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Prépa, 1re année › Groupe symétrique › Permutations à supports disjoints

Permutations à supports disjoints : énoncé (MPSI)

Propriété

Permutations à supports disjoints

Si $\sigma,\tau \in \mathfrak{S}_n$ ont des supports disjoints, alors $\sigma\tau=\tau\sigma$. En particulier, deux cycles à supports disjoints commutent.

Démonstration : Permutations à supports disjoints
Démonstration

Preuve

Notons $S=\mathrm{Supp}(\sigma)$, $T=\mathrm{Supp}(\tau)$, avec $S\cap T=\varnothing$. Soit $x \in [\![1,n]\!]$.

  • Si $x \in S$ : $x \notin T$ donc $\tau(x)=x$ et $\sigma\tau(x)=\sigma(x)$. Par stabilité, $\sigma(x) \in S$, donc $\sigma(x)\notin T$ et $\tau\sigma(x)=\sigma(x)$.
  • Si $x \in T$ : même raisonnement en échangeant les rôles, $\sigma\tau(x)=\tau\sigma(x)=\tau(x)$.
  • Si $x \notin S\cup T$ : $\sigma\tau(x)=\tau\sigma(x)=x$.

Donc $\sigma\tau=\tau\sigma$.

Attention

Cycles non disjoints

Deux cycles dont les supports se rencontrent ne commutent pas en général : $(1\ 2)(2\ 3)=(1\ 2\ 3)$ alors que $(2\ 3)(1\ 2)=(1\ 3\ 2)$.

S’entraîner

Dans le cours

Groupe symétrique : Permutations à supports disjoints