« Théorie des groupes/Conjugaison, centralisateur, normalisateur » : différence entre les versions

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Comme déjà vu également, on dit qu'un automorphisme ''f'' de ''G'' est intérieur s'il existe un élément g de G tel que f soit la conjugaison par g.<br />
L'ensemble Int(''G'') des automorphismes intérieurs de ''G'' est un sous-groupe du groupe Aut(''G'') des automorphismes de ''G''; plus précisément, l'application Int : <math>g \mapsto Int(g)</math> est un homomorphisme de ''G'' dans Aut(''G'') et Int(''G'') est l'image de cet homomorphisme.<br />
Le noyau ker Int de cet homomorphisme est l'ensemble des éléments ''g'' de ''G'' tels que qu'Int(''g'') soit l'automorphisme identité de ''G'', autrement dit ker Int est l'ensemble des éléments ''g'' de ''G'' tels que ''gxg{{exp|-1}}'' = ''x'' pour tout élément ''x'' de ''G''; la condition ''gxg{{exp|-1}}'' = ''x'' revient à ''gx = xg'', donc le noyau considéré est le centre ''Z(G)'' de ''G''. Ceci montre de nouveau que ''Z(G)'' est un sous-groupe distingué de ''G''.
 
'''Remarque.''' On peut même montrer que qu'Int(''G'') est un sous-groupe distingué de Aut(''G''). Soient ''g'' un élément de ''G'' et <math>\alpha</math> un endomorphisme de ''G''. Alors
: <math>\mathrm{Int}(\alpha (g)) \circ \alpha = \alpha \circ \mathrm{Int}(g)</math>
(car les deux membres appliquent ''x'' sur <math>\alpha (g) \alpha (x) \alpha (g)^{-1}</math>). Si <math>\alpha</math> est un automorphisme, cela peut s'écrire
: <math>\mathrm{Int}(\alpha (g)) = \alpha \circ \mathrm{Int}(g) \circ \alpha^{-1}</math>,
ce qui montre bien que qu'Int(''G'') est un sous-groupe distingué de Aut(''G'').
 
Soient x, y et g des éléments de G tels que y = gxg⁻¹. Nous dirons alors que y est le conjugué de x par g. Si un élément y de G est image d'un élément x de G par un automorphisme intérieur, autrement dit s'il existe un élément g de G tel que y soit le conjugué de x par g, on dit que y est (un) conjugué de x (dans G). Du fait que les automorphismes intérieurs forment un groupe pour la composition, il résulte que la relation « y est un conjugué de x » est une relation d'équivalence dans ''G''. En effet :
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}}
 
De même, si un sous-ensemble A de G est image d'un sous-ensemble B de G par un automorphisme intérieur, c'est-à-dire s'il existe un élément g de G tel que <math>A = gBg^{-1}</math>, on dit que qu'A est conjugué de B (dans G), ou, plus précisément, est le conjugué de B (dans G) par g. Ici encore, on vérifie que cela définit une relation d'équivalence entre sous-ensembles de ''G''.
 
Tout conjugué d'un sous-groupe H de G est image de H par un automorphisme (intérieur) de G et est donc un sous-groupe de G isomorphe à H.