Structures algébriques : groupes, anneaux, corps
Cours · mathématiques (2 Bac Sciences Mathématiques, Maroc), chapitre 10 · Maroc, 2 Bac Sciences Mathématiques A et B · le début du chapitre, la suite sur Adloun
Les structures algébriques constituent le langage unificateur des mathématiques modernes. Plutôt que d'étudier séparément les entiers, les réels, les matrices ou les fonctions, on dégage les règles de calcul communes à ces ensembles. On obtient ainsi des structures abstraites — groupes, anneaux, corps — dont chaque propriété, une fois démontrée, s'applique d'un seul coup à tous les exemples concrets.
10.1 Lois de composition interne
10.1.1 Définition
Soit un ensemble non vide. On appelle loi de composition interne (l.c.i.) sur toute application
Le mot interne signifie que le résultat reste dans : l'ensemble est dit stable pour .
- L'addition et la multiplication sont des l.c.i. sur , , , et .
- La soustraction est une l.c.i. sur , mais n'en est pas une sur , car par exemple .
- La composition des applications de dans est une l.c.i. sur l'ensemble .
10.1.2 Propriétés d'une loi
Soit une l.c.i. sur .
- est associative si pour tous : .
- est commutative si pour tous : .
Un élément est un élément neutre pour la loi si, pour tout :
Propriété : Unicité du neutre
Si une loi admet un élément neutre, alors cet élément neutre est unique. En effet, si et sont deux neutres, alors , le premier utilisant le fait que est neutre, le second que l'est.
Pour l'addition, le neutre est (car ). Pour la multiplication, le neutre est (car ). Pour la composition , le neutre est l'application identité .
On suppose que possède un neutre . Un élément admet un symétrique si :
Pour l'addition on parle d'opposé (noté ), pour la multiplication d'inverse (noté ).
Propriété : Unicité du symétrique
Si est associative et possède un neutre , alors lorsqu'un élément admet un symétrique, celui-ci est unique.
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