Sous-groupe à deux classes
Bonjour.
Je me pose une question.
Soit un groupe abélien $G$, sa loi notée additivement, et soit un sous-groupe $H\neq G$.
On suppose que : $x\in G\setminus H$ et $y\in G\setminus H\Rightarrow x+y\in H$.
Il y a un exemple d'une telle situation avec un groupe booléen.
Mais y a-t-il une réciproque ?
Merci d'avance et bonne journée.
Ch.
Je me pose une question.
Soit un groupe abélien $G$, sa loi notée additivement, et soit un sous-groupe $H\neq G$.
On suppose que : $x\in G\setminus H$ et $y\in G\setminus H\Rightarrow x+y\in H$.
Il y a un exemple d'une telle situation avec un groupe booléen.
Mais y a-t-il une réciproque ?
Merci d'avance et bonne journée.
Ch.
Réponses
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Non. Prends $G$ un groupe cyclique d'ordre $4$ et $H$ son unique sous-groupe d'ordre $2$.
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Merci pour cette réponse rapide. Mais je voudrais aller plus loin. Que peut-on dire d'un groupe avec un tel sous-groupe ? Et plus particulièrement, peut-on trouver un tel sous-groupe dans les ensembles de nombres usuels : Z, Q,R,C ?
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Si $G$ est un groupe abélien possédant un tel sous-groupe, alors $2G\ne G$ car pour tout $x\in G\setminus H$ on a $2x\in H$, et on a aussi évidemment $2x\in H$ pour tout $x\in H$.
Réciproquement, si $G$ est un groupe abélien tel que $2G\ne G$, alors $G/2G$ est un $\Z/2\Z$-espace vectoriel non nul, donc il existe un hyperplan $H'$. Soit $H$ son image réciproque dans $G$, alors $G/H$ est isomorphe à $\Z/2\Z$ donc $H$ convient. -
Bravo et grand merci.
Ainsi pour $\Z$ ça marche avec : $H=2\Z$, impair+impair=pair, c'est toujours bon à rappeler.
Mais pour $\Q$, $\R$, $\C$, il n'y a pas de tel sous-groupe $H$, de même dans le groupe additif de tout corps de caractéristique distincte de 2. Quelqu'un aurait-il une démonstration de cela, qui n'emploierait pas ces redoutables structures-quotients ?
Bonne journée.
Ch.
/ -
La même démonstration marche. Soit $G$ le groupe additif d'un corps de caractéristique différente de $2$. Soit $H$ un sous-groupe de $G$ tel que $a+b\in H$ pour tous $a,b\in G\setminus H$.
Si $x\in G\setminus H$, alors $x=\dfrac{x}{2}+\dfrac{x}{2}\in H$. Contradiction. Donc $G=H$. -
Encore mille mercis.
Bonne journée.
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