UE2 Groupes et géométrie

UE2 Groupes et géométrie
Année academique 2016-17

21 heures de cours (14 séances) et 30 heures de travaux dirigés (20 séances) par Ann Lemahieu et Andreas Höring




Modalités d’évaluation : Deux examens sont prévus : un écrit blanc type agrégation et un examen final type M2.
Note finale de l'U.E. = Note de l'examen final.
Tout absence à l'écrit blanc ou à l'examen final entraine un 0 au module

Notes de cours : Chapitre 1. Introduction aux groupes

 1. Premières définitions et exemples (Réf. Dummit and Foote, Arnaudiès et Fraysse)
 2. Homomorphismes et isomorphismes de groupes (Réf. Dummit and Foote, Arnaudiès et Fraysse)
 3. Actions de groupes (Réf. Dummit and Foote, Arnaudiès et Fraysse, Caldero et Germoni)
 4. Sous-groupes distingués et groupes quotients (Réf. Dummit and Foote, Arnaudiès et Fraysse, Calais)

Chapitre 2. Actions de groupes : applications

 1. Décomposition en cycles disjoints dans le groupe symétrique Sn (Réf. Dummit and Foote)
 2. Le théorème de Cayley (Réf. Dummit and Foote)
 3. L'équation aux classes (Réf. Dummit and Foote)
 4. Lemme de Burnside (Réf. Combes, Armstrong, Caldero-Germoni)
 5. Groupes d'isométries - sous-groupes finis de SO(3)
   5.1. Introduction : les solides platoniciens en R^3 (Réf. Caldero-Germoni)
   5.2. Etude du groupe symétrique Sn - partie 1 (Réf. Dummit and Foote)
   5.3. Groupes d'isométries : exemples (Réf. Caldero-Germoni, Alessandri)
   5.4. Sous-groupes finis de SO(2) et SO(3) (Réf. Combes, Nourdin)
 6. Théorèmes de Sylow (Réf. Auliac, Delcourt, Goblot, Calais, Dummit and Foote, Perrin, Szpirglas)
 7. Etude du groupe symétrique Sn - partie 2 (Réf. Dummit and Foote, Perrin)

Chapitre 3. Produit direct, produit semi-direct et structure de groupes abéliens de type fini

 1. Produit direct de groupes (Réf. Dummit and Foote)
 2. Produit semi-direct de groupes (Réf. Dummit and Foote, Perrin)
 3. Structure des groupes abéliens de type fini (Réf. Dummit and Foote, Calais)

Chapitre 4. Espaces projectifs, homographies et birapport (Réf. Audin, Ch.V)

Chapitre 5. Représentations linéaires des groupes finis

 1. Représentations (Réf. Dummit and Foote, Kosmann-Schwarzback, Serre, Ulmer)
 2. Le caractère d'une représentation (Réf. Serre, Ulmer)
 3. Caractères et sous-groupes distingués (Réf. Ulmer)
 4. Applications
   4.1. Théorème de Burnside sur les sous-groupes de GL_n(C) (Réf. Curtis and Reiner)
   4.2. Théorème de Burnside p^a q^b (Réf. Dummit and Foote)
   4.3. Table des caractères de S_4 (Réf. Dummit and Foote)


Feuilles d'exercices : Feuille 1 : Groupes et al.
Feuille 2 : Actions de groupes
Feuille 3 : Actions de groupes - applications
Feuille 4 : Groupes abéliens de type fini
Feuille 5 : Homographies et birapport
Feuille 6 : Représentations des groupes finis

Liste de développements associés à ce module : Théorèmes de Sylow (Réf. Perrin, Dummit and Foote, Calais)
Formule de Burnside et collier de perles, ou variants (Réf. Combes, Armstrong, Caldero-Germoni)
Groupe des isométries du cube (Réf. Caldero-Germoni, Alessandri)
Sous-groupes finis de SO(3) (Réf. Combes, Nourdin)
Simplicité de A_n (Réf. Perrin)
A isomorphisme près A_5 est le seul groupe simple d’ordre 60 (Réf. Dummit and Foote)
Théorème de Wedderburn (Réf. Dummit and Foote)
Théorème de structure des groupes abéliens de type fini (Réf. Dummit and Foote)
Théorème des six birapports et cocyclicité
Groupe circulaire
Table des caractères de S_4 (Réf. Dummit and Foote)
Théorème de Burnside sur les sous-groupes de GL_n(C) (Réf. Curtis and Reiner)
Théorème de Burnside p^a q^b (Réf. Dummit and Foote)

Références : Alessandri, Thèmes de geométrie
Armstrong, Groups and Symmetry
Arnaudiès, Les cinq polyèdres réguliers de R³ et leurs groupes, Centre de documentation universitaire
Arnaudiès et Fraysse, Cours de mathématiques, tome 1: Algèbre
Audin, Géométrie, EDP sciences
Auliac, Delcourt, Goblot, Algèbre et Géométrie
Berger, Géométrie, Nathan
Caldero et Germoni, Histoires hédonistes de groupes et de géométrie
Calais, Éléments de théorie de groupes
Curtis and Reiner, Representation theory of finite groups and associative algebras
Dummit and Foote, Abstract Algebra
Francinou, Gianella, Exercices de mathématiques pour l'agrégation : Algèbre 1, Masson
Kosmann-Schwarzback, Groups and symmetries
Mneimé, Eléments de géométrie (actions de groupes), Cassini
Nourdin, Agrégation de mathématiques. Epreuve orale : 68 thèmes pour se préparer efficacement
Perrin, Cours d'algèbre, Ellipses
L. Schwartz, Algèbre 3ème année, Dunod 2003
J.-P. Serre, Groupes finis, Cours à l'ENSJF, 1978
J.-P. Serre, Représentations linéaires des groupes finis, Hermann
J.-P. Serre, Cours d'arithmétique, PUF
Szpirglas, Exercices d'algèbre
Ulmer, Théorie des groupes

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