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ExerciceMaths approfondies, chapitre 4 — Morphismes · Exercices de synthèse

Exercice 18 Vrai ou faux

Vrai ou faux

Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse en justifiant la réponse. Dans tout l'exercice, ff désigne un morphisme du groupe (G ;⋅)(G \,;\cdot) dans le groupe (H ;∗)(H \,;\ast).

1. Un morphisme envoie toujours le neutre de GG sur le neutre de HH.

2. Toute application de GG dans HH envoyant le neutre sur le neutre est un morphisme.

3. Le noyau de ff est un sous-groupe de GG.

4. L'image de ff est un sous-groupe de GG.

5. Le morphisme ff est injectif si et seulement si son noyau est réduit au neutre de GG.

6. La composée de deux morphismes de groupes est un morphisme de groupes.

7. Si ff est un isomorphisme, alors f−1f^{-1} en est un également.

8. Il existe un isomorphisme de (ℝ ;+)(\mathbb{R}\,;+) sur (ℝ+∗ ;×)(\mathbb{R}_{+}^{*}\,;\times).

9. L'application x↦x−1x \mapsto x^{-1} 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. 𝐕𝐫𝐚𝐢𝐞\boxed{\textbf{Vraie}} C'est la propriété 1 du cours, démontrée en appliquant ff à l'égalité eG⋅eG=eGe_{G} \cdot e_{G}=e_{G}.

2. 𝐅𝐚𝐮𝐬𝐬𝐞\boxed{\textbf{Fausse}} L'application x↦x2x \mapsto x^{2} de (ℝ ;+)(\mathbb{R}\,;+) dans (ℝ ;+)(\mathbb{R}\,;+) envoie 00 sur 00, sans être un morphisme (exercice 1). Le test du neutre élimine, il ne valide pas.

3. 𝐕𝐫𝐚𝐢𝐞\boxed{\textbf{Vraie}} C'est la proposition 3.

4. 𝐅𝐚𝐮𝐬𝐬𝐞\boxed{\textbf{Fausse}} L'image est un sous-groupe de HH, l'ensemble d'arrivée. Elle n'est en général même pas incluse dans GG.

5. 𝐕𝐫𝐚𝐢𝐞\boxed{\textbf{Vraie}} C'est le théorème 1, et c'est lui que l'on utilise en pratique.

6. 𝐕𝐫𝐚𝐢𝐞\boxed{\textbf{Vraie}} C'est le premier point de la propriété 2.

7. 𝐕𝐫𝐚𝐢𝐞\boxed{\textbf{Vraie}} C'est le second point de la propriété 2.

8. 𝐕𝐫𝐚𝐢𝐞\boxed{\textbf{Vraie}} L'exponentielle en est un, de réciproque le logarithme (exercice 7).

9. 𝐅𝐚𝐮𝐬𝐬𝐞\boxed{\textbf{Fausse}} Ce n'est vrai que si GG est abélien, comme l'établit l'exercice 3. Dans 𝒮({1 ;2 ;3})\mathcal{S}\big(\{1\,;2\,;3\}\big), c'est faux.

10. 𝐅𝐚𝐮𝐬𝐬𝐞\boxed{\textbf{Fausse}} Les groupes (ℤ ;+)(\mathbb{Z}\,;+) et (2ℤ ;+)(2\mathbb{Z}\,;+) sont isomorphes (exercice 17), et 2ℤ2\mathbb{Z} est une partie stricte de ℤ\mathbb{Z}.

Dans l'édifice

Thèmes

morphismes de groupes, isomorphismes, noyau, image, injectivité et surjectivité, sous-groupes

Notions

morphisme de groupes, isomorphisme, noyau, sous-groupe

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