Compare commits
	
		
			6 Commits
		
	
	
		
			b23bc3bd4d
			...
			38880b1f21
		
	
	| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
|  | 38880b1f21 | ||
|  | f95eee7d29 | ||
|  | b2fefd7f83 | ||
|  | 0ebe926d7c | ||
|  | 8da130cf2c | ||
|  | 52fd077cb5 | 
| @@ -9,6 +9,7 @@ RUN apk add --no-cache \ | ||||
| 	texmf-dist-bibtexextra=2024.0-r6 \ | ||||
| 	texmf-dist-mathscience=2024.0-r6 \ | ||||
| 	texmf-dist-publishers=2024.0-r6 \ | ||||
| 	font-freefont=20120503-r4 \ | ||||
| 	&& rm -rf /var/cache/apk/* | ||||
|  | ||||
| ARG UID=1000 | ||||
|   | ||||
| @@ -40,7 +40,7 @@ Et à partir de cette distribution, nous pouvons assigner un point $x_i$ du set | ||||
| Avec ce changement intrinsèque dans la manière d'entraîner les modèles, nous avons avec ces distributions, plusieurs choix possibles comme : | ||||
| \begin{itemize} | ||||
| 	\item Classification : on peut inférer le label en calculant l'argmin de chaque divergence de Kullback-Leibler \citereferences{kl_divergence} pour toutes les distributions | ||||
| 	\item Détection d'anomalie : chaque sous distribution est gaussienne, donc un calcul du z-score ($Z=\frac{x-\mu}{\sigma}$) permet de détecter une potentielle anomalie | ||||
| 	\item Détection d'anomalie : chaque sous distribution est gaussienne, donc un calcul du Z-score ($Z=\frac{x-\mu}{\sigma}$) permet de détecter une potentielle anomalie | ||||
| 	\item Génération d'échantillons : avec les paramètres estimés de chaque distribution, nous pouvons utiliser un vecteur $\mathcal{N}(\mu',\sigma')$ pour générer de nouveaux vecteurs dans l'espace vectoriel estimé | ||||
| 	\item Apprentissage semi-supervisée : l'entraînement du modèle ne dépend pas de $Y$ donc nous pouvons entraîner le modèle avec le maximum de données non labellisé. Ensuite, en labellisant que certains points $X$ le modèle pourra déduire quels points sont les plus similaires et en conséquence les plus susceptibles d'être du même label. | ||||
| \end{itemize} | ||||
|   | ||||
| @@ -10,10 +10,12 @@ | ||||
| 	Un magma est un ensemble $E$ avec une loi de composition interne $\function{\star}{E^2}{E}$ notée $(E, \star)$ tel que $\forall(a, b) \in E, a \star b \in E$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| Typiquement, pour éviter d'inventer des nouvelles notations pour chaque loi de composition interne, on utilisera des notations déjà familières telles que \textbf{la notation additive (+)} directement héritée de l'addition des entiers naturels, ainsi que \textbf{la notation multiplicative ($\cartesianProduct$)}. | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Magma unital}{Unital magma} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:unital_magma} | ||||
| 	Un magma \ref{definition:magma} $(E, \star)$ est dit \textbf{unital} si $\exists \Identity_E \in E, \forall a \in E, \Identity_E \star a =  a \star \Identity_E = a$. | ||||
| 	Un magma \ref{definition:magma} $(E, \star)$ est dit \textbf{unital} s'il existe un élément appelé \textbf{élément neutre} tel que si combiné avec n'importe quel élément ne le change pas, c'est-à-dire $$\exists \Identity_E \in E, \forall a \in E, \Identity_E \star a =  a \star \Identity_E = a$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| @@ -30,446 +32,6 @@ | ||||
| 	Un monoïde $(E, \star)$ est un magma unital \ref{definition:unital_magma} dont la loi de composition est associative \ref{definition:associativity}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Groupe}{Group} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group} | ||||
| 	Un groupe $(G, \star)$ est un monoïde \ref{definition:monoid} tous les éléments sont inversibles i.e. $\forall a \in G, \exists a^{-1} \in G, a^{-1} \star a = a \star a^{-1} = \Identity_G$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:order_group} | ||||
| 	Le cardinal d'un groupe $(G, \star)$ est appelé \textbf{ordre du groupe}, dans le cas d'un cardinal fini, on parlera de \textbf{groupe fini}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	L'élément inverse de tout élément d'un groupe $(G, \star)$ est unique. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe ainsi que $x \in G$ avec $a, b$ deux inverses de $x$. Par définition d'un élément inverse, on peut poser $x \star a = \Identity_G \equivalence b \star (x \star a) = b \star \Identity_G \equivalence (b \star x) \star a = b \equivalence a = b$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Groupe abélien}{Abelian group} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:abelian_group} | ||||
| 	Un groupe est dit \textbf{abélien} ou \textbf{commutatif} si la loi de composition est commutative \ref{definition:commutativity}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, +) \in \Ab$, on appelle $T$ \textbf{groupe de torsion} l'ensemble $T := \{ g \in G \mid \exists n \in \N, g^n = \Identity_G \} \subseteq G$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, +) \in \Ab$, si le groupe de torsion $T = \{ \Identity_G \}$ alors $G$ est dit \textbf{sans torsion}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, +) \in \Ab$, le groupe de torsion $T$ est un groupe. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Sous-groupe}{Subgroup} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:subgroup} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$. Un sous-ensemble $H \subseteq G$ est un \textbf{sous-groupe} de $G$ si $H$ est également un groupe, dans ce cas on notera $H \leqslant G$. | ||||
|  | ||||
| 	Les sous-groupes tels que $H = G$ ou $H = \{ \Identity_G \}$ sont appelées les \textbf{sous-groupes triviaux} de $G$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsubsection{Sous-groupe engendré}{Generated subgroup} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:generated_subgroup} | ||||
| 	Un sous-groupe engendré est un groupe \ref{definition:group} générée par un élément $x$ d'un groupe $(G, \star)$ définie de la manière suivante : $\generator{x} := \{ x^k \mid k \in \Z \} \subseteq G$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit un groupe $(G, \star)$ ainsi que $x \in G$. Comme $\generator{x} \subseteq G$, il suffit de vérifier l'élément neutre et l'inversibilité. Ce qui est immédiat avec la proposition suivante : $\forall y \in G, \forall p \in \Z, y^p \star y^{-p} = \Identity$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Produit direct de groupe}{Direct product of groups} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:direct_product_group} | ||||
| 	Le \textbf{produit direct} ou \textbf{groupe produit} de deux groupes $(G, \star)$ et $(H, +)$ est l'ensemble $G \cartesianProduct H$ muni de l'opération $\function{\triangle}{(G \cartesianProduct H)^2}{G \cartesianProduct H} \hspace{1mm} \functiondef{(x_1, x_2) \cartesianProduct (y_1, y_2)}{(x_1 \star y_1, x_2 + y_2)}$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Morphisme de groupe}{Group morphism} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group_morphism} | ||||
| 	Un morphisme de groupe est un homomorphisme \ref{definition:homomorphism} appliqué à la catégorie des groupes ($\Grp$). | ||||
|  | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, \composes)$ deux groupes ainsi que l'application $\function{\phi}{X}{Y}$ tel que | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall (x, y) \in X^2, \phi(x \star y) = \phi(x) \composes \phi(y)$$ | ||||
|  | ||||
| 	Similairement, un morphisme de groupe est un morphisme tel que le diagramme suivant commute : | ||||
|  | ||||
| 	\[\begin{tikzcd} | ||||
| 		X \cartesianProduct X \arrow[r, "\phi \cartesianProduct \phi"] \arrow[d, "\star"] & Y \cartesianProduct Y \arrow[d, "\composes"] \\ | ||||
| 		X \arrow[r, "\phi"] & Y | ||||
| 	\end{tikzcd}\] | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:identity_homomorphism_is_identity} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:homomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$f(\Identity_G) = \Identity_H$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall x \in G, \left[ f(x) = f(x + \Identity_G) = f(x) \star f(\Identity_G) \right] \land \left[ f(x) = f(\Identity_G + x) = f(\Identity_G) \star f(x) \right] \equivalence f(\Identity_G) = \Identity_H$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:inv_homomorphism_is_inv} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:homomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall x \in G, f(x^{-1}) = f^{-1}(x)$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall x \in G, f(\Identity_G) = f(x + x^{-1}) = f(x) \star f(x^{-1})$$ | ||||
|  | ||||
| 	Par définition d'un morphisme $\exists y \in H, y = f(x)$ et par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity} | ||||
|  | ||||
| 	$$y \star f(x^{-1}) = \Identity_H \implies f(x^{-1}) = y^{-1} \implies f(x^{-1}) = f^{-1}(x)$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:ab_monomor_imp_ab} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un monomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:monomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$(H, +) \in \Ab \implies (G, \star) \in \Ab$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $((G, +), (H, \star)) \in \Grp^2$ et $f \in \hom(G, H)$ tel que $f$ est un monomorphisme \ref{definition:monomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$f$ est un monomorphisme $\implies \forall (x, y) \in G^2 \land x \neq y, \exists! (a, b) \in H^2 \land f(a) = x \land f(b) = y$ | ||||
|  | ||||
| 	$\implies f(x + y) = f(a) \star f(b) = f(b) \star f(a) = f(y + x)$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:ab_epimor_imp_ab} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un épimorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:epimorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$(G, +) \in \Ab \implies (H, \star) \in \Ab$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $((G, +), (H, \star)) \in \Grp^2$ et $f \in \hom(G, H)$ tel que $f$ est un épimorphisme \ref{definition:epimorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$f$ est un épimorphisme $\implies \forall (x, y) \in H^2, \exists (a, b) \in G^2, f(a) = x \land f(b) = y$ | ||||
|  | ||||
| 	$(G, +) \in \Ab \implies x \star y = f(a) \star f(b) = f(a + b) = f(b + a) = f(b) \star f(a) = y \star x$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un isomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:isomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$(G, +) \in \Ab \equivalence (H, \star) \in \Ab$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $((G, +), (H, \star)) \in \Grp^2$ et $f \in \hom(G, H)$ tel que $f$ est un isomorphisme \ref{definition:isomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	\impliespart | ||||
|  | ||||
| 	$(G, +) \in \Ab$ et $f$ est un isomorphisme et particulièrement un épimorphisme $\implies (H, \star) \in \Ab$ (Voir \ref{theorem:ab_epimor_imp_ab}) | ||||
|  | ||||
| 	\Limpliespart | ||||
|  | ||||
| 	$(H, \star \in \Ab$ et $f$ est un isomorphisme et particulièrement un monomorphisme $\implies (G, +) \in \Ab$ (Voir \ref{theorem:ab_monomor_imp_ab}) | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group_morphism_kernel} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, \composes)$ ainsi que d'un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$. On appelle \textbf{noyau de $\phi$} l'ensemble $\ker(\phi) := \{ g \in G \mid \phi(g) = \Identity_G \}$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ le noyau d'un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$ est un sous-groupe de $X$ et $\phi$ est injectif si et seulement si $\ker(\phi) = \{ \Identity_X \}$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$. | ||||
|  | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{$\Identity_G \in \ker(\phi)$ par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}} | ||||
| 		\item{$\forall (x, y) \in (\ker(\phi))^2, \phi(x \star y) = \phi(x) + \phi(y) = \Identity_H + \Identity_H = \Identity_H \implies x \star y \in \ker(\phi)$} | ||||
| 		\item{(Version longue) $\forall x \in \ker(\phi), \phi(x \star x^{-1}) = \phi(x) + \phi(x^{-1}) = \Identity_H + \phi(x^{-1}) = \phi(x^{-1}) = \Identity \implies x^{-1} \in \ker(\phi)$} | ||||
| 		\item{$\forall x \in \ker(\phi), \phi(x^{-1}) = \phi^{-1}(x) \equivalence \Identity_H^{-1} = \Identity_H$ (par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} et \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}) $\implies x^{-1} \in \ker(\phi)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
|  | ||||
| 	$\implies \ker(\phi) \subgroup G$ | ||||
|  | ||||
| 	Soit $(x, y) \in G$ | ||||
|  | ||||
| 	$$\phi(x) = \phi(y) \implies \phi(x \star y^{-1}) = \phi(x) + \phi(y^{-1}) = \phi(x) + \phi^{-1}(y)$$ | ||||
|  | ||||
| 	Par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} | ||||
|  | ||||
| 	$$\phi(x) + \phi^{-1}(y) = \phi(x) + \phi(x) = \Identity_H \implies x \star y^{-1} = \Identity_G \in \ker(\phi) \implies x = y$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un homomorphisme $\function{\phi}{X}{Y}$. Alors l'image $f(X) \subseteq Y$ est un sous-groupe de $Y$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un homomorphisme $\function{\phi}{X}{Y}$. | ||||
|  | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{$\Identity_H \in \phi(X)$ par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}} | ||||
| 		\item{$\forall (a', b') \in \phi(X)^2, \exists (a, b) \in X^2, a' = \phi(a) \land b' = \phi(b) \implies \phi(a) + \phi(b) = \phi(a \star b) \in \phi(X)$} | ||||
| 		\item{$\forall a \in \phi(X), \exists b \in X, a = \phi(b) \implies a^{-1} = \phi(b)^{-1} = \phi(b^{-1})$ par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} $\implies a^{-1} \in \phi(X)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Groupes cycliques}{Cyclic groups} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:cyclic_group} | ||||
| 	On dit qu'un groupe $(G, \star)$ \ref{definition:group} est \textbf{cyclique} s'il existe $x \in G$ tel que $\generator{x} = G$. On dit alors que $x$ est un \textbf{générateur} de $G$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique \ref{definition:cyclic_group} | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Si $\card{G} = \infty \implies (G, \star) \isomorphic (\Z, +)$} | ||||
| 		\item{Si $\card{G} = n < \infty \implies (G, \star) \isomorphic (\Z/n\Z, +)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique fini \ref{definition:cyclic_group} tel que $n := \card{G}$ avec le générateur $a \in G$ ainsi que $x := a^{q}$ avec $q \in \discreteInterval{1, n - 1}$ alors l'ordre de $G$ est $\frac{n}{\gcd(n, q)}$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique fini \ref{definition:cyclic_group} tel que $n := \card{G}$ avec $a \in G$ ainsi que $x := a^{q}$ avec $q \in \discreteInterval{1, n - 1}$ si $\gcd(n, q) = 1 \implies x$ est un générateur de $G$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:euler_indic_func} | ||||
| 	L'indicatrice d'Euler est défini de la manière suivante : $q(n) := \# \{ n \in \N^* \mid m \le n \land \gcd(m, n) = 1 \}$, si $n = \prod\limits_{k = 1}^r p_i^{k_i} \implies q(n) = n \prod\limits_{i = 1}^r (1 - \frac{1}{P_i})$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique d'ordre $n$ \ref{definition:cyclic_group} avec $a \in G$ générateur. Si $d \in \N, d \divides n \implies \exists! H \subgroup G, \card{H} = d$, autrement dit, on a $H = \generator{a^{\frac{n}{d}}}$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$. Pour $a \in G$, on appelle \textbf{classe à gauche} de $a$ modulo $H$ ainsi que \textbf{classe à droite} de $a$ modulo $H$ les ensembles suivants $aH := \{ ax \mid x \in H \}$ et $Ha := \{ xa \mid x \in H \}$. | ||||
|  | ||||
| 	Soit $x, y \in G^2$, on écrit donc | ||||
| 	$$x \sim_g y \equivalence y \in xH \equivalence x^{-1}y \in H$$ | ||||
| 	$$x \sim_d y \equivalence y \in Hx \equivalence yx^{-1} \in H$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Les notations $\sim_g$ et $\sim_d$ sont des relations d'équivalences. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$ ainsi que $G / \sim_g$ (et $G / \sim_d$) le quotient de $G$. Alors, on a une bijection $\function{\phi}{G / \sim_g}{G / \sim_d}$ $\functiondef{[xH]}{[Hx^{-1}]}$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group_indice} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$. Si le nombre de classes modulo $H$ est fini, on appelle ce nombre \textbf{l'indice} de $H$ dans $G$ noté $[G:H]$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:lagrange_theorem} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe fini et $H \subgroup G \implies [G:H] = \frac{\card{G}}{\card{H}}$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe fini d'ordre $n$ et $a \in G \implies [ ord(a) \divides n ] \land [ a^n = 1 ]$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe fini d'ordre $n$ un nombre premier alors $G$ est cyclique. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Sous-groupe distingué et quotient}{Proper subgroup and quotient} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, on dit que $H \subgroup G$ est \textbf{distingué} si $\forall x \in G, xH = Hx$. On écrira alors $H \normalSubgroup G$ ainsi que $G/H := G / \sim_g = G / \sim_d$ l'ensemble des classes à gauche et droite. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Le noyau de $\function{f}{(G, \star)}{(H, +)}$ un morphisme de groupe \ref{definition:group_morphism} est distingué. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ si $H \subgroup G$ est un sous-groupe d'indice 2 alors $H$ est distingué. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, on a $H \normalSubgroup G \equivalence \forall x \in G, xHx^{-1} = H$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \normalSubgroup G \implies G / H$ a une structure de groupe donné par $\function{f}{G/H \cartesianProduct G/H}{G/H} \functiondef{([xH], [yH])}{[xyH]}$ de plus, l'application quotient $\function{q}{G}{G/H} \functiondef{x}{[xH]}$ est un morphisme de groupe avec $\ker(q) = H$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theoren:universal_property_quotient} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \normalSubgroup G$ avec quotient $\function{q}{G}{G/H}$ ainsi que le morphisme de groupe $\function{f}{(G, \star)}{(G', +)}$ tel que $H \subseteq \ker(f)$. | ||||
|  | ||||
| 	Alors $\exists! \function{\bar{f}}{G/H}{G}$ un morphisme de groupes tel que $f = \bar{f} \composes q$. De plus, on a | ||||
| 	$\bar{f}$ injectif $\equivalence \ker(f) = H$ | ||||
