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Z/pZ

Bonjour a tous,
j'ai la très forte impression que si p est premier, $(Z/pZ^*,\cdot)$ est cyclique, mais je n'arrive pas à le démontrer...

(Si p n'est pas premier, j'ai essayé de me limiter aux inversibles, mais p=8 est un contre exemple: les inversibles sont 1,3,5,7 et sont tous inverses d'eux-mêmes.. le groupe n'est donc pas cyclique.)

Dans l'attente d'une demonstration, merci d'avance.

Réponses

  • C'est vrai car $\Z/p\Z$ est un corps quand $p$ est premier et tout sous-groupe fini du groupe multiplicatif d'un corps est cyclique ( je ne me souvient plus du nom de ce théorème ) .

    Domi
  • Plus généralement, $(\Z / n \Z)^{*}$ est cyclique si et seulement si $n=2, \, 4, \, p^e\, 2p^e$, où $p \geqslant 3$ est premier et $e \geqslant 1$ est entier. Ce groupe contient $\varphi(n)$ élément, et il y a $\varphi(\varphi(n))$ générateurs, où $\varphi$ est l'indicateur d'Euler.

    Borde.
  • Plus généralement, $(\Z / n \Z)^{*}$ est cyclique si et seulement si $n=2, \, 4, \, p^e\, ou \, 2p^e$, où $p \geqslant 3$ est premier et $e \geqslant 1$ est entier. Ce groupe contient $\varphi(n)$ élément, et il y a $\varphi(\varphi(n))$ générateurs, où $\varphi$ est l'indicateur d'Euler.

    Borde (doublon à virer. Merci).
  • Une démonstration simple du théorème cité plus haut .

    Soit $K$ un corps commutatif et $G$ un sous-groupe de son groupe multiplicatif . Notons $n$ l'ordre de $G$ et considérons $x$ d'ordre $m$ maximal dans $G$ .
    Supposons par l'absurde que $m m $ . Contradiction .

    Domi
  • Pour une autre démonstration on peu utiliser le théorême :


    Si on a un groupe G tel que le nombre de sous groupe d'ordre $d$ est au plus 1 (pour tout diviseur $d$ de $n$) alors G est cyclique


    Il suffit juste de voir dans notre cas que

    $ n = |G| = \sum_ {d|n}^{} \eta(d)*\psi(d)$

    ou $\eta (d) $ est le nombre de sous groupe de G cyclique d'ordre d

    (c'est juste un décomptage des éléments de G selon le groupe engendré )

    ici comme $\eta(d) \leq 1$

    (voir la remarque de Domi : pour d divisant n l'équation $ X^d = 1$ a au plus $ d$ solutions dans $ G$ donc d'après le fait que l'ordre d'un élément divise le cardinal du groupe il ne peu y avoir qu'un seul groupe d'ordre d )

    et vu que

    $n= \sum_ {d|n}^{} \psi(d)$


    alors forcément
    Pour tout d diviseur de n :
    $ \eta(d) =1$

    en particulier pour d=n : il y a un groupe cyclique d'ordre n : G est cyclique
  • Bonjour Borde
    Il doit manquer une virgule entre p^e et 2p^e

    [Le message en question est corrigé selon l'indication de Borde. AD]
  • Oui, j'avais fait un corrigé de ce message...mais c'est ce corrigé qui a été supprimé ! Sorry !

    Borde.

    [Si c'est moi qui ai fait la gaffe, toute mes excuses :( AD]
  • Le revoilà (mais il n'a qu'une importance relative, ici) :

    Plus généralement, $(\Z / n \Z)^{*}$ est cyclique si et seulement si $n=2, \, 4, \, p^e\, ou \, 2p^e$, où $p \geqslant 3$ est premier et $e \geqslant 1$ est entier. Ce groupe contient $\varphi(n)$ élément, et il y a $\varphi(\varphi(n))$ générateurs, où $\varphi$ est l'indicateur d'Euler.

    Borde.
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