'arrive pas à la retrouver, si vous avez ca sans faire appel à cette notion, tant mieux mais si c'est la "seule" manière de faire, n'hésitez pas

Merci d'avance

Réponses

  • Ton énoncé ne veut pas dire grand chose : les éléments $Hom(\Z/n\Z,\Z/m\Z)$ sont des morphismes, mais pour quelle structure ?

    Je suppose que la structure que tu envisages utilise l'addition de $\Z/n\Z$ et $\Z/m\Z$.
    L'essentiel est que 1 engendre le groupe additif $\Z/n\Z$, donc, si $f \in Hom(\Z/n\Z,\Z/m\Z)$ :
    $f(1)$ est un élément de $\Z/m\Z$ dont l'ordre divise $n$
    la valeur de $f(1)$ détermine entièrement $f$
  • Pour les chicaniers de ce forum :
    En tant que groupe additif, $\Z/n\Z$ est bien évidemment un $\Z$ module.
    En prenant en compte la multiplication, $Z\nZ$ est un anneau commutatif.
    Je distingue (pour une fois), l'entier $p$ et sa classe $\overline{p}$ dans $\Z/nZ$, alors les relations
    $\overline{p} = p\overline{1}$
    $\overline{pq} = p\overline{q}$
    montrent facilement que l'on a les mêmes morphismes pour les trois structures.
    Mais l'esthétique d'une démonstration demande que l'on se restreigne à n'utiliser que la structure envisagée dans l'énoncé.
  • « la valeur de <SPAN CLASS="MATH"><IMG WIDTH="33" HEIGHT="32" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="http://www.les-mathematiques.net/phorum/2006/11/26/102644/cv/img1.png&quot; ALT="$ f(1)$"></SPAN> détermine entièrement <SPAN CLASS="MATH"><IMG WIDTH="13" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="http://www.les-mathematiques.net/phorum/2006/11/26/102644/cv/img2.png&quot; ALT="$ f$"></SPAN> »
    <BR>
    <BR>Oui mais il ne suffit pas de choisir f(1) dans Z/mZ pour avoir un morphisme.<BR>
  • J'ai précisé que l'ordre de $f(1)$ divise $n$
  • Faut que j'apprenne à lire. :-(

    On a donc
    \[ \psi : \frac{m}{\mathrm{pgcd}(m,n)} \Z \rightarrow \mathrm{Hom}(\Z/n\Z, \Z/m\Z) \]
    définie par $\psi(x)(\bar{k})=k \dot{x}$ est un morphisme de groupes.

    Son noyau est $\frac{m}{\mathrm{pgcd}(m,n)} \Z \cap m \Z = m' \Z$ en notant $m = \mathrm{pgcd}(m,n) m'$.

    D'après le premier théorème d'isomorphisme, le groupe des homomorphismes est isomorphe à $m' \Z / m \Z$ lui même isomorphe à $\Z / \mathrm{pgcd}(m,n) \Z$.

    Ça a l'air de marcher sans les modules non ?
  • Pardon pour le noyau c'est bien sûr $m \Z$ et non $m' \Z$.
  • Merci gb et Guimauve, c'était effectivement pour la structure additive que je voulais ca.
    Et c'est plus simple que dans mon souvenir mais j'étais conditionné par ma preuve avec module (que j'arrivais pas à refaire d'ailleurs), du coup j'ai pas cherché plus "élémentaire"
  • Bien évidemment que les modules n'ont rien à faire dans l'histoire, puisque gourpe = $\Z$-module. Le seul intérêt est théorique.
    Très belle preuve de Guimauve.
    Si l'on veut voir "à la main" ce qui se passe : je pose $d = \text{pgcd}(n,m)$ et $m = dm'$.
    Comme je l'ai fait remarquer, l'ordre de $f(1)$ divise $n$ parce que 1 est d'ordre $n$ dans $\Z/n\Z$ et l'ordre divise divise aussi $m$ en tant qu'élément de $\Z/mZ$, donc l'ordre de $f(1)$ divise $d$, et il est connu (ou on le vérifie facilement) que les éléments de $\Z/m\Z$ dont l'ordre divise $d^$ sont $\{0,m',2m',\ldots,(d-1)m'\}$ et qu'ils constituent un groupe cyclique d'ordre $d$.
    Je note alors $f_k$ le morphisme de $\Z/n\Z$ dans $Z/m\Z$ défini par $f_k(1) = km'$
    et je "vois" que $\mathrm{Hom}(\Z/n\Z, \Z/m\Z)$ est un groupe cyclique d'ordre $d$, donc isomorphe à $\Z/d\Z$, je peux même expliciter un isomorphisme si j'en ai vraiment envie.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.