| 	$\bar{f}$ surjectif $\equivalence f$ surjectif | ||||
|  | ||||
|  | ||||
| 	\[\begin{tikzcd} | ||||
| 		G \arrow[r, "q"] \arrow[d, "f" left] & G/H \arrow[dl, dotted, "\exists! \bar{f}"] \\ | ||||
| 		G' | ||||
| 	\end{tikzcd}\] | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $\function{f}{(G, \star)}{(H, +)}$ un morphisme de groupe \ref{definition:group_morphism} alors $G / \ker(f) \isomorphic im(f)$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(p, q) \in \N^2, \gcd(p, q) = 1 \implies \Z/pq\Z \isomorphic \Z/p\Z \cartesianProduct \Z/q\Z$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \subgroup G$. On définit $KH := \{ kh \mid k \in K, h \in H \} \subseteq G$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \subgroup G \implies KH \subgroup G$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \subgroup G \implies KH/K \isomorphic H/K \intersection H$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \normalSubgroup G$ tel que $H \subseteq K \implies (K/H) \normalSubgroup (G/H)$ ainsi que $(G/H)/(K/H) \isomorphic G/K$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(K, \star) \in \Grp$. On appelle groupe des automorphismes \ref{definition:automorphism}, noté $Aut(K)$, l'ensemble $\{ \phi \in S(K) \mid \phi \in \hom(K, K) \} \subseteq S(K)$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp \implies Aut(G) \subgroup S(K)$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $((K, \star), (Q, \composes)) \in \Grp^2$ ainsi que $\function{\phi}{(Q, \star)}{(Aut(K), \composes)}$ un morphisme de groupes. Alors on appelle \textbf{produit semi-direct} l'opération sur l'ensemble $K \cartesianProduct Q$ | ||||
|  | ||||
| 	$$\function{\psi}{(K \cartesianProduct Q)^2}{K \cartesianProduct Q} \functiondef{(k_1, q_1), (k_2, q_2)}{(k_1 \star \phi(q_1)(k_2), q_1 \composes q_2))}$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $((K, \star), (Q, \composes)) \in \Grp^2$ ainsi que le produit semi-direct $(\psi)$, alors le tuple $(K \cartesianProduct Q, \psi) \in \Grp$ et on le note $K \ltimes_q Q$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Si $K \ltimes_\phi Q$ est un produit semi-direct alors l'application $\function{\pi}{K \ltimes_\phi Q}{Q} \functiondef{(k, q)}{q}$ est un morphisme de groupes et $\ker(\pi) = K$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\exists Q \subgroup G, KQ = G \land K \intersection Q = \{ \Identity_G \} \implies G \isomorphic K \ltimes_\phi Q$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Corps}{Field} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:field} | ||||
| @@ -487,20 +49,6 @@ | ||||
| 	Un corps commutatif est un corps \ref{definition:field} dont la seconde loi de composition $(\cartesianProduct)$ est commutative \ref{definition:commutativity}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Anneau}{Ring} | ||||
|  | ||||
| Source : \citeannexes{wikipedia_ring} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:ring} | ||||
| 	Un anneau $(R, +, \star)$ est un triplet, un ensemble $R$, une opération $(+)$ qui est un groupe abélien \ref{definition:abelian_group}, une opération $(\star)$ qui est un monoïde \ref{definition:monoid} et l'opération $(\star)$ est distributive sur l'opération $(+)$, c'est-à-dire | ||||
|  | ||||
| 	$\forall (a, b, c) \in R^3$ | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Distributivité à gauche : $a \star (b + c) = (a \star b) + (a \star c)$} | ||||
| 		\item{Distributivité à droite : $(b + c) \star a = (b \star a) + (c \star a)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \section{Matrices} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
| @@ -560,11 +108,9 @@ $det\left(\begin{bmatrix}a & b\\c & d\end{bmatrix}\right) = ad - bc$ | ||||
| \langsubsubsection{Cas 3x3}{3x3 case} | ||||
| %TODO Complete subsubsection | ||||
|  | ||||
| \pagebreak | ||||
|  | ||||
| \subsection{Inverse} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:matrix_product_monoid} | ||||
| 	Le tuple $(M_n(\K), \cartesianProduct)$ est un monoïde. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| @@ -586,17 +132,17 @@ $det\left(\begin{bmatrix}a & b\\c & d\end{bmatrix}\right) = ad - bc$ | ||||
| 	$MA = MB = \begin{pmatrix} -21 & -21 \\ 7 & 7 \end{pmatrix}$ alors que $M \ne 0 \land A \ne B$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| % \begin{theorem_sq} | ||||
| % 	$\lnot(\forall (A, B) \in M_n(\K)^2, AB = 0 \implies A = 0 \lor B = 0)$ | ||||
| % \end{theorem_sq} | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	$\lnot(\forall (A, B) \in M_n(\K)^2, AB = 0 \implies A = 0 \lor B = 0)$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| % \begin{proof} | ||||
| % 	Soit $(A, B) \in M^*_2(\K)^2$ tel que | ||||
| % | ||||
| % 	$A := \begin{pmatrix} 3 & -12 \\ -2 & 8 \end{pmatrix}$ \hspace{5mm} $B := \begin{pmatrix} 4 & 12 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}$ | ||||
| % | ||||
| % 	$AB = 0$ alors que $A \ne 0 \land B \ne 0$ | ||||
| % \end{proof} | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(A, B) \in M^*_2(\K)^2$ tel que | ||||
|  | ||||
| 	$A := \begin{pmatrix} 3 & -12 \\ -2 & 8 \end{pmatrix}$ \hspace{5mm} $B := \begin{pmatrix} 4 & 12 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}$ | ||||
|  | ||||
| 	$AB = 0_2$ alors que $A \ne 0 \land B \ne 0$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:inversible_matrix} | ||||
| 	Une matrice $A \in M_n(\K)$ est dite \textbf{inversible} sur $\K$ si et seulement s'il existe une matrice dite \textbf{inverse} $B \in M_n(\K)$ tel que $AB = \Identity_n = BA$. | ||||
| @@ -610,25 +156,27 @@ $det\left(\begin{bmatrix}a & b\\c & d\end{bmatrix}\right) = ad - bc$ | ||||
|  | ||||
| - Les matrices de dilatation $D_i(a)$ sont inversibles : $(D_i(a))^{-1} = D_i(a^{-1})$ | ||||
|  | ||||
| - Les matrices de permutation $P_{i, j}$ sont inversibles : $(P_{i, j})^{-1} = P_{i, j}$ | ||||
| - Les matrices de permutation $P_{i, j}$ sont inversibles : $(P_{i, j})^{-1} = P_{j, i}$ | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:linear_group} | ||||
| 	L'ensemble des matrices inversibles est appelé \textbf{groupe linéaire} et est noté $GL_n(\K)$. | ||||
|  | ||||
| 	Également, le tuple $(GL_n(\K), \cartesianProduct)$ est un groupe \ref{definition:group}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| Par la théorie des groupes : | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Le tuple $(GL_n(\K), \cartesianProduct)$ est un groupe \ref{definition:group}. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{itemize} | ||||
| 	\item{L'inverse est unique : $AB = AC = \Identity_n \implies B = C = A^{-1}$} | ||||
| 	\item{L'inverse d'un inverse est l'identité : $(A^{-1})^{-1} = A$} | ||||
| 	\item{Le produit de deux matrices inversibles est inversible : $(AB)^{-1} = B^{-1}A^{-1}$} | ||||
| \end{itemize} | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	L'ensemble des matrices inversibles sont également des matrices, donc $GL_n(\K) \subseteq M_n(\K)$ or le tuple $(M_n(\K), \cartesianProduct)$ est un monoïde \ref{theorem:matrix_product_monoid} et $GL_n(\K)$ ne garde que les matrices qui sont inversibles et cela constitue la définition d'un groupe \ref{definition:group}. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| La transposée d'un inverse et l'inverse de la transposée : $(A^{-1})^T = (A^T)^{-1}$ | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	La transposée d'un inverse et l'inverse de la transposée c.-à-d. : $\forall A \in GL_n(\K), (A^{-1})^T = (A^T)^{-1}$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| $(A^{-1})^T A^T = (AA^{-1})^T = \Identity_n^T = \Identity_n$ et $A^T(A^{-1})^T = (A^{-1}A)^T = \Identity_n^T = \Identity_n$ | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	$\forall A \in GL_n(\K), (A^{-1})^T A^T = (AA^{-1})^T = \Identity_n^T = \Identity_n \land A^T(A^{-1})^T = (A^{-1}A)^T = \Identity_n^T = \Identity_n$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	$\forall (A, B) \in M_n(\K)^2, \forall M \in GL_n(\K), (MA = MB) \equivalence A = B$ | ||||
| @@ -649,14 +197,19 @@ $(A^{-1})^T A^T = (AA^{-1})^T = \Identity_n^T = \Identity_n$ et $A^T(A^{-1})^T = | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Par récurrence sur $n$. Le cas d'initialisation $n = 1$ est immédiat. | ||||
|  | ||||
| 	Passons à l'hérédité. Soit $A \in GL_n(\K)$ avec $n \ge 2$ et supposons l'hypothèse $h$ au rang $n - 1$. On va appliquer l'algorithme du pivot de Gauss. | ||||
| 	Comme A est inversible, sa première colonne n'est pas nulle. | ||||
| 	Si $a_{11} \ne 1$, alors il existe $i > 1$ tel que la matrice de transvection $T_{1, i}(\frac{1 - a_{11}}{a_{i1}})$ (ou l'opération $L_1 \leftarrow L_1 + \frac{1 - a_{11}}{a_{i1}}L_i$) permet de mettre un coefficient 1 en position $(1, 1)$. | ||||
| 	Passons à l'hérédité. Soit $A \in GL_n(\K)$ avec $n \ge 2$ et supposons l'hypothèse $h$ au rang $n - 1$. | ||||
| 	Appliquons l'algorithme du pivot de Gauss. | ||||
| 	Comme A est inversible, sa première colonne est nécessairement non nulle. | ||||
|  | ||||
| 	Si $a_{11} \ne 1$, s'il existe $i > 1$ tel que la matrice de transvection $T_{1, i}(\frac{1 - a_{11}}{a_{i1}})$  permet de mettre un coefficient 1 en position $(1, 1)$. | ||||
|  | ||||
| 	Dans le cas ou $a_{11} \ne 1$ et qu'il s'agit du seul coefficient non nul de la colonne, nous pouvons ajouter la matrice de transvection $T_{2, 1}(1)$ pour nous ramener au cas précédent. | ||||
|  | ||||
| 	Ensuite, en utilisant le coefficient $(1, 1)$ comme pivot, une succession d'opérations sur les lignes puis sur les | ||||
| 	colonnes permet d'annuler tous les autres coefficients de la première ligne et de la première colonne : il existe | ||||
| 	des matrices de transvection cela permet d'affirmer qu'il existe une suite finie de matrices de transvection $M_k$ telles que | ||||
| 	$A \prod\limits_{i = 1}^k M_i = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & A_1 \end{pmatrix}$ | ||||
| 	où $A_1 \in GL_{n - 1}(\K)$, avec l'hypothèse $h$ on conclut l'hérédité. | ||||
| 	colonnes permet d'annuler tous les autres coefficients de la première ligne et de la première colonne, cela permet d'affirmer qu'il existe une suite finie de matrices de transvection $M_k$ telles que | ||||
| 	$A \prod\limits_{i = 1}^k M_i = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & A' \end{pmatrix}$ | ||||
| 	où $A' \in GL_{n - 1}(\K)$ ainsi que $\det(A') = \det(A)$. | ||||
| 	En appliquant l'hypothèse $h$ on conclut l'hérédité. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| @@ -679,60 +232,92 @@ $(A^{-1})^T A^T = (AA^{-1})^T = \Identity_n^T = \Identity_n$ et $A^T(A^{-1})^T = | ||||
|  | ||||
| 	Supposons que la matrice $A$ est inversible, c'est-à-dire qu'il existe une matrice $A^{-1}$ telle que $AA^{-1} = A^{-1}A = \Identity_n$. | ||||
|  | ||||
| 	% TODO Fix proof... | ||||
| 	Alors, $\rank{A} = n$. | ||||
| 	% \Limpliespart | ||||
|  | ||||
| 	En effet, si $\rank{A} = n$, ainsi, il existe une matrice colonne de taille $n$ qui est un multiple scalaire des colonnes de $A$, ce qui signifie que les vecteurs colonnes de $A$ sont linéairement indépendants. | ||||
| 	% Supposons que $\rank{A} = n$. | ||||
| 	% Sachant que les matrices de dilatation et transvection conservent le rang, et que la matrice identité $\Identity_n$ à un rang de $n$ | ||||
| 	% alors, nous pouvons créer une séquence finie de $k$ matrices de dilatation et de transvection tel que $A = \prod\limits_{i = 1}^k E_i$. | ||||
| 	% Hors comme toutes les matrices de dilation te de transvection sont inversibles ainsi que leur produit, ainsi, nous pouvons créer une autre séquence finie $B = \prod\limits_{i = 1}^k (E_{k - i - 1})^{-1}$. | ||||
|  | ||||
| 	\Limpliespart | ||||
| 	% On remarque de $AB = \left(\prod\limits_{i = 1}^k E_i\right) \left(\prod\limits_{i = 1}^k (E_{k - i - 1})^{-1}\right) = \prod\limits_{i = 1}^k  \Identity_n = \Identity_n$. | ||||
|  | ||||
| 	Supposons que $\rank{A} = n$. | ||||
| 	Sachant que les matrices de dilatation et transvection conservent le rang, et que la matrice identité $\Identity_n$ à un rang de $n$ | ||||
| 	alors, nous pouvons créer une séquence finie de $k$ matrices de dilatation et de transvection tel que $A = \prod\limits_{i = 1}^k E_i$. | ||||
| 	Hors comme toutes les matrices de dilation te de transvection sont inversibles ainsi que leur produit, ainsi, nous pouvons créer une autre séquence finie $B = \prod\limits_{i = 1}^k (E_{k - i - 1})^{-1}$. | ||||
|  | ||||
| 	On remarque de $AB = \left(\prod\limits_{i = 1}^k E_i\right) \left(\prod\limits_{i = 1}^k (E_{k - i - 1})^{-1}\right) = \prod\limits_{i = 1}^k  \Identity_n = \Identity_n$. | ||||
|  | ||||
| 	Donc, non seulement $A$ est inversible, mais avons aussi un algorithme qui permet de calculer sa matrice inverse. | ||||
| 	% Donc, non seulement $A$ est inversible, mais avons aussi un algorithme qui permet de calculer sa matrice inverse. | ||||
|  | ||||
|  | ||||
| % TODO Fix garbage AI proof... | ||||
| Dans cet article, nous prouvons que si le rang d'une matrice $A$ est égal à son ordre (taille), | ||||
| alors la matrice $A$ est inversible en utilisant des matrices élémentaires. | ||||
| % Dans cet article, nous prouvons que si le rang d'une matrice $A$ est égal à son ordre (taille), | ||||
| % alors la matrice $A$ est inversible en utilisant des matrices élémentaires. | ||||
| % | ||||
| % Supposons que la matrice $A \in M_n(\K)$ et que $\rank{A} = n$. | ||||
| % | ||||
| % Montrer qu'il existe une matrice inversible composée de matrices élémentaires. | ||||
| % | ||||
| % Supposons que $A$ est une matrice de taille $n$ avec $\rank{A} = n$. | ||||
| % Nous savons que pour toute opération sur les lignes (ou les colonnes), | ||||
| % la matrice résultante aura un rang égal ou inférieur à la matrice originale $A$. | ||||
| % Par conséquent, nous pouvons effectuer une séquence d'opérations élémentaires sur les lignes de $A$ sans changer son rang. | ||||
| % | ||||
| % Soit $E_1, E_2, \ldots, E_k$ ces matrices élémentaires telles que leur produit est également une matrice élémentaire. Nous avons $A = \prod\limits_{i = 1}^n E_i$ | ||||
| % | ||||
| % Puisque $\rank{A} = n$, et que chaque $E_i$ maintient le rang, il s'ensuit que toutes ces matrices sont des matrices élémentaires avec un élément pivot non nul (elles ne peuvent pas être la matrice zéro). | ||||
| % On peut donc construire une matrice inversible composée uniquement de ces matrices élémentaires : | ||||
| % \[ B = E_1(E_2(\cdots E_k(I_n))\cdots) \] | ||||
| % Cette matrice $B$ est clairement inversible puisqu'elle a un pivot non nul dans chaque ligne (ou colonne), et donc son rang est égal à l'ordre de la matrice originale $A$. | ||||
| % Ainsi, nous avons montré que si $\rank{A} = n$, il existe une matrice inversible composée uniquement de matrices élémentaires. | ||||
|  | ||||
| Supposons que la matrice $A \in M_n(\K)$ et que $\rank{A} = n$. | ||||
| Ok | ||||
|  | ||||
| Montrer qu'il existe une matrice inversible composée de matrices élémentaires. | ||||
| Ok | ||||
|  | ||||
| Supposons que $A$ est une matrice de taille $n$ avec $\rank{A} = n$. | ||||
| Nous savons que pour toute opération sur les lignes (ou les colonnes), | ||||
| la matrice résultante aura un rang égal ou inférieur à la matrice originale $A$. | ||||
| Par conséquent, nous pouvons effectuer une séquence d'opérations élémentaires sur les lignes de $A$ sans changer son rang. | ||||
| Ok | ||||
|  | ||||
| Soit $E_1, E_2, \ldots, E_k$ ces matrices élémentaires telles que leur produit est également une matrice élémentaire. Nous avons $A = \prod\limits_{i = 1}^n E_i$ | ||||
| 	\impliespart | ||||
| Since $AA^{-1} = I_n$, the columns of $A$ must be linearly independent. | ||||
|  | ||||
| Puisque $\rank{A} = n$, et que chaque $E_i$ maintient le rang, il s'ensuit que toutes ces matrices sont des matrices élémentaires avec un élément pivot non nul (elles ne peuvent pas être la matrice zéro). | ||||
| On peut donc construire une matrice inversible composée uniquement de ces matrices élémentaires : | ||||
| \[ B = E_1(E_2(\cdots E_k(I_n))\cdots) \] | ||||
| Cette matrice $B$ est clairement inversible puisqu'elle a un pivot non nul dans chaque ligne (ou colonne), et donc son rang est égal à l'ordre de la matrice originale $A$. | ||||
| Ainsi, nous avons montré que si $\rank{A} = n$, il existe une matrice inversible composée uniquement de matrices élémentaires. | ||||
| To see this, suppose the columns of $A$ are linearly dependent. Then there exist scalars $c_1, c_2, ..., c_n$, not all zero, such that | ||||
| $$c_1 \mathbf{a}_1 + c_2 \mathbf{a}_2 + \dots + c_n \mathbf{a}_n = \mathbf{0}$$ | ||||
| where $\mathbf{a}_i$ are the columns of $A$. This can be written as $A\mathbf{c} = \mathbf{0}$, where $\mathbf{c} = \begin{bmatrix} c_1 \\ c_2 \\ \vdots \\ c_n \end{bmatrix}$ is a non-zero vector. | ||||
|  | ||||
| If $A$ is invertible, then we can multiply both sides by $A^{-1}$: | ||||
| $$A^{-1}A\mathbf{c} = A^{-1}\mathbf{0} \implies \mathbf{c} = \mathbf{0}$$ | ||||
| But this contradicts our assumption that $\mathbf{c}$ is a non-zero vector. Therefore, the columns of $A$ must be linearly independent. | ||||
|  | ||||
| Since $A$ is an $n \times n$ matrix with $n$ linearly independent columns, the column space of $A$ has dimension $n$. Therefore, rank$(A) = n$. | ||||
|  | ||||
| 	\Limpliespart | ||||
|  | ||||
| 	$\rank{A} = n$ implies that $A$ is an $n \times n$ matrix with $n$ linearly independent rows. | ||||
| Since the columns of $A$ are linearly independent and span $\K^n$, any vector $\mathbf{b} \in \K^n$ can be written as a linear combination of the columns of $A$. In other words, for any $\mathbf{b} \in \K^n$, the equation $A\mathbf{x} = \mathbf{b}$ has a solution. Since the columns are linearly independent, the solution is unique. | ||||
|  | ||||
| Consider the system $A\mathbf{x} = \mathbf{e}_i$, where $\mathbf{e}_i$ is the $i$-th standard basis vector in $\K^n$ (i.e., a vector with a 1 in the $i$-th position and 0s elsewhere). Since rank$(A) = n$, this system has a unique solution for each $i = 1, 2, ..., n$. Let $\mathbf{x}_i$ be the unique solution to $A\mathbf{x} = \mathbf{e}_i$. | ||||
|  | ||||
| Now, construct a matrix $B$ whose columns are the vectors $\mathbf{x}_1, \mathbf{x}_2, ..., \mathbf{x}_n$.  Then $AB$ is a matrix whose $i$-th column is $A\mathbf{x}_i = \mathbf{e}_i$. Therefore, $AB = I_n$. | ||||
|  | ||||
