Un groupe d'ordre 30
dans Arithmétique
Bonjour,
Je travaille sur l'exercice que vous trouverez ci-dessous. Apparemment lorsqu'un groupe n'a pas de sous-groupe normal alors le nombre de p-sous-groupe de Sylow ne peut pas être 1. Je ne vois pas pourquoi, auriez-vous la justification ?
Mis à part cela, j'arrive à faire les deux premières questions mais je ne suis pas sûre de moi pour la troisième question. D'après moi, comme G est d'ordre 30 alors en ajoutant 20 et 24 on obtient trop d'éléments pour ce groupe et on a donc obligatoirement un sous-groupe normal. Est-ce correct ?
Merci de m'avoir lue et merci d'avance pour l'aide que vous pourriez m'apporter.
Emma.
Je travaille sur l'exercice que vous trouverez ci-dessous. Apparemment lorsqu'un groupe n'a pas de sous-groupe normal alors le nombre de p-sous-groupe de Sylow ne peut pas être 1. Je ne vois pas pourquoi, auriez-vous la justification ?
Mis à part cela, j'arrive à faire les deux premières questions mais je ne suis pas sûre de moi pour la troisième question. D'après moi, comme G est d'ordre 30 alors en ajoutant 20 et 24 on obtient trop d'éléments pour ce groupe et on a donc obligatoirement un sous-groupe normal. Est-ce correct ?
Merci de m'avoir lue et merci d'avance pour l'aide que vous pourriez m'apporter.
Emma.
Réponses
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Bonjour Emma
Soit $G$ un groupe d'ordre $p^ks$, avec $p$ premier ne divisant pas $s$.
Si le nombre de $p$-Sylow est $1$, cela veut dire que le groupe $G$ n'a qu'un seul sous-groupe $S$ d'ordre $p^k$. Or, l'image de $S$ par tout automorphisme intérieur est un sous-groupe de $G$ d'ordre $p^k$, donc est $S$ (seul sous-groupe de $G$ d'ordre $p^k$). En d'autre termes
$$\forall g\in G,\quad gSg^{-1}=S.
$$ Mais c'est la définition de $S$ est distingué dans $G$.
Une autre manière de voir cela est de savoir, par les théorèmes de Sylow, que tous les $p$-Sylow d'un groupe sont conjugués entre eux. S'il n'y en a qu'un seul, il est égal à tous ses conjugués, il est donc distingué.
Ta justification pour le c. est correcte. En effet, si un groupe vérifie "a. et b." alors il admet au moins $24+20>30$ éléments. Donc $G$, d'ordre $30$, vérifie "non(a. et b.)", c'est-à-dire "non a. ou non b.", c'est-à-dire vérifie "c."
Alain.
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