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Prépa, 1re année › Groupe symétrique › Décomposer une permutation en cycles disjoints

Décomposer une permutation en cycles disjoints : méthode (MPSI)

Méthode

Décomposer une permutation en cycles disjoints

  1. Prendre le plus petit élément non encore traité $x$.
  2. Calculer $\sigma(x)$, $\sigma^2(x)$, … jusqu'à revenir à $x$. Écrire le cycle $(x\ \sigma(x)\ \cdots)$.
  3. Recommencer avec le plus petit élément non encore rencontré.
  4. Omettre les cycles de longueur 1 (points fixes).
  5. Contrôle : chaque entier de $[\![1,n]\!]$ apparaît au plus une fois, et la somme des longueurs plus le nombre de points fixes vaut $n$.
Exemple

Une permutation de $\mathfrak{S}_8$

Soit $$\sigma=\begin{pmatrix}1&2&3&4&5&6&7&8\\ 3&5&7&8&2&6&1&4\end{pmatrix}.$$

  • Depuis 1 : $1\mapsto3\mapsto7\mapsto1$, cycle $(1\ 3\ 7)$.
  • Depuis 2 : $2\mapsto5\mapsto2$, cycle $(2\ 5)$.
  • Depuis 4 : $4\mapsto8\mapsto4$, cycle $(4\ 8)$.
  • 6 est fixe.

Donc $\sigma=(1\ 3\ 7)(2\ 5)(4\ 8)$. Contrôle : $3+2+2+1=8$.

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Dans le cours

Groupe symétrique : Décomposer une permutation en cycles disjoints