| Since $AB = I_n$, we have shown that $A$ has a right inverse. For square matrices, if a right inverse exists, then it is also a left inverse. Therefore, $BA = I_n$ as well. Thus, $B = A^{-1}$, and $A$ is invertible. | ||||
|  | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:special_linear_group} | ||||
| 	L'ensemble \textbf{groupe spécial linéaire} noté $SL_n(\K)$ est le sous ensemble de $GL_n(\K)$ tel que le déterminant est égale à 1. | ||||
| 	L'ensemble \textbf{groupe spécial linéaire} noté $SL_n(\K)$ est le sous ensemble de $GL_n(\K)$ tel que le déterminant est égale à 1, c'est-à-dire | ||||
| 	$$SL_n(\K) := \{ A \in GL_n(\K) \suchthat \det(A) = 1\}$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Le tuple $(SL_n(\K), \cartesianProduct)$ est un groupe \ref{definition:group}. | ||||
| 	$SL_n(\K) \normalSubgroup GL_n(\K)$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Vérifions chaque axiome d'un groupe. $\det(\Identity_n) = 1 \equivalence \Identity_n \in SL_n(\K)$. | ||||
| 	Grâce aux propriétés du déterminant, on peut vérifier chaque axiome d'un sous-groupe \ref{definition:subgroup} | ||||
|  | ||||
| 	La propriété du déterminant $\forall (A, B) \in M_n(\K)^2, \det(AB) = \det(A)\det(B)$ permet de montrer les propositions suivantes : | ||||
| 	$$\forall (A, B) \in SL_n(\K)^2, \det(AB) = \det(A)\det(B) = 1 * 1 = 1 \implies AB \in SL_n(\K)$$ | ||||
| 	$$\forall A \in SL_n(\K), \exists! A^{-1} \in GL_n(\K), 1 = \det(\Identity_n) = \det(AA^{-1}) = \det(A)\det(A^{-1}) = \det(A^{-1}) \implies A^{-1} \in SL_n(\K)$$ | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Magma : $\forall (A, B) \in SL_n(\K)^2, \det(AB) = \det(A)\det(B) = 1 \cdot 1 = 1 \implies AB \in SL_n(\K)$} | ||||
| 		\item{Présence de l'identité : $\det(\Identity_n) = 1 \implies \Identity_n \in SL_n(\K)$} | ||||
| 		\item{Présence de l'inverse : $\forall A \in SL_n(\K), \exists! A^{-1} \in GL_n(\K), 1 = \det(\Identity_n) = \det(AA^{-1}) = \det(A)\det(A^{-1}) = \det(A^{-1}) \implies A^{-1} \in SL_n(\K)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
|  | ||||
| 	Pour montrer qu'il s'agit d'un sous-groupe distingué, posons $x \in GL_n(\K)$ et $y \in SL_n(\K)$, nous pouvons en conclure | ||||
|  | ||||
| 	$\det(xyx^{-1}) = \det(x)\det(y)\det(x)^{-1} = 1 \implies xyx^{-1} \in SL_n(\K)$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| @@ -741,16 +326,15 @@ Ainsi, nous avons montré que si $\rank{A} = n$, il existe une matrice inversibl | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $A \in SL_n(\K)$, sachant \ref{lemma:inversible_matrix_reduction_dilatation}, il existe une suite finie de matrices de transvection $M_p$ que transforme $A$ en une matrice de dilatation $D_n(det(A))$, or comme $\det(A) = 1$ cela revient à la matrice identité, on peut donc en conclure que | ||||
| 	$$A \left(\prod\limits_{i = 1}^p M_i \right) = \Identity_n$$ | ||||
| 	$$A \prod\limits_{i = 1}^p M_i = \Identity_n$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \pagebreak | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Une matrice $A \in M_n(\K)$ est inversible sur $\K$ si et seulement si $det(A) \neq 0$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| @@ -786,7 +370,7 @@ $a \in Tr_n$ | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $A \in M_n(\K)$ ainsi qu'une norme subordonnée quelconque $\matrixnorm{.}$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall n \in \N, \matrixnorm{\frac{A^n}{n!}} \le \frac{\matrixnorm{A^n}}{n!}$$ | ||||
| 	$$\forall n \in \N, \left\lVert \frac{A^n}{n!} \right\rVert \le \frac{\matrixnorm{A^n}}{n!}$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| @@ -842,36 +426,34 @@ $a \in Tr_n$ | ||||
| 	Les deux formules de polarisation s'en déduisent immédiatement. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsection{Espaces vectoriels}{Vectors spaces} \label{definition:vector_space} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
| \langsection{Espaces vectoriels}{Vectors spaces} | ||||
|  | ||||
| Soit $(E, +)$ un groupe abélien \ref{definition:abelian_group} de $\K$ | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:vector_space} | ||||
| 	Un espace vectoriel $(E(\K), +, \cartesianProduct)$ sur un corps $\K$ est un tuple | ||||
| 	Soit $(E, +)$ un groupe abélien \ref{definition:abelian_group} de $\K$ | ||||
|  | ||||
| \begin{itemize} | ||||
| 	\item{muni d'une loi de composition externe d'un corps $\K$ tel que $\function{(\cdot)}{K \cartesianProduct E}{E}$ vérifiant $(\alpha, x) \rightarrow \alpha x$} | ||||
| \end{itemize} | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{muni d'une loi de composition externe d'un corps $\K$ tel que $\function{(\cdot)}{K \cartesianProduct E}{E}$ vérifiant $(\alpha, x) \rightarrow \alpha x$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
|  | ||||
| \bigskip | ||||
| Et vérifiant $\forall(\alpha, \beta) \in \K^2, \forall(a, b, c) \in E^3$ | ||||
| 	\bigskip | ||||
| 	Et vérifiant $\forall(\alpha, \beta) \in \K^2, \forall(a, b, c) \in E^3$ | ||||
|  | ||||
| \begin{itemize} | ||||
| 	\item{Unital en $(\cdot)$} | ||||
| 	\item{Distributivité (gauche et droite) $+$ de $\K \equivalence a(\alpha + \beta) = (\alpha + \beta)a = \alpha a + \beta a$} | ||||
| 	\item{Distributivité (gauche et droite) $*$ de $\K \equivalence a(\alpha * \beta) = (\alpha * \beta)a = \alpha(\beta a)$} | ||||
| \end{itemize} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Famille libre}{Free family} \label{definition:vector_space_free_family} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| Une famille \suite{e} est dite \textbf{libre} si | ||||
| $$\forall i \in \discreteInterval{1, n}, \lambda_i \in \K, \sum\limits_{i = 1}^n \lambda_i e_i = 0 \implies \lambda_i = 0$$ | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Unital en $(\cdot)$} | ||||
| 		\item{Distributivité (gauche et droite) $+$ de $\K \equivalence a(\alpha + \beta) = (\alpha + \beta)a = \alpha a + \beta a$} | ||||
| 		\item{Distributivité (gauche et droite) $*$ de $\K \equivalence a(\alpha * \beta) = (\alpha * \beta)a = \alpha(\beta a)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Famille génératrice}{Generating family} \label{definition:vector_space_generating_family} | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:vector_space_free_family} | ||||
| 	Une famille \suite{e} est dite \textbf{libre} si la seule combinaison linéaire qui annule \suite{e} est la combinaison linéaire nulle, c'est-à-dire | ||||
| 	$$\forall \lambda \in \K^n, \sum\limits_{i = 1}^n \lambda_i e_i = 0 \implies \lambda_i = 0$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| Une famille \suite{e} est dite \textbf{génératrice} de $E$ si | ||||
| $$\forall v \in E, \exists \lambda \in \K^n, \sum\limits_{i=1}^n \lambda_i e_i = v$$ | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:vector_space_generating_family} | ||||
| 	Une famille \suite{e} est dite \textbf{génératrice} d'un espace vectoriel \ref{definition:vector_space} $E$ si pour tout vecteur $v$ de $E$ il existe une combinaison linéaire de \suite{e} égale à $v$, c'est-à-dire | ||||
| 	$$\forall v \in E, \exists \lambda \in \K^n, \sum\limits_{i=1}^n \lambda_i e_i = v$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Bases}{Basis} \label{definition:vector_space_basis} | ||||
| @@ -938,7 +520,7 @@ $\implies F \subset G \lor  G \subset F$ | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Application linéaire}{Linear map} \label{definition:linearity} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{defintion:linear_map} | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:linear_map} | ||||
| 	Une application $\function{f}{\K}{\K}$ est une \textbf{application linéaire} d'un $\K$-espace vectoriel $E$ si il respecte les axiomes suivants : | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{\lang{Additivité}{Additivity} : $\forall(x, y) \in E^2, f(x + y) = f(x) + f(y)$} | ||||
|   | ||||
| @@ -100,12 +100,12 @@ qu'on appelle \textit{inversion} de centre 0 et de rapport 1. | ||||
| 		$$\norm{a - c}\norm{b - d} \le \norm{a - b}\norm{c - d} + \norm{a - d}\norm{b - c}$$ | ||||
| 	\end{proof} | ||||
|  | ||||
| 	Soit $u \in E$ tel que $\norm{u} = 1$ et soit $\alpha \ne 0$. Considérons $H = \{ x \in E \mid \innerproduct{x}{u} = \alpha \}$. C'est un hyperplan affine de $E$. | ||||
| 	Soit $u \in E$ tel que $\norm{u} = 1$ et soit $\alpha \ne 0$. Considérons $H = \{ x \in E \suchthat \innerproduct{x}{u} = \alpha \}$. C'est un hyperplan affine de $E$. | ||||
|  | ||||
| 	\item{Justifier que $0 \notin H$. En utilisant la question 3, montrer alors que $i(H) = S \setminus \{0\}$, où $$S = \lbrace x \in E \mid \Norm{x - \frac{1}{2\alpha}u} = \frac{1}{2\abs{\alpha}} \rbrace$$} | ||||
| 	\item{Justifier que $0 \notin H$. En utilisant la question 3, montrer alors que $i(H) = S \setminus \{0\}$, où $$S = \lbrace x \in E \suchthat \Norm{x - \frac{1}{2\alpha}u} = \frac{1}{2\abs{\alpha}} \rbrace$$} | ||||
| 	% TODO Complete 6. | ||||
|  | ||||
| 	Soient $a \in E$ et $R > 0$. On note $S(a,R) = \{ x \in E \mid \norm{x - a} = R\}$ la sphère de centre $a$ et de rayon $R$. | ||||
| 	Soient $a \in E$ et $R > 0$. On note $S(a,R) = \{ x \in E \suchthat \norm{x - a} = R\}$ la sphère de centre $a$ et de rayon $R$. | ||||
|  | ||||
| 	\item{On suppose que $\norm{a} \ne R$. Montrer que $0 \notin S(a,R)$ et que $$ i(S(a,R)) = S(\frac{a}{\norm{a}^2 - R^2}, \frac{R}{\abs{\norm{a}^2 - R^2}})$$} | ||||
| 	% TODO Complete 7. | ||||
|   | ||||
| @@ -77,9 +77,8 @@ $\implies \frac{f'g + fg'}{g^2}$ | ||||
| Soit $\function{f,g}{I}{\K}$ est dérivable en $a \in I$, $(f \composes g(x))' = f' \composes g(x) + g'(x)$ | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
|  | ||||
| \lipsum[3] | ||||
|  | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Exponentiel}{Exponential} | ||||
| @@ -89,7 +88,8 @@ Soit $\function{f,g}{I}{\K}$ est dérivable en $a \in I$, $(f \composes g(x))' = | ||||
| Soit $x \in R$ et $\function{f}{\R}{\R}, (e^{f(x)})' = f'(x)e^{f(x)}$ | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[3] | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Base arbitraire}{Arbitrary base} | ||||
| @@ -99,7 +99,7 @@ Soit $x \in \R, b \in \R^*$ et $\function{f}{\R}{\R}, (b^{f(x)})' = f'(x)b^{f(x) | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $x \in \R, b \in \R^*$ et $\function{f}{\R}{\R}$ | ||||
|  | ||||
| 	Il y plusieurs manières de prouver l'égalité en voici certaines : | ||||
| 	Il y a plusieurs manières de prouver l'égalité en voici certaines : | ||||
|  | ||||
| 	\textbf{Preuve par calcul de limite} | ||||
|  | ||||
| @@ -119,7 +119,7 @@ Soit $x \in \R, b \in \R^*$ et $\function{f}{\R}{\R}, (b^{f(x)})' = f'(x)b^{f(x) | ||||
| Soit $x \in R^*_+, (\ln(x))' = \frac{1}{x}$ | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Il y plusieurs manières de prouver l'égalité en voici certaines : | ||||
| 	Il y a plusieurs manières de prouver l'égalité en voici certaines : | ||||
|  | ||||
| 	\textbf{Preuve par instantiation} | ||||
|  | ||||
| @@ -139,7 +139,7 @@ Soit $x \in R^*_+, (\ln(x))' = \frac{1}{x}$ | ||||
| Soit $x \in R^*_+, (\log_b(x))' = \frac{1}{x \ln(b)}$ | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Il y plusieurs manières de prouver l'égalité en voici certaines : | ||||
| 	Il y a plusieurs manières de prouver l'égalité en voici certaines : | ||||
|  | ||||
| 	\textbf{Preuve par instantiation} | ||||
|  | ||||
|   | ||||
| @@ -1,9 +1,61 @@ | ||||
| \pagebreak | ||||
|  | ||||
| %\documentclass{article} | ||||
|  | ||||
| %\usepackage{paracol} | ||||
| \columnratio{0.5} | ||||
|  | ||||
| % Défini la longueur des marges du document (défault à 4.8cm) | ||||
| %\usepackage[margin=2.5cm]{geometry} | ||||
|  | ||||
| %\usepackage{xcolor} | ||||
| % mode sombre | ||||
| %\definecolor{colour_bg} {HTML} {222324} | ||||
| %\definecolor{colour_fg} {HTML} {FFFFFF} | ||||
| % mode par défaut | ||||
| % \definecolor{colour_bg} {RGB} {255, 255, 255} | ||||
| % \definecolor{colour_fg} {RGB} {0,   0,   0} | ||||
| % \pagecolor{colour_bg} | ||||
| % \color{colour_fg} | ||||
| % \usepackage{mdframed} | ||||
| % \mdfsetup{linecolor = colour_fg, innerlinecolor = colour_fg, middlelinecolor = colour_fg, outerlinecolor = colour_fg, % | ||||
| % 	backgroundcolor = colour_bg, fontcolor = colour_fg} | ||||
|  | ||||
| % Include missing symbols s.a "Natural Numbers" | ||||
| % \usepackage{amsfonts} | ||||
| %\usepackage{amssymb}  % for '\blacksquare' macro | ||||
| % \usepackage{amsthm}   % for 'proof' environment | ||||
| % \usepackage{mathtools} | ||||
|  | ||||
| % \newcommand{\function}[3]{#1 \colon #2 \longrightarrow #3} | ||||
| % \newcommand{\functiondef}[2]{\hspace{15pt}#1 \longmapsto #2} | ||||
| % \DeclareMathOperator{\composes}{\circ}		% New symbol composing morphisms | ||||
| % \newcommand{\suchthat}{\mid} | ||||
| % \newcommand{\discreteInterval}[1]{[\![#1]\!]} | ||||
| % \newcommand{\N}{\mathbb{N}}			% Natural numbers symbol | ||||
| % \newcommand{\R}{\mathbb{R}}			% Real numbers symbol | ||||
| % \DeclarePairedDelimiter{\abs}{|}{|} | ||||
| % \DeclarePairedDelimiter{\norm}{\lVert}{\rVert} | ||||
| % \DeclareMathOperator{\intersection}{\cap} | ||||
|  | ||||
| % \newtheorem{definition}{Définition} | ||||
| % \newenvironment{definition_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{definition}[#1]}{\end{definition}\end{mdframed}} | ||||
| % \newtheorem{theorem}{Théorème} | ||||
| % \newenvironment{theorem_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{theorem}[#1]}{\end{theorem}\end{mdframed}} | ||||
|  | ||||
| % Manière classique de créer le titre avec la commande maketitle | ||||
| % \title{Introduction aux systèmes dynamiques} | ||||
| % \author{Pierre Saunders, William De Canteloube} | ||||
| % \date{L3 Maths 2024-2025, Université Côte d'Azûr} | ||||
|  | ||||
| %\begin{document} | ||||
|  | ||||
| %\maketitle | ||||
|  | ||||
| \begin{paracol}{2} | ||||
| Pierre Saunders | ||||
|  | ||||
| William De Canteloube | ||||
| \switchcolumn | ||||
| \begin{flushright} | ||||
| L3 Math 2024-25 | ||||
| @@ -21,7 +73,7 @@ Université Côte d'Azûr | ||||
| \subsection*{Un premier exemple d'étude de système dynamique} | ||||
|  | ||||
| % Emmanuel Militon | ||||
| Dans la théorie des systèmes dynamiques, on modélise un système qui dépend du temps (discret) à l'aide d'une application $\function{T}{X}{X}$. On appellera une telle application un système dynamique. Un point qui se trouve en $x \in X$ à l'instant $0$ se trouve en $T(x)$ à l'instant $1$ puis en $T^2(x) = T \composes T(x)$ à l'instant $2$ et ainsi de suite. On appelle orbite d'un tel système dynamique l'ensemble $\{ T^n(x) \mid n > 0 \}$. L'objet de la théorie des systèmes dynamiques est de comprendre le comportement asymptotique des orbites de tels systèmes. | ||||
| Dans la théorie des systèmes dynamiques, on modélise un système qui dépend du temps (discret) à l'aide d'une application $\function{T}{X}{X}$. On appellera une telle application un système dynamique. Un point qui se trouve en $x \in X$ à l'instant $0$ se trouve en $T(x)$ à l'instant $1$ puis en $T^2(x) = T \composes T(x)$ à l'instant $2$ et ainsi de suite. On appelle orbite d'un tel système dynamique l'ensemble $\{ T^n(x) \suchthat n > 0 \}$. L'objet de la théorie des systèmes dynamiques est de comprendre le comportement asymptotique des orbites de tels systèmes. | ||||
|  | ||||
| Dans ce sujet introductif, on va s'intéresser au cas où $X = [0, 1]$ et $T$ est l'application $\function{T}{x}{mx \mod 1}$, avec $m \ge 2$ entier. L'étude de ce système dynamique est étroitement relié à l'écriture d'un nombre en base $m$. On va chercher à comprendre quels sont les points périodiques de ce système (c'est-à-dire les points $x \in [0, 1]$ tels qu'il existe $n \ge 1$ avec $T^n(x) = x$). On va ensuite chercher, s'il en existe, des orbites denses dans $[0, 1]$ puis quels sont les ensembles invariants (les parties $F$ de $[0, 1]$ telles que $T(F) = F$ de sorte qu'une orbite qui démarre dans $F$ reste dans $F$). Ensuite, si le temps le permet, on va relier l'étude de ces systèmes dynamiques avec l'étude des systèmes dynamiques de la forme | ||||
|  | ||||
| @@ -37,7 +89,25 @@ Pour l'instant, nous nous intéresserons à la fonction suivante : | ||||
| $$\function{T_b}{[0, 1]}{[0, 1]}$$ | ||||
| $$\functiondef{x}{b x \mod 1}$$ | ||||
|  | ||||
| Par induction sur le nombre d'applications successives $n$ on trouve immédiatement que $T_b^n = b^n x \mod 1$. En écrivant $x \in [0, 1]$ en écriture décimale en base $b$ i.e. | ||||
| \begin{prop_sq} | ||||
| 	$\forall x \in [0, 1], T_b^n(x) = b^n x \mod 1$. | ||||
| \end{prop_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $x \in [0, 1]$, procédons par induction sur le nombre d'applications successives $n$, la définition de la fonction $T_b$ est le cas initial à $n = 1$. | ||||
| 	Supposons l'hypothèse vraie pour un rang $n$ et prouvons l'hérédité $n + 1$. | ||||
| 	$$T_b^n(x) = b^n x \mod 1 \implies T_b \composes T_b^n(x) = b(b^n x) \mod 1 = b^{n + 1} x \mod 1 = T_b^{n + 1}(x)$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{prop_sq} \label{prop:repeating_composition} | ||||
| 	Le nombre de points périodiques de longueur $n$ de la fonction $T_b$ est égal à $b^n - 1$. | ||||
| \end{prop_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $x \in [0, 1]$ un point périodique de longueur $n \implies T_b^n (x) = x$ or par \ref{prop:repeating_composition} $b^n x = x$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| En écrivant $x \in [0, 1]$ en écriture décimale en base $b$ i.e. | ||||
| $$x | ||||
| 	= \sum\limits_{i = 0}^{+\infty} \frac{d_i}{b^{i + 1}} | ||||
| 	= 0. d_0 d_1 d_2 \cdots d_m \cdots$$ | ||||
| @@ -76,6 +146,12 @@ Cela est équivalent à glisser les décimales vers la gauche. Donc pour étudie | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Un endomorphisme continue d'un espace topologique $(E, \tau_E)$ est dit \textbf{topologiquement transitif} si pour toute paire d'ouverts non-vide $U, V \subseteq E$ il existe $n \in \N$ tel que $f^n(U) \intersection V \ne \emptyset$. | ||||
| 	Un endomorphisme $f$ d'un espace topologique $(E, \tau_E)$ est dit \textbf{topologiquement transitif} si pour toute paire d'ouverts non-vide $U, V \subseteq E$ il existe $n \in \N$ tel que $f^n(U) \intersection V \ne \emptyset$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| ANNEXE | ||||
|  | ||||
| TODO : Theorem x in Q iff x has repeating decimals %\label{theorem:repeating_decimals} | ||||
|  | ||||
| %\end{document} | ||||
|  | ||||
|   | ||||
							
