exo7 7770

Soit GG le sous-groupe de S7\mathcal{S}_7 engendré par α=(2,4,6)(5,7,1)\alpha=(2,4,6)(5,7,1) et β=(3,4)(5,6)\beta=(3,4)(5,6). On se propose de déterminer l’ordre de GG. On considère pour cela les ensembles suivants : G1={φ∈G∣φ(1)=1}G2={φ∈G1∣φ(2)=2}G3={φ∈G2∣φ(3)=3}G_1=\lbrace \varphi\in G \mid \varphi(1)=1\rbrace \quad \quad G_2=\lbrace \varphi\in G_1 \mid \varphi(2)=2\rbrace \quad \quad G_3=\lbrace \varphi\in G_2 \mid \varphi(3)=3\rbrace X1={φ(1)∣φ∈G}X2={φ(2)∣φ∈G1}X3={φ(3)∣φ∈G2}.X_1=\lbrace \varphi(1) \mid \varphi\in G\rbrace \quad \quad X_2=\lbrace \varphi(2) \mid \varphi\in G_1\rbrace \quad \quad X_3=\lbrace \varphi(3) \mid \varphi\in G_2\rbrace. Étant donné un ensemble YY, on note ∣Y∣|Y| le cardinal de YY.

1

Montrer que 6 divise ∣G∣\mid G\mid.

2

Quelle relation existe-t-il entre ∣G∣|G| et ∣X1∣ ∣X2∣ ∣X3∣ ∣G3∣|X_1| \ |X_2| \ |X_3| \ |G_3| ?

3

Expliciter X1X_1.

4

Expliciter γ=αβα−1\gamma=\alpha \beta \alpha^{-1} et δ=γβγ−1\delta=\gamma \beta \gamma^{-1}. En déduire X3={3,4,5,6}X_3=\{3,4,5,6\} ou X3={3,4,5,6,7}X_3=\{3,4,5,6,7\} et X2={2,7}X_2=\{2,7\} ou X2={2,3,4,5,6,7}X_2=\{2,3, 4, 5,6,7\}.

5

On fait agir GG sur l’ensemble des parties de {1,2,3,4,5,6,7}\lbrace 1,2,3,4,5,6,7\rbrace. Déterminer l’orbite de la partie {1,2,7}\lbrace 1,2,7\rbrace. En déduire que 7 est fixé par les éléments de G2G_2 et que G3G_3 est réduit à l’identité.

6

En déduire ∣G∣|G|.

Exercice S7jA

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