ExerciceMaths approfondies, chapitre 4 — Morphismes · Exercices de synthèse
Exercice 18 Vrai ou faux
Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse en justifiant la réponse. Dans tout l'exercice, désigne un morphisme du groupe dans le groupe .
1. Un morphisme envoie toujours le neutre de sur le neutre de .
2. Toute application de dans envoyant le neutre sur le neutre est un morphisme.
3. Le noyau de est un sous-groupe de .
4. L'image de est un sous-groupe de .
5. Le morphisme est injectif si et seulement si son noyau est réduit au neutre de .
6. La composée de deux morphismes de groupes est un morphisme de groupes.
7. Si est un isomorphisme, alors en est un également.
8. Il existe un isomorphisme de sur .
9. L'application est un morphisme de tout groupe dans lui-même.
10. Un groupe infini ne peut pas être isomorphe à l'un de ses sous-groupes stricts.
Corrigé
1. C'est la propriété 1 du cours, démontrée en appliquant à l'égalité .
2. L'application de dans envoie sur , sans être un morphisme (exercice 1). Le test du neutre élimine, il ne valide pas.
3. C'est la proposition 3.
4. L'image est un sous-groupe de , l'ensemble d'arrivée. Elle n'est en général même pas incluse dans .
5. C'est le théorème 1, et c'est lui que l'on utilise en pratique.
6. C'est le premier point de la propriété 2.
7. C'est le second point de la propriété 2.
8. L'exponentielle en est un, de réciproque le logarithme (exercice 7).
9. Ce n'est vrai que si est abélien, comme l'établit l'exercice 3. Dans , c'est faux.
10. Les groupes et sont isomorphes (exercice 17), et est une partie stricte de .