								
								
									
										654
									
								
								contents/group_theory.tex
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										654
									
								
								contents/group_theory.tex
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,654 @@ | ||||
| \langsubsection{Groupe}{Group} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group} | ||||
| 	Un groupe $(G, \star)$ est un monoïde \ref{definition:monoid} ou tous les éléments sont inversibles, c'est-à-dire $$\forall a \in G, \exists a^{-1} \in G, a^{-1} \star a = a \star a^{-1} = \Identity_G$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	L'élément inverse de tout élément d'un groupe $(G, \star)$ est unique. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe ainsi que $(x, a, b) \in G^3$ tel que $a, b$ sont deux inverses de $x$. Par définition d'un élément inverse, on peut poser $x \star a = \Identity_G \equivalence b \star (x \star a) = b \star \Identity_G \equivalence (b \star x) \star a = b \equivalence a = b$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:order_group} | ||||
| 	Le cardinal d'un groupe $(G, \star)$ est appelé \textbf{ordre du groupe}, dans le cas d'un cardinal fini, on parlera de \textbf{groupe fini}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Groupe abélien}{Abelian group} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:abelian_group} | ||||
| 	Un groupe $(G, \star)$ est dit \textbf{abélien} ou \textbf{commutatif} si la loi de composition est commutative \ref{definition:commutativity}, c'est-à-dire $$\forall (a, b) \in G^2, a \star b = b \star a$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:torsion_group} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, on appelle \textbf{groupe de torsion} (ou \textbf{groupe périodique}) l'ensemble | ||||
| 	$$T := \{ g \in G \suchthat \exists n \in \N^*, g^n = \Identity_G \} \subseteq G$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, le groupe de torsion \ref{definition:torsion_group} $T$ est un sous-groupe \ref{definition:subgroup} de $G$, c'est-à-dire | ||||
| 	$$(T_G, \star) \subgroup (G, \star)$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ ainsi que $(T_G, \star)$ le groupe de torsion. Montrons que $(T_G, \star)$ est un sous-groupe. | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{$\forall n \in \N^*, (\Identity_G)^n = \Identity_G \implies \Identity_G \in T_G$} | ||||
| 		\item{$\forall (a, b) \in T_G, \exists (n, m) \in (\N^*)^2, a^n = b^m = \Identity_G, (ab)^{nm}$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:torsion_free_group} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, si le groupe de torsion $T = \{ \Identity_G \}$ alors $G$ est dit \textbf{sans torsion}. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsubsection{Groupes N-abélien}{N-abelian groups} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:n_abelian_groups} | ||||
| 	Un groupe $(G, \star)$ est dit \textbf{N-abélien} s'il existe un entier naturel $n \ge 2$ tel que $\forall (a, b) \in G^2, (a \star b)^n = a^n \star b^n$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Un groupe est N-abélien si et seulement s'il est abélien \ref{definition:abelian_group}. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe N-abélien, prouvons le théorème par induction sur $n$, pour alléger la notation, la notation multiplicative sera utilisé. | ||||
|  | ||||
| 	\fbox{Cas initial $n = 2$} Soit $(G, \star)$ un groupe 2-abélien ainsi que $(a, b) \in G^2$ $$(ab)^2 = a^2b^2 \equivalence abab = aabb \equivalence \inv{a} (abab) \inv{b} = \inv{a} (aabb) \inv{b} \equivalence ba = ab$$ | ||||
|  | ||||
| 	\fbox{Hérédité} | ||||
|  | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{lstlisting}[language=lean] | ||||
| 	theorem two_n_groups_are_abelian {G : Type u} [Group G] {a b : G} : (a * b)^2 = a^2 * b^2 ↔ a * b = b * a := by | ||||
| 		apply Iff.intro | ||||
| 		-- Left | ||||
| 		intro h | ||||
| 		rw [pow_two, pow_two, pow_two, mul_assoc, mul_assoc, mul_right_inj, ← mul_assoc, ← mul_assoc, mul_left_inj] at h | ||||
| 		exact h.symm | ||||
| 		-- Right | ||||
| 		intro h | ||||
| 		rw [pow_two, pow_two, pow_two, ← mul_assoc, mul_assoc a, ← h, ← mul_assoc, mul_assoc] | ||||
| \end{lstlisting} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe N-abélien ainsi que $K := \{ x^n \suchthat x \in G \}$. $$K \normalSubgroup G$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe N-abélien ainsi que $K := \{ x^n \suchthat x \in G \}$. Montrons que $K \subgroup G$ | ||||
|  | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{$\forall (a^n, b^n) \in K^2, a^n b^n = (ab)^n \implies a^n b^n \in K$} | ||||
| 		\item{$(\Identity_G)^n = \Identity_G \implies \Identity_G \in K$} | ||||
| 		\item{$\forall a^n \in K, \exists! \inv{a} \in G, \Identity_G = a \inv{a} = (a \inv{a})^n = a^n (a^{-1})^n = a^n a^{-n}= a^n \inv{(a^n)} \implies \inv{(a^n)} \in K$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
|  | ||||
| 	Prouvons le théorème par induction sur $n$, pour alléger la notation, la notation multiplicative sera utilisé. | ||||
|  | ||||
| 	\fbox{Cas initial $n = 2$} Soit $(G, \star)$ un groupe 2-abélien ainsi que $(a, b) \in G^2$ $$(ab)^2 = a^2b^2 \equivalence abab = aabb \equivalence \inv{a} (abab) \inv{b} = \inv{a} (aabb) \inv{b} \equivalence ba = ab$$ | ||||
|  | ||||
| 	\fbox{Hérédité} | ||||
|  | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Sous-groupe}{Subgroup} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:subgroup} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$. Un sous-ensemble $H \subseteq G$ est un \textbf{sous-groupe} de $G$ si $H$ est également un groupe, dans ce cas on notera $H \leqslant G$. | ||||
|  | ||||
| 	Les sous-groupes tels que $H = G$ ou $H = \{ \Identity_G \}$ sont appelées les \textbf{sous-groupes triviaux} de $G$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsubsection{Sous-groupe engendré}{Generated subgroup} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:generated_subgroup} | ||||
| 	Un sous-groupe engendré est un groupe \ref{definition:group} générée par un élément $x$ d'un groupe $(G, \star)$ définie de la manière suivante : $\generator{x} := \{ x^k \suchthat k \in \Z \} \subseteq G$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit un groupe $(G, \star)$ ainsi que $x \in G$. Comme $\generator{x} \subseteq G$, il suffit de vérifier l'élément neutre et l'inversibilité. Ce qui est immédiat avec la proposition suivante : $\forall y \in G, \forall p \in \Z, y^p \star y^{-p} = \Identity$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Produit direct de groupe}{Direct product of groups} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:direct_product_group} | ||||
| 	Le \textbf{produit direct} ou \textbf{groupe produit} de deux groupes $(G, \star)$ et $(H, +)$ est l'ensemble $G \cartesianProduct H$ muni de l'opération $\function{\triangle}{(G \cartesianProduct H)^2}{G \cartesianProduct H} \hspace{1mm} \functiondef{(x_1, x_2) \cartesianProduct (y_1, y_2)}{(x_1 \star y_1, x_2 + y_2)}$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Morphisme de groupe}{Group morphism} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group_morphism} | ||||
| 	Un morphisme de groupe est un homomorphisme \ref{definition:homomorphism} appliqué à la catégorie des groupes ($\Grp$). | ||||
|  | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ et $(H, \composes)$ deux groupes ainsi que l'application $\function{\phi}{G}{H}$ tel que | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall (a, b) \in G^2, \phi(a \star b) = \phi(a) \composes \phi(b)$$ | ||||
|  | ||||
| 	Similairement, un morphisme de groupe est un morphisme tel que le diagramme suivant commute : | ||||
|  | ||||
| 	\[\begin{tikzcd} | ||||
| 		G \cartesianProduct G \arrow[r, "\phi \cartesianProduct \phi"] \arrow[d, "\star"] & H \cartesianProduct H \arrow[d, "\composes"] \\ | ||||
| 		G \arrow[r, "\phi"] & H | ||||
| 	\end{tikzcd}\] | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:identity_homomorphism_is_identity} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:homomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$f(\Identity_G) = \Identity_H$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall x \in G, \left[ f(x) = f(x + \Identity_G) = f(x) \star f(\Identity_G) \right] \land \left[ f(x) = f(\Identity_G + x) = f(\Identity_G) \star f(x) \right] \equivalence f(\Identity_G) = \Identity_H$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:inv_homomorphism_is_inv} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:homomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall x \in G, f(x^{-1}) = f^{-1}(x)$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall x \in G, f(\Identity_G) = f(x + x^{-1}) = f(x) \star f(x^{-1})$$ | ||||
|  | ||||
| 	Par définition d'un morphisme $\exists y \in H, y = f(x)$ et par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity} | ||||
|  | ||||
| 	$$y \star f(x^{-1}) = \Identity_H \implies f(x^{-1}) = y^{-1} \implies f(x^{-1}) = f^{-1}(x)$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:ab_monomor_imp_ab} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un monomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:monomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$(H, +) \in \Ab \implies (G, \star) \in \Ab$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $((G, +), (H, \star)) \in \Grp^2$ et $f \in \hom(G, H)$ tel que $f$ est un monomorphisme \ref{definition:monomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$f$ est un monomorphisme $\implies \forall (x, y) \in G^2 \land x \neq y, \exists! (a, b) \in H^2 \land f(x) = a \land f(y) = b$ | ||||
|  | ||||
| 	$\implies f(x + y) = f(a) \star f(b) = f(b) \star f(a) = f(y + x)$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:ab_epimor_imp_ab} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un épimorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:epimorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$(G, +) \in \Ab \implies (H, \star) \in \Ab$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $((G, +), (H, \star)) \in \Grp^2$ et $f \in \hom(G, H)$ tel que $f$ est un épimorphisme \ref{definition:epimorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$f$ est un épimorphisme $\implies \forall (x, y) \in H^2, \exists (a, b) \in G^2, f(a) = x \land f(b) = y$ | ||||
|  | ||||
| 	$(G, +) \in \Ab \implies x \star y = f(a) \star f(b) = f(a + b) = f(b + a) = f(b) \star f(a) = y \star x$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un isomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:isomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	$$(G, +) \in \Ab \equivalence (H, \star) \in \Ab$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $((G, +), (H, \star)) \in \Grp^2$ et $f \in \hom(G, H)$ tel que $f$ est un isomorphisme \ref{definition:isomorphism}. | ||||
|  | ||||
| 	\impliespart | ||||
|  | ||||
| 	$(G, +) \in \Ab$ et $f$ est un isomorphisme et particulièrement un épimorphisme $\implies (H, \star) \in \Ab$ (Voir \ref{theorem:ab_epimor_imp_ab}) | ||||
|  | ||||
| 	\Limpliespart | ||||
|  | ||||
| 	$(H, \star \in \Ab$ et $f$ est un isomorphisme et particulièrement un monomorphisme $\implies (G, +) \in \Ab$ (Voir \ref{theorem:ab_monomor_imp_ab}) | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group_morphism_kernel} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, \composes)$ ainsi que d'un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$. On appelle \textbf{noyau de $\phi$} l'ensemble $\ker(\phi) := \{ g \in G \suchthat \phi(g) = \Identity_G \}$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:kernel_homomorphism_is_subgroup} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ le noyau d'un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$ est un sous-groupe de $X$ et $\phi$ est injectif si et seulement si $\ker(\phi) = \{ \Identity_X \}$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$. | ||||
|  | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{$\Identity_G \in \ker(\phi)$ par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}} | ||||
| 		\item{$\forall (x, y) \in (\ker(\phi))^2, \phi(x \star y) = \phi(x) + \phi(y) = \Identity_H + \Identity_H = \Identity_H \implies x \star y \in \ker(\phi)$} | ||||
| 		\item{(Version longue) $\forall x \in \ker(\phi), \phi(x \star x^{-1}) = \phi(x) + \phi(x^{-1}) = \Identity_H + \phi(x^{-1}) = \phi(x^{-1}) = \Identity \implies x^{-1} \in \ker(\phi)$} | ||||
| 		\item{$\forall x \in \ker(\phi), \phi(x^{-1}) = \phi^{-1}(x) \equivalence \Identity_H^{-1} = \Identity_H$ (par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} et \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}) $\implies x^{-1} \in \ker(\phi)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
|  | ||||
| 	$\implies \ker(\phi) \subgroup G$ | ||||
|  | ||||
| 	Soit $(x, y) \in G$ | ||||
|  | ||||
| 	$$\phi(x) = \phi(y) \implies \phi(x \star y^{-1}) = \phi(x) + \phi(y^{-1}) = \phi(x) + \phi^{-1}(y)$$ | ||||
|  | ||||
| 	Par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} | ||||
|  | ||||
| 	$$\phi(x) + \phi^{-1}(y) = \phi(x) + \phi(x) = \Identity_H \implies x \star y^{-1} = \Identity_G \in \ker(\phi) \implies x = y$$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un homomorphisme $\function{\phi}{X}{Y}$. Alors l'image $f(X) \subseteq Y$ est un sous-groupe de $Y$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un homomorphisme $\function{\phi}{X}{Y}$. | ||||
|  | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{$\Identity_H \in \phi(X)$ par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}} | ||||
| 		\item{$\forall (a', b') \in \phi(X)^2, \exists (a, b) \in X^2, a' = \phi(a) \land b' = \phi(b) \implies \phi(a) + \phi(b) = \phi(a \star b) \in \phi(X)$} | ||||
| 		\item{$\forall a \in \phi(X), \exists b \in X, a = \phi(b) \implies a^{-1} = \phi(b)^{-1} = \phi(b^{-1})$ par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} $\implies a^{-1} \in \phi(X)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Groupes cycliques}{Cyclic groups} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:cyclic_group} | ||||
