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

 


 

8-1/ Exercice 2-1

On rappelle que (M2();+;×) est un anneau de zéro O=(0000) et d’unité I=(1001), et que (;+;×) est un corps commutatif.

Pour tous a et b de , on pose : M(a;b)=(aa-bba+b)

On considère l’ensemble : E={M(a;b)/(a;b)2}

  1. Montrer que E est un sous-groupe de (M2();+).
  1. Calculer J2=J×JJ=(1101), puis en déduire que E n’est pas une partie stable de (M2();×).

On définit sur l’ensemble M2() une loi de composition interne * par A*B=A×N×B avec N=(1-101)

On considère l’application φ de * dans M2() et qui, à chaque nombre complexe non nul a+ib (a et b deux réels), la matrice M(a;b).

  1. Montrer que φ est un morphisme de (*;×) dans (E,*)

On pose : E*=E-{O}

  1. Montrer que φ(*)=E*
  1. Montrer que (E*;*) est un groupe commutatif.
  1. Montrer que pour tout (A;B;C)E3 : A*(B+C)=A*B+A*C
  1. En déduire de ce qui précède que (E;+;*) est un corps commutatif.

 

 

8-2/ Exercice 2-2

On rappelle que (M3();+;×) est un anneau non commutatif.

On considère l’ensemble :

E={M(x)=(100x10x22x1)/x}

  1. Montrer que E est une partie stable de (M3();×)
  1. Montre que l’application φ qui, à tout réel x, associe la matrice M(x) de E, est un isomorphisme de (;+) dans (E;×).
  1. En déduire que (E;×) est un groupe commutatif.
  1. Déterminer (M(x))-1, la matrice inverse de M(x)
  1. Résoudre dans E l’équation A5X=BA=M(2), B=M(12) et A5=A×A×A×A×A
  1. Montrer que l’ensemble F={M(lnx)/x*+} est un sous-groupe du groupe (E;×)

 

 

8-3/ Exercice 2-3

On rappelle que (M3();+;×) est un anneau d'unité I=(100010001), et que (;+) est un groupe commutatif.

Soit a un réel strictement positif.

Soit E le sous-ensemble de (M3();+;×) définie par :

E={M(x)=(ax0001x001)/x}

  1. Montrer que E est stable dans (M3();×)
  1. Montrer que l’application φ définie par φ(x)=M(x) est un isomorphisme de (;+) dans (E;×).
  1. Montrer de deux façons différentes que (E;×) est un groupe commutatif.

 

 

8-4/ Exercice 2-4

On rappelle que (M2();+;×) est un anneau d’unité I=(1001), et que (;+) est un groupe commutatif.

Pour tout réel x, on pose : M(x)=(1-xx-2x1+2x)

On considère l’ensemble : E={M(x)/x}

On munit E d’une loi de composition interne T donnée par :

((x;y)2) M(x)TM(y)=M(x+y+1)

Soit φ l’application définie de  dans E par :

(x) φ(x)=M(x-1)

  1. Montrer que φ est un morphisme de (;+) dans (E;T).
  1. Montrer que (E;T) est un groupe commutatif.
  1. Montrer que pour tout (x;y)2 : M(x)×M(y)=M(x+y+xy)
  1. En déduire que E est stable dans( (M2();×), et que la loi « × » est commutative dans E.
  1. Montrer que la loi « × » est distributive par rapport à la loi « T » dans E.
  1. Vérifier que M(-1) est l’élément neutre dans (E;T), et que I est l’élément neutre dans (E;×).
  1. Vérifier que pour tout x-{-1} : M(x)×M(-x1+x)=I
  1. Montrer que (E;T;×) est un corps commutatif.