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Prépa, 1re année › Groupe symétrique › Tester l'appartenance à $\mathfrak{A}_n$

Tester l'appartenance à $\mathfrak{A}_n$ : méthode (MPSI)

Méthode

Tester l'appartenance à $\mathfrak{A}_n$

  1. Décomposer $\sigma$ en cycles disjoints.
  2. Compter les cycles de longueur paire : $\sigma\in\mathfrak{A}_n$ si et seulement si ce nombre est pair.

Exemple : $(1\ 2\ 3\ 4)(5\ 6)\in\mathfrak{A}_6$ (deux cycles de longueur paire), alors que $(1\ 2\ 3\ 4)(5\ 6\ 7)\notin\mathfrak{A}_7$.

Attention

Ce que $\mathfrak{A}_n$ ne contient pas

$\mathfrak{A}_n$ ne contient aucune transposition. Les transpositions ne peuvent donc pas servir de générateurs de $\mathfrak{A}_n$ ; un produit d'un nombre pair de transpositions est en revanche toujours dans $\mathfrak{A}_n$.

Remarque

Générateurs de $\mathfrak{A}_n$ (hors programme, classique en exercice)

Pour $n\geqslant3$, $\mathfrak{A}_n$ est engendré par les 3-cycles. L'idée : un élément de $\mathfrak{A}_n$ est un produit de paires de transpositions, et pour $a,b,c,d$ distincts, $$(a\ b)(b\ c)=(a\ b\ c),\qquad (a\ b)(c\ d)=(a\ b\ c)(b\ c\ d),$$ le cas $(a\ b)(a\ b)=\mathrm{id}$ étant trivial.

La signature intervient ensuite dans la définition du déterminant : $\det(A)=\sum_{\sigma\in\mathfrak{S}_n}\varepsilon(\sigma)\prod_{j=1}^n a_{\sigma(j),j}$.

S’entraîner

Dans le cours

Groupe symétrique : Tester l'appartenance à $\mathfrak{A}_n$