| 	On dit qu'un groupe $(G, \star)$ \ref{definition:group} est \textbf{cyclique} s'il existe $x \in G$ tel que $\generator{x} = G$. On dit alors que $x$ est un \textbf{générateur} de $G$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:cyclic_group_isomorph_integers} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique \ref{definition:cyclic_group} | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Si $\card{G} = \infty \implies (G, \star) \isomorphic (\Z, +)$} | ||||
| 		\item{Si $\card{G} = n < \infty \implies (G, \star) \isomorphic (\Z/n\Z, +)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique et $x \in G$ un générateur de $G$. | ||||
|  | ||||
| 	Posons l'application $\function{\phi}{(\Z, +)}{(G, \star)} \functiondef{n}{x^n}$. | ||||
|  | ||||
| 	On remarque que $\forall (a, b) \in \Z^2, \phi(a + b) = x^{a + b} = x^a \star x^b = \phi(a) \star \phi(b) \implies \phi \in \hom(\Z, G)$ | ||||
|  | ||||
| 	Comme $\generator{x} = G \implies \phi$ est un épimorphisme \ref{definition:epimorphism} | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Si $\card{\generator{x}} = \card{G} = \infty \implies \phi$ est un isomorphisme vers $(\Z, +)$} | ||||
| 		\item{Si $\card{\generator{x}} = \card{G} = n < \infty \implies \phi$ est un isomorphisme vers $(\Z/n\Z, +)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique fini \ref{definition:cyclic_group} tel que $n := \card{G}$ avec le générateur $a \in G$ ainsi que $x := a^{q}$ avec $q \in \discreteInterval{1, n - 1}$ alors l'ordre de $G$ est $\frac{n}{\gcd(n, q)}$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique fini tel que $n := \card{G}$, par \ref{theorem:cyclic_group_isomorph_integers} $(G, \star) \isomorphic (\Z/n\Z, +)$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{corollary_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique fini \ref{definition:cyclic_group} tel que $n := \card{G}$ avec $a \in G$ ainsi que $x := a^{q}$ avec $q \in \discreteInterval{1, n - 1}$ si $\gcd(n, q) = 1 \implies x$ est un générateur de $G$. | ||||
| \end{corollary_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:euler_indic_func} | ||||
| 	L'indicatrice d'Euler est défini de la manière suivante : $q(n) := \# \{ n \in \N^* \suchthat m \le n \land \gcd(m, n) = 1 \}$, si $n = \prod\limits_{k = 1}^r p_i^{k_i} \implies q(n) = n \prod\limits_{i = 1}^r (1 - \frac{1}{P_i})$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe cyclique d'ordre $n$ \ref{definition:cyclic_group} avec $a \in G$ générateur. Si $d \in \N, d \divides n \implies \exists! H \subgroup G, \card{H} = d$, autrement dit, on a $H = \generator{a^{\frac{n}{d}}}$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$. Pour $a \in G$, on appelle \textbf{classe à gauche} de $a$ modulo $H$ ainsi que \textbf{classe à droite} de $a$ modulo $H$ les ensembles suivants $aH := \{ ax \suchthat x \in H \}$ et $Ha := \{ xa \suchthat x \in H \}$. | ||||
|  | ||||
| 	Soit $x, y \in G^2$, on écrit donc | ||||
| 	$$x \sim_g y \equivalence y \in xH \equivalence x^{-1}y \in H$$ | ||||
| 	$$x \sim_d y \equivalence y \in Hx \equivalence yx^{-1} \in H$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Les notations $\sim_g$ et $\sim_d$ sont des relations d'équivalences. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$ ainsi que $G / \sim_g$ (et $G / \sim_d$) le quotient de $G$. Alors, on a une bijection $\function{\phi}{G / \sim_g}{G / \sim_d}$ $\functiondef{[xH]}{[Hx^{-1}]}$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:group_indice} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$. Si le nombre de classes modulo $H$ est fini, on appelle ce nombre \textbf{l'indice} de $H$ dans $G$ noté $[G:H]$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq}[\lang{Théoreme de Lagrange}{Lagrange's theorem}] \label{theorem:lagrange_theorem} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe fini et $H \subgroup G \implies [G:H] = \frac{\card{G}}{\card{H}}$. | ||||
|  | ||||
| 	On appelle alors \textbf{indice} de $H$ dans $G$ le nombre $[G:H]$. | ||||
|  | ||||
| 	De plus, si $H$ est un sous-groupe distingué \ref{definition:normal_subgroup} de $G$ alors $[G:H]$ est aussi le cardinal du groupe quotient $G/H$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe fini d'ordre $n$ et $a \in G \implies [ ord(a) \divides n ] \land [ a^n = 1 ]$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star)$ un groupe fini d'ordre $n$ un nombre premier alors $G$ est cyclique. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Sous-groupe distingué et quotient}{Proper subgroup and quotient} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:normal_subgroup} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, on dit que $H \subgroup G$ est \textbf{distingué} (ou \textbf{normal}) si $\forall x \in G, xH = Hx$. | ||||
| 	On écrira alors $H \normalSubgroup G$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:simple_group} | ||||
| 	Un groupe non trivial $G$ est \textbf{simple} si ces seuls sous-groupes distingués sont $\{ \Identity_G \}$ et lui-même. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:quotient_group} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ ainsi que $H \normalSubgroup G$, on appelle $G/H$ le \textbf{groupe quotient} de $G$ par $H$ que l'on définira de la manière suivante : $G/H := G / \sim_g = G / \sim_d$ l'ensemble des classes à gauche et droite. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$, on a $H \normalSubgroup G \equivalence \forall x \in G, xHx^{-1} = H$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$. Par définition \ref{definition:normal_subgroup}, si $H \normalSubgroup G$, alors $\forall x \in G, xH = Hx$, comme $x$ est inversible par la définition d'un groupe \ref{definition:group}, il suffit de multiplier à droite $x^{-1}$ pour obtenir l'équivalence avec $xHx^{-1} = H$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Le noyau de $\function{f}{(G, \star)}{(H, +)}$ un morphisme de groupe \ref{definition:group_morphism} est distingué. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $\function{f}{(G, \star)}{(H, +)}$ un morphisme de groupe \ref{definition:group_morphism}. | ||||
|  	Par \ref{theorem:kernel_homomorphism_is_subgroup}, on sait que $\ker(f) \subgroup G$. | ||||
| 	Soit $x \in G$ et $y \in \ker(f)$, on peut poser $f(x \star y \star x^{-1}) = f(x) + \Identity_H + f(x^{-1}) = \Identity_H \implies x \star y \star x^{-1} \in \ker(f)$. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ si $H \subgroup G$ est un sous-groupe d'indice 2 alors $H$ est distingué. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \subgroup G$ tel que $[G:H] = 2$ ainsi que $x \in G$. | ||||
|  | ||||
| 	Si $x \in H \implies xH = H = Hx$, car $H$ est un sous-groupe. | ||||
|  | ||||
| 	Sinon $x \notin H \implies Hx \distinctUnion H = xH \distinctUnion H = G \equivalence Hx = G \setminus H = xH$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $H \normalSubgroup G \implies G / H$ a une structure de groupe donné par $\function{f}{G/H \cartesianProduct G/H}{G/H} \functiondef{([xH], [yH])}{[xyH]}$ de plus, l'application quotient $\function{q}{G}{G/H} \functiondef{x}{[xH]}$ est un morphisme de groupe avec $\ker(q) = H$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theoren:universal_property_quotient} | ||||
| 	Soit $((G, \star), (G', +)) \in \Grp^2$ et $H \normalSubgroup G$ avec quotient $\function{q}{G}{G/H}$ ainsi que l'homomorphisme $\function{f}{(G, \star)}{(G', +)}$ tel que $H \subseteq \ker(f)$. | ||||
|  | ||||
| 	Alors $\exists! \function{\bar{f}}{G/H}{G}$ un morphisme de groupes tel que $f = \bar{f} \composes q$. | ||||
|  | ||||
| 	De plus, on a $\bar{f}$ injectif $\equivalence \ker(f) = H$ ainsi que $\bar{f}$ surjectif $\equivalence f$ surjectif | ||||
|  | ||||
| 	\[\begin{tikzcd} | ||||
| 		G \arrow[r, "q"] \arrow[d, "\forall f" left] & G/H \arrow[dl, dotted, "\exists! \bar{f}"] \\ | ||||
| 		G' | ||||
| 	\end{tikzcd}\] | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:first_isomorphism_theorem} | ||||
| 	Soit $\function{f}{(G, \star)}{(H, +)}$ un morphisme de groupe \ref{definition:group_morphism} alors $G / \ker(f) \isomorphic im(f)$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(p, q) \in \N^2, \gcd(p, q) = 1 \implies \Z/pq\Z \isomorphic \Z/p\Z \cartesianProduct \Z/q\Z$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \subgroup G$. On définit $KH := \{ kh \suchthat k \in K, h \in H \} \subseteq G$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \subgroup G \implies KH \subgroup G$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \subgroup G \implies KH/K \isomorphic H/K \intersection H$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$ et $H \normalSubgroup G$ tel que $H \subseteq K \implies (K/H) \normalSubgroup (G/H)$ ainsi que $(G/H)/(K/H) \isomorphic G/K$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $(K, \star) \in \Grp$. On appelle groupe des automorphismes \ref{definition:automorphism}, noté $Aut(K)$, l'ensemble $\{ \phi \in S(K) \suchthat \phi \in \hom(K, K) \} \subseteq S(K)$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp \implies Aut(G) \subgroup S(K)$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} | ||||
| 	Soit $((K, \star), (Q, \composes)) \in \Grp^2$ ainsi que $\function{\phi}{(Q, \star)}{(Aut(K), \composes)}$ un morphisme de groupes. Alors on appelle \textbf{produit semi-direct} l'opération sur l'ensemble $K \cartesianProduct Q$ | ||||
|  | ||||
| 	$$\function{\psi}{(K \cartesianProduct Q)^2}{K \cartesianProduct Q} \functiondef{(k_1, q_1), (k_2, q_2)}{(k_1 \star \phi(q_1)(k_2), q_1 \composes q_2))}$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $((K, \star), (Q, \composes)) \in \Grp^2$ ainsi que le produit semi-direct $(\psi)$, alors le tuple $(K \cartesianProduct Q, \psi) \in \Grp$ et on le note $K \ltimes_q Q$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Si $K \ltimes_\phi Q$ est un produit semi-direct alors l'application $\function{\pi}{K \ltimes_\phi Q}{Q} \functiondef{(k, q)}{q}$ est un morphisme de groupes et $\ker(\pi) = K$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(G, \star) \in \Grp$ et $K \normalSubgroup G$. | ||||
|  | ||||
| 	$$\exists Q \subgroup G, KQ = G \land K \intersection Q = \{ \Identity_G \} \implies G \isomorphic K \ltimes_\phi Q$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Exercices}{Exercises} | ||||
|  | ||||
| \begin{exercise_sq} | ||||
| 	Soit $T := \{-1, 1\}$ ainsi que $\function{f}{\Z}{T} \functiondef{x}{\begin{cases} 1 & \text{\lang{Pair}{Even} } x \\ -1 & \text{\lang{Impair}{Odd} } x \end{cases}}$ | ||||
| 	\begin{enumerate}[(a)] | ||||
| 		\item{Montrer que $\forall (x, y) \in \Z^2, f(x + y) = f(x)f(y)$, que cela dit sur les entiers relatifs ?} | ||||
| 		\item{Est-ce que $\forall (x, y) \in \Z^2, f(xy) = f(x)f(y)$ est aussi vrai ?} | ||||
| 	\end{enumerate} | ||||
| \end{exercise_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $T := \{-1, 1\}$ ainsi que $\function{f}{\Z}{T} \functiondef{x}{\begin{cases} 1 & \text{\lang{Pair}{Even} } x \\ -1 & \text{\lang{Impair}{Odd} } x \end{cases}}$. | ||||
| 	\begin{enumerate}[(a)] | ||||
| 		\item{Soit $(x, y) \in \Z^2$ | ||||
|  | ||||
| 			Comme tout entier est soit pair ou impair, on peut donc faire une disjonction en 4 cas | ||||
|  | ||||
| 			\begin{tabular}{c|c|c|c} | ||||
| 				$x$ & $y$ & $f(x + y)$ & $f(x)f(y)$ \\ | ||||
| 				\hline | ||||
| 				$\text{\lang{Pair}{Even} } x$ & $\text{\lang{Pair}{Even} } y$ & $f(2x' + 2y') = f(2(x' + y')) = 1$ & $1 \cdot 1 = 1$ \\ | ||||
| 				\hline | ||||
| 				$\text{\lang{Pair}{Even} } x$ & $\text{\lang{Impair}{Odd} } y$ & $f(2x' + 2y' + 1) = f(2(x' + y') + 1) = -1$ & $1 \cdot -1 = -1$ \\ | ||||
| 				\hline | ||||
| 				$\text{\lang{Impair}{Odd} } x$ & $\text{\lang{Pair}{Even} } y$ & $f(2x' + 1 + 2y') = f(2(x' + y') + 1) = -1$ & $-1 \cdot 1 = -1$ \\ | ||||
| 				\hline | ||||
| 				$\text{\lang{Impair}{Odd} } x$ & $\text{\lang{Impair}{Odd} } y$ & $f(2x' + 1 + 2y' + 1) = f(2(x' + y' + 1)) = 1$ & $-1 \cdot -1 = 1$ | ||||
| 			\end{tabular} | ||||
|  | ||||
| 			On a donc $\forall (x, y) \in \Z^2, f(x + y) = f(x)f(y)$, $f$ est donc un homomorphisme.} | ||||
|  | ||||
| 		\item{Soit $(x, y) \in \Z^2$, dans le cas ou $x$ est pair et $y$ est impair, on remarque que $f(xy) = f(2x'(2y' + 1)) = f(2(2x'y' + x')) = 1$ alors que $f(x)f(y) = 1 \cdot -1 = -1$. | ||||
| 		} | ||||
| 	\end{enumerate} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{exercise_sq} | ||||
| 	Soit $G$ un groupe d'ordre 4. Supposons que $G$ n'est pas isomorphe au groupe $\Z/4\Z$. Montrer que $G$ est isomorphe à $\Z/2\Z \cartesianProduct \Z/2\Z$. | ||||
| \end{exercise_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO: Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{exercise_sq} | ||||
| 	\begin{enumerate}[(a)] | ||||
| 		\item{Montrer qu'un élément $\bar{a}$ de $(\Z/n\Z, +)$ est générateur si et seulement s'il existe $b \in \Z$ tel que $\bar{a} \cdot \bar{b} = \bar{1}$.} | ||||
| 		\item{Soit $(G, \composes)$ un groupe, Montrer qu'un morphisme de groupe $$\function{\varphi}{(\Z/n\Z, +)}{(G, \composes)}$$ est déterminé par $\varphi(\bar{1})$.} | ||||
| 		\item{Soit $\function{\varphi}{(\Z/n\Z, +)}{(\Z/n\Z, +)}$ un morphisme. Montrer que $\varphi$ est un isomorphisme si et seulement si $\varphi(\bar{1})$ est générateur.} | ||||
| 	\end{enumerate} | ||||
| \end{exercise_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	% TODO: Complete proof | ||||
| 	\begin{enumerate}[(a)] | ||||
| 		\item{\impliespart | ||||
|  | ||||
| 				Soit $(\Z/n\Z, +) \in \Grp$ et $\bar{a}$ générateur de $\Z/n\Z$, il existe donc $b \in \N^*$ tel que $\sum\limits_{i = 1}^b \bar{a} = 1$, or comme $\card{\generator{\bar{a}}} = n \implies b \le n$. | ||||
|  | ||||
| 		$\Limpliespart$ | ||||
| 		} | ||||
