Mathématiques : 2Bac SMA-SMB
Séance 10-2-2 : Structures algébriques - Partie 2 (Exercices)
Professeur : Mr CHEDDADI Haitam
Sommaire
IIX- Exercices II
8-1/ Exercice 2-1
8-2/ Exercice 2-2
8-3/ Exercice 2-3
8-4/ Exercice 2-4
IIX- Exercices II
8-1/ Exercice 2-1
On rappelle que (M2(ℝ);+;×) est un anneau de zéro O=(0000) et d’unité I=(1001), et que (ℂ;+;×) est un corps commutatif.
Pour tous a et b de ℝ, on pose : M(a;b)=(aa-bba+b)
On considère l’ensemble : E={M(a;b)/(a;b)∈ℝ2}
- Montrer que E est un sous-groupe de (M2(ℝ);+).
- Calculer J2=J×J où J=(1101), puis en déduire que E n’est pas une partie stable de (M2(ℝ);×).
On définit sur l’ensemble M2(ℝ) une loi de composition interne * par A*B=A×N×B avec N=(1-101)
On considère l’application φ de ℂ* dans M2(ℝ) et qui, à chaque nombre complexe non nul a+ib (a et b deux réels), la matrice M(a;b).
- Montrer que φ est un morphisme de (ℂ*;×) dans (E,*)
On pose : E*=E-{O}
- Montrer que φ(ℂ*)=E*
- Montrer que (E*;*) est un groupe commutatif.
- Montrer que pour tout (A;B;C)∈E3 : A*(B+C)=A*B+A*C
- En déduire de ce qui précède que (E;+;*) est un corps commutatif.
IIX- Exercices II
8-2/ Exercice 2-2
On rappelle que (M3(ℝ);+;×) est un anneau non commutatif.
On considère l’ensemble :
E={M(x)=(100x10x22x1)/x∈ℝ}
- Montrer que E est une partie stable de (M3(ℝ);×)
- Montre que l’application φ qui, à tout réel x, associe la matrice M(x) de E, est un isomorphisme de (ℝ;+) dans (E;×).
- En déduire que (E;×) est un groupe commutatif.
- Déterminer (M(x))-1, la matrice inverse de M(x)
- Résoudre dans E l’équation A5X=B où A=M(2), B=M(12) et A5=A×A×A×A×A
- Montrer que l’ensemble F={M(lnx)/x∈ℝ*+} est un sous-groupe du groupe (E;×)
IIX- Exercices II
8-3/ Exercice 2-3
On rappelle que (M3(ℝ);+;×) est un anneau d'unité I=(100010001), et que (ℝ;+) est un groupe commutatif.
Soit a un réel strictement positif.
Soit E le sous-ensemble de (M3(ℝ);+;×) définie par :
E={M(x)=(ax0001x001)/x∈ℝ}
- Montrer que E est stable dans (M3(ℝ);×)
- Montrer que l’application φ définie par φ(x)=M(x) est un isomorphisme de (ℝ;+) dans (E;×).
- Montrer de deux façons différentes que (E;×) est un groupe commutatif.
IIX- Exercices II
8-4/ Exercice 2-4
On rappelle que (M2(ℝ);+;×) est un anneau d’unité I=(1001), et que (ℝ;+) est un groupe commutatif.
Pour tout réel x, on pose : M(x)=(1-xx-2x1+2x)
On considère l’ensemble : E={M(x)/x∈ℝ}
On munit E d’une loi de composition interne T donnée par :
(∀(x;y)∈ℝ2) M(x)TM(y)=M(x+y+1)
Soit φ l’application définie de ℝ dans E par :
(∀x∈ℝ) φ(x)=M(x-1)
- Montrer que φ est un morphisme de (ℝ;+) dans (E;T).
- Montrer que (E;T) est un groupe commutatif.
- Montrer que pour tout (x;y)∈ℝ2 : M(x)×M(y)=M(x+y+xy)
- En déduire que E est stable dans( (M2(ℝ);×), et que la loi « × » est commutative dans E.
- Montrer que la loi « × » est distributive par rapport à la loi « T » dans E.
- Vérifier que M(-1) est l’élément neutre dans (E;T), et que I est l’élément neutre dans (E;×).
- Vérifier que pour tout x∈ℝ-{-1} : M(x)×M(-x1+x)=I
- Montrer que (E;T;×) est un corps commutatif.