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Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 2

a) Généralités

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97 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Groupe des permutations de l’ensemble $\{1, \dots, n\}$.
Notation $S_n$.
Cycle, transposition.
Notation $(a_1\ a_2\ \dots\ a_p)$.
Décomposition d’une permutation en produit de cycles à supports disjoints : existence, unicité, commutativité.
La démonstration n’est pas exigible, mais les étudiants doivent savoir décomposer une permutation.
L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1306

Étudier le groupe des isométries du carré.

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1307

Une permutation de l’ensemble de \(n\) éléments \(\{1,2,\ldots,n\}\) est une bije ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1312

Soit \(K=\left\{\text{Id}, f_1,f_2,f_3\right\}\) où \(f_1,\) ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1335

On appelle ordre d’un élément d’un groupe fini \((G,\ast)\) l’ordre du sous-groupe engendré dans ...

L2 Algèbre Arithmétique

exo7 1400

On note \(R_n\) la rotation du plan de centre \(O\), d’angle ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1402

Déterminer \(\text{card}(S_{3})\) et écrire tous les éléments de \(S_{3}\), puis ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1403

On considère le groupe symétrique \(S_n\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1404

Comment passer de 1234 à 2314 en échangeant seulement deux chiffres à chaque étape ? Y a-t-il plusieurs façons d’y parvenir ? Même question pour 12 ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1405

Représenter graphiquement les permutations suivantes. Les décomposer en produit de cycles à supports disjoints, puis en produits de transpositions. ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1406

Soient \(a,b,c\) trois éléments distincts de \(\{1,...,n\}\). Calculer le produit ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1407

Décrire tous les morphismes de groupe de \((\mathcal{S}_{n},\circ)\rightarrow (\{+1,-1\},\cdot)\), c’est les appli ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1409

On note \(\mathcal{S}_n\) le groupe symétrique des permutations sur \(n\) élément ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1410

Soit \(G\) un groupe d’ordre \(2n\) et \(H\) un ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1411

Déterminer tous les éléments \(\sigma \in S_n\) tels que \(\sigma ^2=\sigma\). ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 1412

Rappeler \(\vert S_3\vert .\) Montrer que \(S_3\) ne contient pas d’élément d’o ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1414

I
Soit \((G,\cdot)\) un groupe. On définit le centre \(\mathcal{Z}(G)\) de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1415

Quel est l’ordre maximal d’un élément de \(S_4 ?\) De \(S_5 ?\) De ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1417

Calculer \(Z(S_n)\) suivant les valeurs de \(n\in \N .\)

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 1418

Trouver la décomposition en produit de cycles à supports disjoints, la signature, l’ordre et une décomposition en produit de transpositions des per ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1420

Le groupe \(G=\mathcal{S}_3\times \mathcal{S}_3\) est-il abélien ? Déterminer tous les sous-groupes de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1421

Quel est le nombre de \(k\)-cycles dans \(\mathcal{S}_k\) puis dans ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1425

Montrer que dans \(\mathcal{S}_n\) on a \(f\circ (a,b)\circ f^{-1}=(f(a),f(b))\). ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 1426

Montrer que \(\mathcal{S}_n\) est isomorphe à un sous-groupe de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 1427

Montrer que tout groupe fini est isomorphe à un sous-groupe de \(S_{n}\) (groupe symétrique) ...

L3 Théorie des groupes Ordre d'un élément

exo7 2128

Déterminer tous les groupes d’ordre \(\leq 5\). En déduire qu’un groupe non commutatif possède au moins 6 éléments ...

L3 Théorie des groupes Ordre d'un élément solution

exo7 2131

Déterminer tous les sous-groupes du groupe symétrique \(S_3\).

L3 Théorie des groupes Ordre d'un élément

exo7 2665

Soient \(\sigma\) et \(\tau\) deux transpositions de ...

L3 Théorie des groupes Groupe symétrique, décomposition en cycles disjoints, signature

exo7 2667

Soit \(n\in\N^*\). Calculer la somme des nombres d’inversions de toutes les permutations de ...

L3 Théorie des groupes Groupe symétrique, décomposition en cycles disjoints, signature

exo7 2668

Matrices de permutation

Soit \(n\in\N^*\) et \(K\) un corps. Montrer que l ...

L3 Théorie des groupes Groupe symétrique, décomposition en cycles disjoints, signature

exo7 2669

Soit \(\sigma\in S_n\) et \(c=(a_1\ a_2\ \dots\ a_k)\) un cycle. Quelle est la na ...

L3 Théorie des groupes Groupe symétrique, décomposition en cycles disjoints, signature

exo7 2670

Expliciter les 24 rotations de l’espace laissant un cube de sommets \(A_1, A_2, \dots, A_8\) invariant.

D ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 2728

On définit une permutation \(\sigma\) de l’ensemble \(\{1, 2, \dots, 15\}\) par l ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3074

Soit \(n \in \N^*\). Montrer que \({\cal S}_n\) est engendré par les ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3075

Montrer que toute permutation de \({\cal S}_n\) s’écrit de manière unique : ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3076

Calculer \((a\,b\,c) \circ (b\,c\,d)\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3077

Soit \(n \in \N,n \ge 4\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3078

Soit \(\sigma \in {\cal S}_n\). On note \(c\) le nombre de cycles à ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3079

Soit \(\sigma \in S_n\). On appelle orbite de \(\sigma\) to ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3080

Soient \(\sigma, \sigma' \in {\cal S}_n\). On dit que \(\sigma\) et ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3081

Soit \(E\) un ensemble fini et \(f : {{\cal S}_E} \to {\C^*}\) un morphisme de gr ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3082

Soit ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3083

Soit \(E\) un ensemble ayant au moins trois éléments.

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3084

Soit \(\sigma = (1\ 2\ \dots \ n) \in {\cal S}_n\). Trouver toutes les permutations ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3085

Dans \({\cal S}_{10}\), quelles sont les permutations qui commutent avec ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3086

Soit \(\sigma\) un \(k\)-cycle de \({\cal S}_n\) ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3087

Trouver l’ordre maximal d’une permutation de \({\cal S}_{10}\).

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3088

Soit \(H\) un sous-groupe de \({\cal S}_n\) d’ordre ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps solution

exo7 3089

Combien y a-t-il de permutations de \({\cal S}_{26}\) comportant trois points fixes, deux 3-cycles, un 5-cycle, et ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3254

Soient \(a,b,c\) les racines de \(X^3 + pX + q\), ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3314

Soit \(\sigma \in S_n\) (groupe symétrique) et ...