Isomorphisme de groupes dans Z/nZ

Bonjour,

Pour un nombre premier $p$, j'essaie de construire l'isomorphisme de groupes entre $((\mathbb{Z} / p \mathbb{Z})^*,.)$ et $(\mathbb{Z} / (p-1) \mathbb{Z},+)$, qui existe bien car $\mathbb{Z} / p \mathbb{Z}$ est un corps, donc son groupe multiplicatif est cyclique d'ordre $p-1$, donc isomorphe au groupe $(\mathbb{Z} / (p-1) \mathbb{Z},+)$.

Il est évident que $1$ va sur $0$, il s'agit de trouver un générateur de $((\mathbb{Z} / p \mathbb{Z})^*,.)$ qui va sur $1$, de telle façon que tous les ordres des éléments générés soient les mêmes.

Par exemple, pour $p=19$, cela semble coller pour $2$ : l'ordre de $2^k$ dans $((\mathbb{Z} / 19 \mathbb{Z})^*,.) =$ l'ordre de $k$ dans $(\mathbb{Z} / 18 \mathbb{Z},+)$ (j'ai été jusqu'à $k=7$), mais pas pour $5$ : l'ordre de $5^3=11$ dans $((\mathbb{Z} / 19 \mathbb{Z})^*,.)$ $(=3)$ $\ne $ l'ordre de $3$ dans $(\mathbb{Z} / 18 \mathbb{Z},+)$ $(=6)$.

Ne fais-je pas erreur quelque part, et si ce n'est pas le cas, comment fait-on pour trouver le "bon" générateur ?

Réponses

  • Il n'y a pas de formule générale pour un générateur de $\left(\mathbb Z/p \mathbb Z\right)^{\times}$, c'est tout.
  • Ok merci. Je n'ai donc pas fait d'erreur dans mes calculs. Ah je confonds tout : rien ne dit que $2$ ou $5$ soit un générateur du groupe multiplicatif $((\mathbb{Z} / 19 \mathbb{Z})^*,.)$ (ils sont premiers avec $19$ donc ils sont générateurs du groupe additif). D'ailleurs, $5$ est d'ordre $9$ dans le groupe multiplicatif, et $2$ est d'ordre $18$ donc c'est un générateur, cela explique la différence de comportement plus haut sur les ordres des éléments qu'ils génèrent.

    Je suppose que ce que tu dis, Poirot, est un résultat démontré.
  • Je ne sais pas si on peut formaliser ce que j'affirme dans mon message précédent. Mais s'il existait une gentille formule pour un générateur de $\left(\mathbb Z/p \mathbb Z\right)^{\times}$ alors le problème du logarithme discret n'en serait pas un !
  • Merci Poirot. Qu'appelles-tu le problème du logarithme discret ? Je croyais que c'était : soit $a$ un générateur du groupe cyclique $\left(\mathbb Z/p \mathbb Z\right)^{\times}=\{a^k\mid 0\leq k \leq p-2 \}$, et $x$ un élément de ce groupe, alors il s'agit de trouver l'unique entier $k,\ 0 \leq k \leq p-2$, tel que $x=a^k$.
    Autrement dit, connaître un générateur ne résout rien ?
  • Je me suis embrouillé, tu peux oublier cette histoire de logarithme discret !
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