| 	\end{enumerate} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{exercise_sq} | ||||
| 	\begin{enumerate}[(a)] | ||||
| 		\item{Montrer que l'ensemble $G$ des matrices défini par $$G := \left\{ \begin{pmatrix} 1 & x & y \\ 0 & 1 & z \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \suchthat x, y, z \in \R \right\}$$ est un sous-groupe de $GL_3(\R)$.} | ||||
| 		\item{Calculer le centre de $G$, c'est-à-dire $$Z(G) = \{ g \in G \suchthat gh = hg \forall h \in G \}$$} | ||||
| 	\end{enumerate} | ||||
| \end{exercise_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\begin{enumerate}[(a)] | ||||
| 		\item{Tous les éléments de $G$ sont des matrices triangulaires supérieures qui sont inversibles, il suffit donc de vérifier chaque axiome d'un sous-groupe. | ||||
|  | ||||
| 			\begin{itemize} | ||||
| 				\item{Soit $A \in G$ tel que $x = y = z = 0 \implies A = \Identity_3 \implies \Identity_3 \in G$} | ||||
| 				\item{Soit $(A, B) \in G^2$ ainsi que $(a, b, c, x, y, z) \in \R^6$ tel que | ||||
| 					$A = \begin{pmatrix} 1 & a & b \\ 0 & 1 & c \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$ et | ||||
| 					$B = \begin{pmatrix} 1 & x & y \\ 0 & 1 & z \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$ | ||||
|  | ||||
| 					$AB = \begin{pmatrix} 1 & x + a & y + az + b \\ 0 & 1 & z + c \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$, | ||||
| 					hors $(x + a, y + az + b, z + c) \in \R^3 \implies AB \in G$} | ||||
| 				\item{Soit $A \in G, \exists! \inv{A} \in GL_3(\R)$ ainsi que $(a, b, c) \in \R^3$ tel que | ||||
| 					$A = \begin{pmatrix} 1 & a & b \\ 0 & 1 & c \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$ comme | ||||
| 					$A \inv{A} = \Identity_G \implies \inv{A} = | ||||
| 					\begin{pmatrix} 1 & -a & ac - b \\ 0 & 1 & -c \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$, | ||||
| 					hors $(-a, ac - b, -c) \in \R^3 \implies \inv{A} \in G$} | ||||
| 			\end{itemize} | ||||
|  | ||||
| 			$G$ est de ce fait un sous-groupe de $GL_3(\R)$. | ||||
| 		} | ||||
| 		\item{Soit $(A, B) \in G^2$ ainsi que $(a, b, c, x, y, z) \in \R^6$ tel que | ||||
| 			$A = \begin{pmatrix} 1 & a & b \\ 0 & 1 & c \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$ et | ||||
| 			$B = \begin{pmatrix} 1 & x & y \\ 0 & 1 & z \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}$ | ||||
|  | ||||
| 			$AB = BA \equivalence \begin{pmatrix} 1 & x + a & y + az + b \\ 0 & 1 & z + c \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} = | ||||
| 			\begin{pmatrix} 1 & a + x & b + cx + y \\ 0 & 1 & c + z \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \equivalence az = cx$ | ||||
|  | ||||
| 			Pour un $A$ fixé, la seule manière de rendre le produit commutatif pour tout $B$ est de mettre $a = c = 0$ | ||||
|  | ||||
| 			$\implies Z(G) = \left\{ \begin{pmatrix} 1 & 0 & b \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \suchthat b \in \R \right\}$ | ||||
| 		} | ||||
| 	\end{enumerate} | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| @@ -97,6 +97,32 @@ | ||||
| \end{itemize} | ||||
| \end{mdframed} | ||||
|  | ||||
| \langsection{Tableau}{Table} | ||||
|  | ||||
| \begin{verbatim} | ||||
| 	\begin{tabular}{|c|c|c|} | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	    $C_{1, 1}$ & $C_{2, 1}$ & $C_{3, 1}$ \\ | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	    $C_{1, 2}$ & $C_{2, 2}$ & $C_{3, 2}$ \\ | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	    $C_{1, 3}$ & $C_{2, 3}$ & $C_{3, 3}$ \\ | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	\end{tabular} | ||||
| \end{verbatim} | ||||
|  | ||||
| \begin{mdframed} | ||||
| 	\begin{tabular}{|c|c|c|} | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	    $C_{1, 1}$ & $C_{2, 1}$ & $C_{3, 1}$ \\ | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	    $C_{1, 2}$ & $C_{2, 2}$ & $C_{3, 2}$ \\ | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	    $C_{1, 3}$ & $C_{2, 3}$ & $C_{3, 3}$ \\ | ||||
| 	    \hline | ||||
| 	\end{tabular} | ||||
| \end{mdframed} | ||||
|  | ||||
| \langsection{Paquets additionnels}{Additional packages} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
|   | ||||
| @@ -55,7 +55,7 @@ De manière intuitive, on pourrait croire que prendre une sous-partie infini de | ||||
|  | ||||
| La sous-partie des nombres paires est définie par les nombres de $\N$ qui sont dites paires, autrement dit qui sont de la forme | ||||
|  | ||||
| $\N_{2} = \{2n \mid n \in \N\}$ | ||||
| $\N_{2} = \{2n \suchthat n \in \N\}$ | ||||
|  | ||||
| Ou | ||||
|  | ||||
| @@ -126,17 +126,64 @@ $\functiondef{n}{\begin{cases}n \le 0 & -2n \\ \otherwise & 2n-1 \end{cases}}$ | ||||
|  | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Tous les entiers relatifs sont soit pairs ou impairs. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Procédons par induction. L'initialisation $n = 0$ est directe, car $2 \cdot 0 = 0$ ce qui montre que $0$ est pair. | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| % \begin{leancode} | ||||
| \begin{lstlisting}[language=lean] | ||||
| theorem every_integer_is_even_or_odd (n : ℤ) : Even n ∨ Odd n := by | ||||
|     induction n with | ||||
|     | hz => | ||||
|         left | ||||
|         use 0 | ||||
|         group | ||||
|     | hp n' hz => | ||||
|         cases hz with | ||||
|         | inl hl => | ||||
|             right | ||||
|             obtain ⟨a, ha⟩ := hl | ||||
|             rw [ha] | ||||
|             use a | ||||
|             group | ||||
|         | inr hr => | ||||
|             left | ||||
|             obtain ⟨a, ha⟩ := hr | ||||
|             rw [ha] | ||||
|             use a + 1 | ||||
|             group | ||||
|     | hn n' hz => | ||||
|         cases hz with | ||||
|         | inl hl => | ||||
|             right | ||||
|             obtain ⟨a, ha⟩ := hl | ||||
|             rw [ha] | ||||
|             use a - 1 | ||||
|             group | ||||
|         | inr hr => | ||||
|             left | ||||
|             obtain ⟨a, ha⟩ := hr | ||||
|             rw [ha] | ||||
|             use a | ||||
|             group | ||||
| \end{lstlisting} | ||||
| % \end{leancode} | ||||
|  | ||||
| \langsection{Construction des rationnels $(\Q)$}{Construction of rational numbers} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
| $\forall p \in \Z, \forall q \in \N^*, \frac{p}{q} \land PGCD(p,q) = 1$ | ||||
| $\forall p \in \Z, \forall q \in \N^*, \frac{p}{q} \land \gcd(p, q) = 1$ | ||||
|  | ||||
| $\Q := (p,q) = \Z \cartesianProduct \N^*$ | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Relations binaries}{Binary relations} | ||||
| %TODO Complete subsection | ||||
|  | ||||
| $\forall (p,q) \in \Q, \forall n \in \N^*, \frac{p}{q} \equivalence \frac{p \cdot n}{q \cdot n}$ | ||||
| $\forall (p,q) \in \Q, \forall n \in \Z^*, \frac{p}{q} \equivalence \frac{p \cdot n}{q \cdot n}$ | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Opérateurs}{Operators} | ||||
| %TODO Complete subsection | ||||
| @@ -254,7 +301,7 @@ Lors d'une longue division, on effectue l'opération $r = p \mod{q}$, par défin | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Construction de Cayley–Dickson}{Cayley–Dickson's construction} | ||||
|  | ||||
| Source: \citeannexes{wikipedia_cayley_dickson} | ||||
| Source : \citeannexes{wikipedia_cayley_dickson} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Coupes de Dedekind}{Dedekind's cuts} | ||||
| %TODO Complete subsection | ||||
| @@ -262,7 +309,7 @@ Source: \citeannexes{wikipedia_cayley_dickson} | ||||
| \langsection{Construction des complexes $(\C)$}{Construction of complex numbers} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
| Source: \citeannexes{wikipedia_complex_number} | ||||
| Source : \citeannexes{wikipedia_complex_number} | ||||
|  | ||||
| $\C = (a,b) \in R, a + ib ~= \R $ | ||||
|  | ||||
| @@ -304,7 +351,7 @@ $\forall((a,b),(c,d)) \in \C, a + ib \Rel_L c + id := \begin{cases} | ||||
|  | ||||
| \section{Construction des quaternions $(\Hq)$} | ||||
|  | ||||
| Source: \citeannexes{wikipedia_quaternion} | ||||
| Source : \citeannexes{wikipedia_quaternion} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Table de Cayley}{Cayley's table} | ||||
| %TODO Complete subsection | ||||
| @@ -326,7 +373,7 @@ Source: \citeannexes{wikipedia_quaternion} | ||||
|  | ||||
| \section{Construction des octonions $(\Ot)$} | ||||
|  | ||||
| Source: \citeannexes{wikipedia_octonion} | ||||
| Source : \citeannexes{wikipedia_octonion} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Table de Cayley}{Cayley's table} | ||||
| %TODO Complete subsection | ||||
| @@ -362,9 +409,9 @@ $e_ie_j = \begin{cases} e_j, & \text{if i = 0} \\ e_i, & \text{if j = 0} \\ -\de | ||||
|  | ||||
| Où $\delta_{ij}$ est le symbole de Kronecker et $\epsilon_{ijk}$ est un tenseur complètement anti-symétrique. | ||||
|  | ||||
| \section{Construction des sedenions $(\Se)$} | ||||
| \langsection{Construction des sédénions $(\Se)$}{Construction of the sedenions $(\Se)$} | ||||
|  | ||||
| Source: \citeannexes{wikipedia_sedenion} | ||||
| Source : \citeannexes{wikipedia_sedenion} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Table de Cayley}{Cayley's table} | ||||
| %TODO Complete subsection | ||||
| @@ -381,70 +428,55 @@ Source: \citeannexes{wikipedia_sedenion} | ||||
| 	\hline | ||||
| \end{tabular} | ||||
|  | ||||
|  | ||||
| \langsection{Nombres premiers}{Prime numbers} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:prime_number} | ||||
| Un nombre $n \in \N^*$ est dit premier si, et seulement si, ces facteurs sont 1 et lui-même. Sinon ce nombre est dit composé. | ||||
| 	\lang{Un nombre $n \in \N \land n \ge 2$ est dit \textbf{premier} si, et seulement si, ces facteurs sont 1 et lui-même. Sinon ce nombre est dit \textbf{composé}.}% | ||||
| 	{A number $n \in \N \land n \ge 2$ is \textbf{prime} if, and only if, its factors are 1 and itself. Otherwise this number is \textbf{composé}.} | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| Par convention, le nombre 1 n'est pas un nombre premier mais cela na pas toujours été le cas. | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Infinité}{Infinity} | ||||
| Par convention, le nombre 1 n'est pas un nombre premier, mais cela n'a pas toujours été le cas. | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:prime_infinity} | ||||
| Il existe une infinité de nombres premiers. | ||||
| 	Il existe une infinité de nombres premiers. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lang{Par preuve par contradiction, supposons que le set de nombre premier est fini.}% | ||||
| 	     {By proof by contraction, let suppose that the set of prime numbers is finite.} | ||||
|  | ||||
| \lang{Par preuve par contradiction, supposons que le set de nombre premiers set fini.}% | ||||
| {By proof by contraction, let suppose that the set of prime numbers is finite.} | ||||
|  | ||||
| Let $\Pn := \{p \mid p \in \N^* \land p \text{\lang{ est premier}{ is prime}}\}$ and $\omega := (\prod\limits_{p\in \Pn} p) + 1$ | ||||
|  | ||||
| $\implies \forall p \in \Pn$, $\lnot(p \divides \omega)$ | ||||
|  | ||||
| $\implies (\omega \notin \Pn \land \omega \in \Pn) \implies \bot$ | ||||
|  | ||||
| $\implies \card{P} = \infty$ | ||||
| 	\lang{Soit}{Let} $\Pn := \{p \suchthat p \in \N^*, p$ \lang{ est premier}{ is prime} $\}$ \lang{et}{and} $\omega := (\prod\limits_{p\in \Pn} p) + 1$ | ||||
|  | ||||
| 	$\implies \forall p \in \Pn, \omega = 1 \mod p \implies \forall p \in \Pn, \lnot(p \divides \omega) \implies \omega$ \lang{est premier}{is prime} $\implies \omega \notin \Pn \land \omega \in \Pn \implies \bot \implies \card{P} = \infty$ | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \langsubsection{Irrationnalité}{Irrationality} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{$\forall n \in \N, \sqrt{n}$ est soit un nombre premier ou un carré parfait}{$\sqrt{n}$ is either a prime number or a perfect square} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:sqrt_prime} | ||||
| $\Pn$ is the set of all prime numbers \ref{definition:prime_number}. | ||||
| $\forall p \in \Pn, \sqrt{p} \notin \Q$ | ||||
| \begin{theorem_sq} \label{theorem:sqrt_prime_is_irrational} | ||||
| 	\lang{La racine carrée d'un nombre premier est irrationnel.}% | ||||
| 	     {The square root of a prime number is irrational.} | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| The classical proof of the irrationality of 2 is a specific case of \ref{theorem:sqrt_prime}. | ||||
| The classical proof of the irrationality of 2 is a specific case of \ref{theorem:sqrt_prime_is_irrational}. | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
|  | ||||
| By contradiction let's assume $\sqrt{p} \in \Q$ | ||||
|  | ||||
| $a \in \Z, b \in \N^*, \text{PGCD}(a,b) = 1, \sqrt{p} = \frac{a}{b}$ | ||||
| $a \in \Z, b \in \N^*, \gcd(a, b) = 1, \sqrt{p} = \frac{a}{b}$ | ||||
|  | ||||
| $\implies p = (\frac{a}{b})^2 = \frac{a^2}{b^2}$ | ||||
| $\implies p = \left(\frac{a}{b}\right)^2 = \frac{a^2}{b^2} \implies b^2p = a^2 \implies p \divides a$ | ||||
|  | ||||
| $\implies b^2p = a^2$ | ||||
| Let $c \in \N^*, a = pc$ | ||||
|  | ||||
| $\implies p \divides a$ | ||||
|  | ||||
| Let $c \in \N^*$, $a = pc$ | ||||
|  | ||||
| $\implies b^2 p = (pc)^2=p^2c^2$ | ||||
|  | ||||
| $\implies b^2 = pc^2$ | ||||
|  | ||||
| $\implies p \divides b$ | ||||
|  | ||||
| $\implies (p \divides b \land p \divides a \land \text{PGCD}(a,b)=1) \implies \bot$ | ||||
|  | ||||
| $\implies \sqrt{p} \notin \Q$ | ||||
| $\implies b^2 p = (pc)^2=p^2c^2 \implies b^2 = pc^2 \implies p \divides b \implies (p \divides b \land p \divides a \land \gcd(a, b) = 1) \implies \bot \implies \sqrt{p} \notin \Q$ | ||||
|  | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	\lang{La racine carrée d'un nombre naturel est soit un nombre premier ou un carré parfait.}% | ||||
| 	     {The square root of a natural number is either a prime number or a perfect square.} | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|   | ||||
							
								
								
									
										48
									
								
								contents/ring_theory.tex
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										48
									
								
								contents/ring_theory.tex
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,48 @@ | ||||
| \langsubsection{Anneau}{Ring} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:ring} | ||||
| 	Un anneau $(R, +, \star)$ est un triplet, un ensemble $R$, une opération $(+)$ qui est un groupe abélien \ref{definition:abelian_group}, une opération $(\star)$ qui est un monoïde \ref{definition:monoid} et l'opération $(\star)$ est distributive sur l'opération $(+)$, c'est-à-dire | ||||
|  | ||||
| 	$\forall (a, b, c) \in R^3$ | ||||
| 	\begin{itemize} | ||||
| 		\item{Distributivité à gauche : $a \star (b + c) = (a \star b) + (a \star c)$} | ||||
| 		\item{Distributivité à droite : $(b + c) \star a = (b \star a) + (c \star a)$} | ||||
| 	\end{itemize} | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:commutative_ring} | ||||
| 	Un anneau $(R, +, \star)$ est dit \textbf{commutatif} si l'opération $(\star)$ est commutatif, c'est-à-dire $$\forall (a, b) \in R^2, a \star b = b \star a$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:subring} | ||||
| 	Soit $(R, +, \star) \in \Ring$ un ensemble $S \subseteq R$ est un \textbf{sous-anneau} si $(S, +, \star)$ est un anneau. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:ring_unit} | ||||
| 	Soit $(R, +, \star) \in \Ring$ un élément $x \in R$ est dit \textbf{inversible} (on dit aussi que $x$ est une \textbf{unité}) s'il existe $y \in R$ tel que $x \star y = y \star x = \Identity_\star$ | ||||
|  | ||||
| 	On notera l'ensemble des unités $R^{\cartesianProduct}$. | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \langsubsubsection{Morphisme d'anneau}{Ring morphism} | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:ring_morphism} | ||||
| 	Un \textbf{morphisme d'anneau} est un homomorphisme \ref{definition:homomorphism} appliqué à la catégorie des anneaux ($\Ring$). | ||||
|  | ||||
| 	Soit $(R, +, \cartesianProduct)$ et $(S, +, \cartesianProduct)$ deux anneaux ainsi que l'application $\function{\phi}{R}{S}$ tel que | ||||
|  | ||||
| 	$$\forall (a, b) \in R^2, \phi(a +_R b) = \phi(a) +_S \phi(b)$$ | ||||
| 	$$\forall (a, b) \in R^2, \phi(a \cartesianProduct_R b) = \phi(a) \cartesianProduct_S \phi(b)$$ | ||||
| 	$$\phi(\Identity_{\cartesianProduct_R}) = \Identity_{\cartesianProduct_S}$$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{theorem_sq} | ||||
| 	Soit $(R, +, \cartesianProduct)$ et $(S, +, \cartesianProduct)$ deux anneaux ainsi que l'homomorphisme $\function{\phi}{R}{S}$ | ||||
| 	$$\phi(\Identity_{+_R}) = \Identity_{+_S}$$ | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	Soit $(R, +, \cartesianProduct)$ et $(S, +, \cartesianProduct)$ deux anneaux, l'homomorphisme $\function{\phi}{R}{S}$ ainsi que $x \in R, y \in S$ tel que $\phi(x) = y$. Cela nous permet nous poser les équivalences suivantes | ||||
|  | ||||
| 	$\phi(x +_R \Identity_R) = \phi(x) = \phi(\Identity_R +_R x) \equivalence y +_S \phi(\Identity_R) = y = \phi(\Identity_R) +_S y \equivalence \phi(\Identity_R) = \Identity_S$ | ||||
| \end{proof} | ||||
| @@ -46,7 +46,7 @@ $(a, b)_K := \{\{a\}, \{a, b\}\}$ | ||||
| Unite all elements of two given sets into one. | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:set_union} | ||||
| $A \union B := \{x \mid (x \in A \lor x \in B)\}$ | ||||
| $A \union B := \{x \suchthat (x \in A \lor x \in B)\}$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| Pour des ensembles finis : $\forall (E, F) \in \Cat(\Set)^2, \card{E \union F} = \card{E} + \card{F} - \card{E \intersection F}$ | ||||
| @@ -89,9 +89,9 @@ The axiom of choice implies the law of excluding middle. | ||||
|  | ||||
| Assume that $0 \ne 1$ (or any two elements that are not equal), Let $\Omega := \{0, 1\}$, $p \in \mathbf{Prop}$ | ||||
|  | ||||
| $A := \{ x \in \Omega \mid x = 0 \lor p \}$ | ||||
| $A := \{ x \in \Omega \suchthat x = 0 \lor p \}$ | ||||
|  | ||||
| $B := \{ y \in \Omega \mid y = 1 \lor p \}$ | ||||
| $B := \{ y \in \Omega \suchthat y = 1 \lor p \}$ | ||||
|  | ||||
| $\implies 0 \in A \land 1 \in B$ | ||||
|  | ||||
| @@ -115,10 +115,10 @@ So by proof by cases $(p \lor \lnot p)$ which is the law of excluded middle \ref | ||||
| Unite all common elements of two given sets into one. | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:set_intersection} | ||||
| $A \intersection B := \{x \mid (x \in A \land x \in B)\}$ | ||||
| $A \intersection B := \{x \suchthat (x \in A \land x \in B)\}$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| Pour des ensembles finis : $\forall E,F \in \Cat(\Set), \card{E \intersection F} = \card{E} - \card{F} + \card{E \union F}$ | ||||
| Pour des ensembles finis : $\forall (E, F) \in \Set^2, \card{E \intersection F} = \card{E} - \card{F} + \card{E \union F}$ | ||||
|  | ||||
| Example : | ||||
|  | ||||
| @@ -136,10 +136,10 @@ $A \intersection B = \{c_0, \cdots, c_n\}$ | ||||
| Exclude elements of a set from a set | ||||
|  | ||||
| \begin{definition_sq} \label{definition:set_difference} | ||||
| $A \setminus B := \{x \mid (x \in A \land x \notin B)\}$ | ||||
| $A \setminus B := \{x \suchthat (x \in A \land x \notin B)\}$ | ||||
| \end{definition_sq} | ||||
|  | ||||
| Pour des ensembles finis : $\forall E,F \in \Cat(\Set), \card{E \setminus F} = \card{E} - \card{E \intersection F}$ | ||||
| Pour des ensembles finis : $\forall (E, F) \in \Set^2, \card{E \setminus F} = \card{E} - \card{E \intersection F}$ | ||||
|  | ||||
| \langsection{Fonction}{Function} | ||||
|  | ||||
|   | ||||
| @@ -129,6 +129,7 @@ Source : \citeannexes{scholarpedia_topological_transitivity} | ||||
| \end{prop_sq} | ||||
|  | ||||
| \begin{proof} | ||||
| 	\lipsum[2] | ||||
| 	% TODO Complete proof | ||||
| \end{proof} | ||||
|  | ||||
|   | ||||
| @@ -19,10 +19,10 @@ Université Côte d'Azûr | ||||
| \bigskip | ||||
|  | ||||
|  | ||||
| \subsubsection{Exercice 1} | ||||
| \subsubsection*{Exercice 1} | ||||
| Soit $(E, \norm{.})$ un espace vectoriel normé et \suite{x} une suite d’éléments de $E$ qui converge vers $l \in E$. | ||||
|  | ||||
| \subsubsubsection{1.a} | ||||
| \subsubsubsection*{1.a} | ||||
| Montrer que toute sous-suite de $(x_n)_{n \in \N}$ converge vers $l$. | ||||
| \\ | ||||
|  | ||||
| @@ -52,7 +52,7 @@ Par unicité de la limite nous pouvons conclure. | ||||
| Toute sous-suites (ou suites extraite) d'un suite convergente vers $l \in E$ converge vers $l$. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \subsubsubsection{1.b} | ||||
| \subsubsubsection*{1.b} | ||||
| Montrer que l’ensemble $\{x_n, n \in \N\}$ est borné. | ||||
| \\ | ||||
|  | ||||
| @@ -66,7 +66,7 @@ $\equivalence (x_n)$ est fermée. | ||||
| Toute suites \suite{x} d'élements de $(E, \norm{.})$ qui converge en $l \in E$ est fermée. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \subsubsection{Exercice 2} | ||||
| \subsubsection*{Exercice 2} | ||||
| Soit $(E, \norm{.})$ un espace vectoriel normé et $K \subset E$ un sous-ensemble. | ||||
|  | ||||
| Montrer que $K$ est compact si et seulement si tout sous-ensemble infini $Z \subset K$ possède un point d’accumulation dans $K$. | ||||
| @@ -98,7 +98,7 @@ $K$ possède un point d'accumulation. $\implies K$ est compact. | ||||
|  | ||||
| Soit $X = \{x_n, \forall n \in \N \} \land X \subset K$ | ||||
|  | ||||
| \paragraph{Si $X$ est fini} | ||||
| \paragraph*{Si $X$ est fini} | ||||
|  | ||||
| $\implies \exists l \in X$ tel que $ \forall n \in \N, x_n = l$ une infinité de solution ayant la même valeur. | ||||
|  | ||||
| @@ -106,7 +106,7 @@ $\implies X$ possède un point d'accumulation et $X \subset K$ | ||||
|  | ||||
| $\implies K$ possède un point d'accumulation | ||||
|  | ||||
| \paragraph{Si $X$ est infini} | ||||
| \paragraph*{Si $X$ est infini} | ||||
|  | ||||
| $\implies \exists l \in X$ tel que $ \forall n \in \N, x_n = l_n$ | ||||
|  | ||||
| @@ -120,7 +120,7 @@ $\implies K$ possède un point d'accumulation | ||||
| $K \subset (E, \norm{.})$, $Z \subset K$ pour $Z$ tout sous-ensemble infini possède un point d'accumulation dans $K \equivalence K$ est compact. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \subsubsection{Exercice 3} | ||||
| \subsubsection*{Exercice 3} | ||||
| Soit $K \subset R$ un compact non-vide. Montrer que $K$ possède un maximum et un minimum. | ||||
|  | ||||
| Soit \suite{x} des éléments de $K$ qui converge vers $l \in K$ | ||||
| @@ -135,7 +135,7 @@ $\implies$ $K$ possède un maximum défini comme le plus petit des majorants et | ||||
| Si $K \subset R$ un compact non vide, alors $K$ possède un maximum et un minimum. | ||||
| \end{theorem_sq} | ||||
|  | ||||
| \subsubsection{Exercice 4} | ||||
| \subsubsection*{Exercice 4} | ||||
| Soit $E$ un espace vectoriel normé et $(x_n)_{n \in \N}$ une suite d’éléments de $E$. On dit que $(x_n)_{n \in \N}$ est \textit{une suite de Cauchy} si | ||||
|  | ||||
| $$\forall \epsilon > 0 , \exists N \in \N , \forall n_1, n_2 \ge N , \norm{x_{n_1} - x_{n_2} } \le \epsilon$$ | ||||
|   | ||||
							
								
								
									
										21
									
								
								main.tex
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										21
									
								
								main.tex
									
									
									
									
									
								
							| @@ -1,7 +1,6 @@ | ||||
| \documentclass{report} | ||||
|  | ||||
| \usepackage[margin=1.5cm]{geometry}                                   % Defines the margins for the whole document. | ||||
| \usepackage[utf8]{inputenc}                                           % Sets the font & encoding | ||||
| %\usepackage{helvet}                                                  % Add the Helvet font | ||||
| \renewcommand{\familydefault}{\rmdefault}                             % Change default font to serif font family (default) | ||||
| %\renewcommand{\familydefault}{\ttdefault}                            % Change default font to monospace font family | ||||
| @@ -15,7 +14,7 @@ | ||||
| \usepackage{setspace}                                                 % Sets the line spacing. | ||||
| \setstretch{1.0} | ||||
| \usepackage{multibib}                                                 % Allow multiple separates bibliography citations | ||||
| \langnewcites{annexes}{Annexes}{Annexes} | ||||
| \newcites{annexes}{Annexes} | ||||
| \langnewcites{references}{Références}{References} | ||||
| \usepackage[language=\langoption]{lipsum}                             % Command to generate temporary dummy text | ||||
| \usepackage[ruled,vlined,linesnumbered]{algorithm2e}                  % Add the algorithm environnement | ||||
| @@ -35,6 +34,11 @@ | ||||
| \usepackage{enumerate}                                                % Allow (1) index for enumerate | ||||
| \usepackage{paracol}                                                  % The paracol package lets you typeset columns of text in parallel | ||||
|  | ||||
| \usepackage{fontspec} | ||||
| \setmonofont{FreeMono} % switch to a monospace font supporting more Unicode characters | ||||
|  | ||||
| \setcounter{tocdepth}{5} | ||||
|  | ||||
| \makeindex | ||||
|  | ||||
| \langtitle{Notebook ultime}{Ultimate Notebook} | ||||
| @@ -49,20 +53,17 @@ | ||||
| \tableofcontents | ||||
|  | ||||
| \langchapter{Préambule}{Stuffings} | ||||
| %TODO Complete chapter | ||||
|  | ||||
| \section{Motivations} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
| Ce notebook est destinée à accueillir mes maigres connaissances manière digeste et mais intrinsèquement incomplet, imprécis voir erroné. À vous lecteur qui découvre ce notebook, accueillez le davantage comme une liste de connaissances que comme un manuel scolaire. | ||||
| Ce carnet est destiné à accueillir mes maigres connaissances de manière digeste, mais intrinsèquement incomplet, imprécis voir erroné. À vous lecteur qui découvre ce carnet, accueillez le davantage comme une liste de connaissances que comme un manuel scolaire. | ||||
|  | ||||
| \langsection{Remerciements}{Thankings} | ||||
| %TODO Complete section | ||||
|  | ||||
| Je remercie Adel Medjhoub pour les nombreuses conversations qui on mûrit mes visions du monde. | ||||
| Je remercie Damien Graux de m'avoir introduit le monde de la recherche ainsi que le langage LaTeX sur laquelle ce notebook est rédigé. | ||||
| Je remercie Adel Medjhoub pour nos nombreuses interminables conversations qui on mûrit mes visions du monde. | ||||
| Je remercie Damien Graux de m'avoir introduit le monde de la recherche ainsi que le langage LaTeX sur laquelle ce carnet est rédigé. | ||||
|  | ||||
| De de manière honteusement démagogique, je vous remercie tous lecteurs de ce notebook. | ||||
| Et de manière honteusement démagogique, je vous remercie tous lecteurs de ce carnet. | ||||
|  | ||||
| \input{contents/latex} | ||||
| \input{contents/computer_science} | ||||
| @@ -71,6 +72,8 @@ De de manière honteusement démagogique, je vous remercie tous lecteurs de ce n | ||||
| \input{contents/number_theory} | ||||
| \input{contents/combinatorics} | ||||
| \input{contents/algebra} | ||||
| \input{contents/group_theory} | ||||
| \input{contents/ring_theory} | ||||
| \input{contents/algebra_dm1} | ||||
| \input{contents/algebra_dm2} | ||||
| \input{contents/trigonometry} | ||||
|   | ||||
							
								
								
									
										289
									
								
								packages/lstlean.tex
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							
							
						
						
									
										289
									
								
								packages/lstlean.tex
									
									
									
									
									
										Normal file
									
								
							| @@ -0,0 +1,289 @@ | ||||
| % Listing style definition for the Lean Theorem Prover. | ||||
| % Defined by Jeremy Avigad, 2015, by modifying Assia Mahboubi's SSR style. | ||||
| % Unicode replacements taken from Olivier Verdier's unixode.sty | ||||
|  | ||||
| \lstdefinelanguage{lean} { | ||||
|  | ||||
| % Anything between $ becomes LaTeX math mode | ||||
| mathescape=false, | ||||
| % Comments may or not include Latex commands | ||||
| texcl=false, | ||||
|  | ||||
| % keywords, list taken from lean-syntax.el | ||||
| morekeywords=[1]{ | ||||
| import, prelude, protected, private, noncomputable, definition, meta, renaming, | ||||
| hiding, parameter, parameters, begin, constant, constants, | ||||
| lemma, variable, variables, theory, | ||||
| print, theorem, example, | ||||
| open, as, export, override, axiom, axioms, inductive, with, | ||||
| structure, record, universe, universes, | ||||
| alias, help, precedence, reserve, declare_trace, add_key_equivalence, | ||||
| match, infix, infixl, infixr, notation, postfix, prefix, instance, | ||||
| eval, reduce, check, end, this, | ||||
| using, using_well_founded, namespace, section, | ||||
| attribute, local, set_option, extends, include, omit, class, | ||||
| raw, replacing, | ||||
| calc, have, show, suffices, by, in, at, let, forall, Pi, fun, | ||||
| exists, if, dif, then, else, assume, obtain, from, register_simp_ext, unless, break, continue, | ||||
| mutual, do, def, run_cmd, const, | ||||
| partial, mut, where, macro, syntax, deriving, | ||||
| return, try, catch, for, macro_rules, declare_syntax_cat, abbrev}, | ||||
|  | ||||
| % Sorts | ||||
| morekeywords=[2]{Sort, Type, Prop}, | ||||
|  | ||||
| % tactics, list taken from lean-syntax.el | ||||
| morekeywords=[3]{ | ||||
| assumption, | ||||
| apply, intro, intros, allGoals, | ||||
| generalize, clear, revert, done, exact, | ||||
| refine, repeat, cases, rewrite, rw, | ||||
| simp, simp_all, contradiction, | ||||
| constructor, injection, | ||||
| induction, group, right, left, use | ||||
| }, | ||||
|  | ||||
| % modifiers, taken from lean-syntax.el | ||||
| % note: 'otherkeywords' is needed because these use a different symbol. | ||||
| % this command doesn't allow us to specify a number -- they are put with [1] | ||||
| % otherkeywords={ | ||||
| % [persistent], [notation], [visible], [instance], [trans_instance], | ||||
| % [class], [parsing-only], [coercion], [unfold_full], [constructor], | ||||
| % [reducible], [irreducible], [semireducible], [quasireducible], [wf], | ||||
| % [whnf], [multiple_instances], [none], [decl], [declaration], | ||||
| % [relation], [symm], [subst], [refl], [trans], [simp], [congr], [unify], | ||||
| % [backward], [forward], [no_pattern], [begin_end], [tactic], [abbreviation], | ||||
| % [reducible], [unfold], [alias], [eqv], [intro], [intro!], [elim], [grinder], | ||||
| % [localrefinfo], [recursor] | ||||
| % }, | ||||
|  | ||||
| % Various symbols | ||||
| literate= | ||||
| {α}{{\ensuremath{\mathrm{\alpha}}}}1 | ||||
| {β}{{\ensuremath{\mathrm{\beta}}}}1 | ||||
| {γ}{{\ensuremath{\mathrm{\gamma}}}}1 | ||||
| {δ}{{\ensuremath{\mathrm{\delta}}}}1 | ||||
| {ε}{{\ensuremath{\mathrm{\varepsilon}}}}1 | ||||
| {ζ}{{\ensuremath{\mathrm{\zeta}}}}1 | ||||
| {η}{{\ensuremath{\mathrm{\eta}}}}1 | ||||
| {θ}{{\ensuremath{\mathrm{\theta}}}}1 | ||||
| {ι}{{\ensuremath{\mathrm{\iota}}}}1 | ||||
| {κ}{{\ensuremath{\mathrm{\kappa}}}}1 | ||||
| {μ}{{\ensuremath{\mathrm{\mu}}}}1 | ||||
| {ν}{{\ensuremath{\mathrm{\nu}}}}1 | ||||
| {ξ}{{\ensuremath{\mathrm{\xi}}}}1 | ||||
| {π}{{\ensuremath{\mathrm{\mathnormal{\pi}}}}}1 | ||||
| {ρ}{{\ensuremath{\mathrm{\rho}}}}1 | ||||
| {σ}{{\ensuremath{\mathrm{\sigma}}}}1 | ||||
| {τ}{{\ensuremath{\mathrm{\tau}}}}1 | ||||
| {φ}{{\ensuremath{\mathrm{\varphi}}}}1 | ||||
| {χ}{{\ensuremath{\mathrm{\chi}}}}1 | ||||
| {ψ}{{\ensuremath{\mathrm{\psi}}}}1 | ||||
| {ω}{{\ensuremath{\mathrm{\omega}}}}1 | ||||
|  | ||||
| {Γ}{{\ensuremath{\mathrm{\Gamma}}}}1 | ||||
| {Δ}{{\ensuremath{\mathrm{\Delta}}}}1 | ||||
| {Θ}{{\ensuremath{\mathrm{\Theta}}}}1 | ||||
| {Λ}{{\ensuremath{\mathrm{\Lambda}}}}1 | ||||
| {Σ}{{\ensuremath{\mathrm{\Sigma}}}}1 | ||||
| {Φ}{{\ensuremath{\mathrm{\Phi}}}}1 | ||||
| {Ξ}{{\ensuremath{\mathrm{\Xi}}}}1 | ||||
| {Ψ}{{\ensuremath{\mathrm{\Psi}}}}1 | ||||
| {Ω}{{\ensuremath{\mathrm{\Omega}}}}1 | ||||
|  | ||||
| {ℵ}{{\ensuremath{\aleph}}}1 | ||||
|  | ||||
| {≤}{{\ensuremath{\leq}}}1 | ||||
| {≥}{{\ensuremath{\geq}}}1 | ||||
| {≠}{{\ensuremath{\neq}}}1 | ||||
| {≈}{{\ensuremath{\approx}}}1 | ||||
| {≡}{{\ensuremath{\equiv}}}1 | ||||
| {≃}{{\ensuremath{\simeq}}}1 | ||||
|  | ||||
| {≤}{{\ensuremath{\leq}}}1 | ||||
| {≥}{{\ensuremath{\geq}}}1 | ||||
|  | ||||
| {∂}{{\ensuremath{\partial}}}1 | ||||
| {∆}{{\ensuremath{\triangle}}}1 % or \laplace? | ||||
|  | ||||
| {∫}{{\ensuremath{\int}}}1 | ||||
| {∑}{{\ensuremath{\mathrm{\Sigma}}}}1 | ||||
| {Π}{{\ensuremath{\mathrm{\Pi}}}}1 | ||||
|  | ||||
| {⊥}{{\ensuremath{\perp}}}1 | ||||
| {∞}{{\ensuremath{\infty}}}1 | ||||
| {∂}{{\ensuremath{\partial}}}1 | ||||
|  | ||||
| {∓}{{\ensuremath{\mp}}}1 | ||||
| {±}{{\ensuremath{\pm}}}1 | ||||
| {×}{{\ensuremath{\times}}}1 | ||||
|  | ||||
| {⊕}{{\ensuremath{\oplus}}}1 | ||||
| {⊗}{{\ensuremath{\otimes}}}1 | ||||
| {⊞}{{\ensuremath{\boxplus}}}1 | ||||
|  | ||||
| {∇}{{\ensuremath{\nabla}}}1 | ||||
| {√}{{\ensuremath{\sqrt}}}1 | ||||
|  | ||||
| {⬝}{{\ensuremath{\cdot}}}1 | ||||
| {•}{{\ensuremath{\cdot}}}1 | ||||
| {∘}{{\ensuremath{\circ}}}1 | ||||
|  | ||||
| %{⁻}{{\ensuremath{^{\textup{\kern1pt\rule{2pt}{0.3pt}\kern-1pt}}}}}1 | ||||
| {⁻}{{\ensuremath{^{-}}}}1 | ||||
| {▸}{{\ensuremath{\blacktriangleright}}}1 | ||||
|  | ||||
| {∧}{{\ensuremath{\wedge}}}1 | ||||
| {∨}{{\ensuremath{\vee}}}1 | ||||
| {¬}{{\ensuremath{\neg}}}1 | ||||
| {⊢}{{\ensuremath{\vdash}}}1 | ||||
|  | ||||
| %{⟨}{{\ensuremath{\left\langle}}}1 | ||||
| %{⟩}{{\ensuremath{\right\rangle}}}1 | ||||
| {⟨}{{\ensuremath{\langle}}}1 | ||||
| {⟩}{{\ensuremath{\rangle}}}1 | ||||
|  | ||||
| {↦}{{\ensuremath{\mapsto}}}1 | ||||
| {←}{{\ensuremath{\leftarrow}}}1 | ||||
| {<-}{{\ensuremath{\leftarrow}}}1 | ||||
| {→}{{\ensuremath{\rightarrow}}}1 | ||||
| {↔}{{\ensuremath{\leftrightarrow}}}1 | ||||
| {⇒}{{\ensuremath{\Rightarrow}}}1 | ||||
| {⟹}{{\ensuremath{\Longrightarrow}}}1 | ||||
| {⇐}{{\ensuremath{\Leftarrow}}}1 | ||||
| {⟸}{{\ensuremath{\Longleftarrow}}}1 | ||||
|  | ||||
| {∩}{{\ensuremath{\cap}}}1 | ||||
| {∪}{{\ensuremath{\cup}}}1 | ||||
| {⊂}{{\ensuremath{\subseteq}}}1 | ||||
| {⊆}{{\ensuremath{\subseteq}}}1 | ||||
| {⊄}{{\ensuremath{\nsubseteq}}}1 | ||||
| {⊈}{{\ensuremath{\nsubseteq}}}1 | ||||
| {⊃}{{\ensuremath{\supseteq}}}1 | ||||
| {⊇}{{\ensuremath{\supseteq}}}1 | ||||
| {⊅}{{\ensuremath{\nsupseteq}}}1 | ||||
| {⊉}{{\ensuremath{\nsupseteq}}}1 | ||||
| {∈}{{\ensuremath{\in}}}1 | ||||
| {∉}{{\ensuremath{\notin}}}1 | ||||
| {∋}{{\ensuremath{\ni}}}1 | ||||
| {∌}{{\ensuremath{\notni}}}1 | ||||
| {∅}{{\ensuremath{\emptyset}}}1 | ||||
|  | ||||
| {∖}{{\ensuremath{\setminus}}}1 | ||||
| {†}{{\ensuremath{\dag}}}1 | ||||
|  | ||||
| {ℕ}{{\ensuremath{\mathbb{N}}}}1 | ||||
| {ℤ}{{\ensuremath{\mathbb{Z}}}}1 | ||||
| {ℝ}{{\ensuremath{\mathbb{R}}}}1 | ||||
| {ℚ}{{\ensuremath{\mathbb{Q}}}}1 | ||||
| {ℂ}{{\ensuremath{\mathbb{C}}}}1 | ||||
| {⌞}{{\ensuremath{\llcorner}}}1 | ||||
| {⌟}{{\ensuremath{\lrcorner}}}1 | ||||
| {⦃}{{\ensuremath{\{\!|}}}1 | ||||
| {⦄}{{\ensuremath{|\!\}}}}1 | ||||
|  | ||||
| {‖}{{\ensuremath{\|}}}1 | ||||
| {₁}{{\ensuremath{_1}}}1 | ||||
| {₂}{{\ensuremath{_2}}}1 | ||||
| {₃}{{\ensuremath{_3}}}1 | ||||
| {₄}{{\ensuremath{_4}}}1 | ||||
| {₅}{{\ensuremath{_5}}}1 | ||||
| {₆}{{\ensuremath{_6}}}1 | ||||
| {₇}{{\ensuremath{_7}}}1 | ||||
| {₈}{{\ensuremath{_8}}}1 | ||||
| {₉}{{\ensuremath{_9}}}1 | ||||
| {₀}{{\ensuremath{_0}}}1 | ||||
| {ᵢ}{{\ensuremath{_i}}}1 | ||||
| {ⱼ}{{\ensuremath{_j}}}1 | ||||
| {ₐ}{{\ensuremath{_a}}}1 | ||||
|  | ||||
| {¹}{{\ensuremath{^1}}}1 | ||||
|  | ||||
| {ₙ}{{\ensuremath{_n}}}1 | ||||
| {ₘ}{{\ensuremath{_m}}}1 | ||||
| {ₚ}{{\ensuremath{_p}}}1 | ||||
| {↑}{{\ensuremath{\uparrow}}}1 | ||||
| {↓}{{\ensuremath{\downarrow}}}1 | ||||
|  | ||||
| {...}{{\ensuremath{\ldots}}}1 | ||||
| {·}{{\ensuremath{\cdot}}}1 | ||||
|  | ||||
| {▸}{{\ensuremath{\triangleright}}}1 | ||||
|  | ||||
| {Σ}{{\color{symbolcolor}\ensuremath{\Sigma}}}1 | ||||
| {Π}{{\color{symbolcolor}\ensuremath{\Pi}}}1 | ||||
| {∀}{{\color{symbolcolor}\ensuremath{\forall}}}1 | ||||
| {∃}{{\color{symbolcolor}\ensuremath{\exists}}}1 | ||||
| {λ}{{\color{symbolcolor}\ensuremath{\mathrm{\lambda}}}}1 | ||||
| {\$}{{\color{symbolcolor}\$}}1 | ||||
|  | ||||
| {:=}{{\color{symbolcolor}:=}}1 | ||||
| {=}{{\color{symbolcolor}=}}1 | ||||
| {<|>}{{\color{symbolcolor}<|>}}1 | ||||
| {<\$>}{{\color{symbolcolor}<\$>}}1 | ||||
| {+}{{\color{symbolcolor}+}}1 | ||||
| {*}{{\color{symbolcolor}*}}1, | ||||
|  | ||||
| % Comments | ||||
| %comment=[s][\itshape \color{commentcolor}]{/-}{-/}, | ||||
| morecomment=[s][\color{commentcolor}]{/-}{-/}, | ||||
| morecomment=[l][\itshape \color{commentcolor}]{--}, | ||||
|  | ||||
| % Spaces are not displayed as a special character | ||||
| showstringspaces=false, | ||||
|  | ||||
| % keep spaces | ||||
| keepspaces=true, | ||||
|  | ||||
| % String delimiters | ||||
| morestring=[b]", | ||||
| morestring=[d], | ||||
|  | ||||
| % Size of tabulations | ||||
| tabsize=3, | ||||
|  | ||||
| % Enables ASCII chars 128 to 255 | ||||
| extendedchars=false, | ||||
|  | ||||
| % Case sensitivity | ||||
| sensitive=true, | ||||
|  | ||||
| % Automatic breaking of long lines | ||||
| breaklines=true, | ||||
| breakatwhitespace=true, | ||||
|  | ||||
| % Default style fors listingsred | ||||
| basicstyle=\ttfamily\small, | ||||
|  | ||||
| % Position of captions is bottom | ||||
| captionpos=b, | ||||
|  | ||||
| % Full flexible columns | ||||
| columns=[l]fullflexible, | ||||
|  | ||||
|  | ||||
| % Style for (listings') identifiers | ||||
| identifierstyle={\ttfamily\color{identifiercolor}}, | ||||
| % Note : highlighting of Coq identifiers is done through a new | ||||
| % delimiter definition through an lstset at the beginning of the | ||||
| % document. Don't know how to do better. | ||||
|  | ||||
| % Style for declaration keywords | ||||
| keywordstyle=[1]{\ttfamily\color{keywordcolor}}, | ||||
|  | ||||
| % Style for sorts | ||||
| keywordstyle=[2]{\ttfamily\color{sortcolor}}, | ||||
|  | ||||
| % Style for tactics keywords | ||||
| keywordstyle=[3]{\ttfamily\color{tacticcolor}}, | ||||
|  | ||||
| % Style for attributes | ||||
| keywordstyle=[4]{\ttfamily\color{attributecolor}}, | ||||
|  | ||||
| % Style for strings | ||||
| stringstyle={\ttfamily\color{white}}, | ||||
|  | ||||
| % Style for comments | ||||
| commentstyle={\ttfamily\footnotesize }, | ||||
|  | ||||
| } | ||||
| @@ -20,6 +20,7 @@ | ||||
| \newcommand{\Cat}{\mathcal{C}}			% Category | ||||
| \newcommand{\Set}{\mathbf{Set}}			% Set category | ||||
| \newcommand{\Grp}{\mathbf{Grp}}			% Group category | ||||
| \newcommand{\Ring}{\mathbf{Ring}}		% Ring category | ||||
| \newcommand{\Ab}{\mathbf{Ab}}			% Abelian category | ||||
| \newcommand{\Top}{\mathbf{Top}}			% Topological spaces category | ||||
| \newcommand{\K}{\mathbb{K}}			% Corps | ||||
| @@ -43,15 +44,18 @@ | ||||
| \newtheorem{definition}{\lang{Définition}{Definition}} | ||||
| \newtheorem{theorem}{\lang{Théorème}{Theoreme}} | ||||
| \newtheorem{lemme}{Lemme} | ||||
| \newtheorem{exercise}{\lang{Exercice}{Exercise}} | ||||
| \newcommandx{\suite}[3][1=n,2=n]{$(#3_{#1})_{#2 \in \N}$} | ||||
| \newcommand{\innerproduct}[2]{\langle #1, #2 \rangle} | ||||
| \newenvironment{definition_sq}{\begin{mdframed}\begin{definition}}{\end{definition}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{theorem_sq}{\begin{mdframed}\begin{theorem}}{\end{theorem}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{lemme_sq}{\begin{mdframed}\begin{lemme}}{\end{lemme}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{definition_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{definition}[#1]}{\end{definition}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{theorem_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{theorem}[#1]}{\end{theorem}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{lemme_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{lemme}[#1]}{\end{lemme}\end{mdframed}} | ||||
| \newtheorem{prop}{Proposition} | ||||
| \newenvironment{prop_sq}{\begin{mdframed}\begin{prop}}{\end{prop}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{prop_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{prop}[#1]}{\end{prop}\end{mdframed}} | ||||
| \newtheorem{corollary}{Corollaire} | ||||
| \newenvironment{corollary_sq}{\begin{mdframed}\begin{corollary}}{\end{corollary}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{corollary_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{corollary}[#1]}{\end{corollary}\end{mdframed}} | ||||
| \newenvironment{exercise_sq}[1][]{\begin{mdframed}\begin{exercise}[#1]}{\end{exercise}\end{mdframed}} | ||||
| \newcommand{\inv}[1]{#1^{-1}} | ||||
| \DeclarePairedDelimiter{\generator}{\langle}{\rangle} | ||||
| \DeclareMathOperator{\subgroup}{\leqslant} | ||||
| \DeclareMathOperator{\normalSubgroup}{\trianglelefteq} | ||||
| @@ -68,11 +72,13 @@ | ||||
| \newcommand{\subseteqpart}{\fbox{$\subseteq$}} | ||||
| \newcommand{\Lsubseteqpart}{\fbox{$\supseteq$}} | ||||
| \DeclareMathOperator{\divides}{\mid} | ||||
| \DeclareMathOperator{\suchthat}{\mid} | ||||
| \DeclareMathOperator{\suchas}{\text{\lang{tel que}{such as}}} | ||||
| \renewcommand{\function}[3]{#1 \colon #2 \longrightarrow #3} | ||||
| \newcommand{\functiondef}[2]{\hspace{15pt}#1 \longmapsto #2} | ||||
| \newcommand{\otherwise}{\text{\lang{Sinon}{Otherwise}}} | ||||
| \DeclareMathOperator{\union}{\cup} | ||||
| \DeclareMathOperator{\distinctUnion}{\sqcup} | ||||
| \DeclareMathOperator{\Union}{\bigcup} | ||||
| \DeclareMathOperator{\intersection}{\cap} | ||||
| \DeclareMathOperator{\Intersection}{\bigcap} | ||||
|   | ||||
| @@ -2,11 +2,12 @@ | ||||
|  | ||||
| % Add many functions for colour themes | ||||
| \RequirePackage{xcolor} | ||||
| % Code highlighting | ||||
| \RequirePackage{listings} | ||||
|  | ||||
| \DeclareOption{default}{\OptionNotUsed} | ||||
| \definecolor{theme_colour_background} {RGB} {255, 255, 255} | ||||
| \definecolor{theme_colour_foreground} {RGB} {0,   0,   0  } | ||||
| \definecolor{theme_colour_cl}	      {RGB} {68,  71,  90 } | ||||
| \definecolor{theme_colour_comment}    {RGB} {98,  114, 164} | ||||
| \definecolor{theme_colour_cyan}	      {RGB} {139, 233, 253} | ||||
| \definecolor{theme_colour_green}      {RGB} {0,   255, 0  } | ||||
| @@ -16,10 +17,17 @@ | ||||
| \definecolor{theme_colour_red}	      {RGB} {255, 0,   0  } | ||||
| \definecolor{theme_colour_yellow}     {RGB} {255, 255, 0  } | ||||
|  | ||||
| \definecolor{identifiercolor} {named} {theme_colour_foreground} | ||||
| \definecolor{keywordcolor}    {named} {theme_colour_purple} | ||||
| \definecolor{tacticcolor}     {named} {theme_colour_purple} | ||||
| \definecolor{symbolcolor}     {named} {theme_colour_foreground} | ||||
| \definecolor{sortcolor}       {named} {theme_colour_green} | ||||
| \definecolor{attributecolor}  {named} {theme_colour_cyan} | ||||
| \definecolor{commentcolor}    {named} {theme_colour_comment} | ||||
|  | ||||
| \DeclareOption{codedark}{ | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_background} {HTML} {222324} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_foreground} {HTML} {FFFFFF} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_cl}	      {RGB}  {68,  71,  90 } | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_comment}    {RGB}  {98,  114, 164} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_cyan}	      {RGB}  {139, 233, 253} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_green}      {RGB}  {80,  250, 123} | ||||
| @@ -28,12 +36,19 @@ | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_purple}     {RGB}  {189, 147, 249} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_red}	      {RGB}  {255, 85,  85 } | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_yellow}     {RGB}  {241, 250, 140} | ||||
|  | ||||
| 	\definecolor{identifiercolor} {named} {theme_colour_foreground} | ||||
| 	\definecolor{keywordcolor}    {named} {theme_colour_purple} | ||||
| 	\definecolor{tacticcolor}     {named} {theme_colour_purple} | ||||
| 	\definecolor{symbolcolor}     {named} {theme_colour_foreground} | ||||
| 	\definecolor{sortcolor}       {named} {theme_colour_green} | ||||
| 	\definecolor{attributecolor}  {named} {theme_colour_cyan} | ||||
| 	\definecolor{commentcolor}    {named} {theme_colour_comment} | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| \DeclareOption{dracula}{ | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_background} {RGB} {40,  42,  54 } | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_foreground} {RGB} {248, 248, 242} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_cl}	      {RGB} {68,  71,  90 } | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_comment}    {RGB} {98,  114, 164} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_cyan}	      {RGB} {139, 233, 253} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_green}      {RGB} {80,  250, 123} | ||||
| @@ -42,6 +57,16 @@ | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_purple}     {RGB} {189, 147, 249} | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_red}	      {RGB} {255, 85,  85 } | ||||
| 	\definecolor{theme_colour_yellow}     {RGB} {241, 250, 140} | ||||
|  | ||||
| 	\definecolor{identifiercolor} {named} {theme_colour_foreground} | ||||
| 	\definecolor{keywordcolor}    {named} {theme_colour_purple} | ||||
| 	\definecolor{tacticcolor}     {named} {theme_colour_purple} | ||||
| 	\definecolor{symbolcolor}     {named} {theme_colour_foreground} | ||||
| 	\definecolor{sortcolor}       {named} {theme_colour_green} | ||||
| 	\definecolor{attributecolor}  {named} {theme_colour_cyan} | ||||
| 	\definecolor{commentcolor}    {named} {theme_colour_comment} | ||||
| } | ||||
|  | ||||
| \edef\lstlanguagefiles{\lstlanguagefiles,packages/lstlean.tex} | ||||
|  | ||||
| \ProcessOptions\relax | ||||
|   | ||||
| @@ -385,7 +385,3 @@ | ||||
|   title = {Topological transitivity - Scholarpedia}, | ||||
|   url   = {http://www.scholarpedia.org/article/Topological\_transitivity} | ||||
| } | ||||
| @online{wikipedia_ring, | ||||
|   title = {Ring (mathematics)}, | ||||
|   url   = {https://en.wikipedia.org/wiki/Ring\_(mathematics)} | ||||
| } | ||||
|   | ||||
		Reference in New Issue
	
	Block a user