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Théorie des groupes et géométrie

Programme

Copier-coller depuis le site de l'UFR de Mathématiques.
  • Rappels sur les groupes et les actions de groupes. Résolubilité, simplicité.
  • Groupes symétriques et alternés, familles de générateurs, résolubilité.
  • Groupe linéaire, spécial linéaire sur un corps. Familles de générateurs, résolubilité. Drapeaux, décomposition LU, décomposition de Bruhat.
  • Groupes linéaires sur un corps fini, utilisation des inversibles d'une sous-algèbre de matrices pour trouver des sous-groupes de Sylow.
  • Géométrie projective : définitions, structure affine du complémentaire d'un hyperplan, homographies, théorèmes de Thalès, Pappus, Desargues. Dualité.
  • Formes sesquilinéaires et quadratiques : réduction. groupes orthogonaux et symplectiques. Théorème de Witt. Théorème de Cartan-Dieudonné.
  • Formes quadratiques sur $\mathbb{R}$. Compacité du groupe orthogonal, sous-groupes fermés (théorème de Cartan) et compacts du groupe linéaire, sous-groupes finis de $\mathrm{SO}_3$, polyèdres réguliers. Décompositions de Cartan et d'Iwasawa.
  • Regarder aussi la description du programme du cours précédent de théorie des groupes sur le site de l'UFR de mathématiques.

    Résumé du cours

    Chapitre 1:
    Les bases de la théorie des groupes.
    Action de groupes. Théorèmes de Lagrange, Cauchy et Sylow. Résolubilité, Simplicité. Groupe dérivé. Produit semi-direct. Groupes résolubles
    Chapitre 2:
    Les groupes symétriques et alternés.
    Rappel. Classes de conjugaison dans $\mathfrak{S}_n$ et $\mathfrak{A}_n$. Centres et groupe dérivés. Simplicité.
    Chapitre 3:
    Géométrie projective.
    Définition. Liaison affine / projectif. Envoi à l'infini. Théorème de Pappus, Desargues. Dualité. Homographie. Birapport. Quadruplet harmonique. Droite projective complexe.
    Chapitre 4:
    Les groupes linéaires.
    Transvection et dilatation. Simplicité des groupes $\mathrm{PSL}_{n}(k)$.
    Chapitre 5:
    Les groupes orthogonaux euclidiens.
    Réflexion et retournement. Simplicité des groupes $\mathrm{PSO}_{n}(\mathbb{R})$. Décomposition polaire, de Cartan et d'Iwasawa dans $G=\mathrm{SL}_{n}(\mathbb{R})$, $\mathrm{GL}_{n}(\mathbb{R})$, $\mathrm{SL}_{n}(\mathbb{C})$ ou $\mathrm{GL}_{n}(\mathbb{C})$. Géométrie sphérique: théorème de Girard, Euler et Platon.

    Un truc qu'il est bien d'aller voir !!!

    Journées de l'académie des sciences:
    mardi 18 et mercredi 19 décembre.
    L'accueil et le programme. Les exposés durent 30 min.

    Biblio

  • Cours d'Algèbre, Daniel Perrin, Ellipses.
  • Géométrie, Michel Audin, EDP Sciences.
  • Théorie des groupes, Jean Delcourt, Dunod.
  • Organisation

    Le cours est le mercredi de 10h15 à 12h15. Responsable Ludovic Marquis.
    Le TD groupe magistère est le mardi à l'ENS Rennes de 8h à 10h. Responsable Salim Rostam.
    Le TD groupe Beaulieu est le mardi sur le Campus de Beaulieu de 8h à 10h. Responsable Ludovic Marquis.

    Evaluation

    Contrôle continu 1: le mercredi 17 octobre. CC 1 Corrigé CC 1
    Contrôle continu 2: le mardi 27 novembre. CC 2 Corrigé CC 2
    Contrôle terminal: le jeudi 20 décembre, à 14h, Exam 1 Examen Final 2nde Session:Oraux

    La note de contrôle continu est donnée par la formule $CC=\frac{CC1+CC2}{2}$.
    La note finale est donnée par la formule $F=\max \Big( T,\frac{CC+T}{2} \Big)$ avec les notations évidentes.

    Les TD

    TD 1 TD 1.5 TD 2 TD 3 TD 4
    Correction: Exo 6 TD 1 Correction: Exo 4 TD 1.5

    Illustration GéoGebra

    On trouvera dans les livrets suivants, les figures (sans commentaires) des démonstrations de certains énoncés, théorèmes, constructions etc...
  • Livret Liaison Affine / Projectif. .
  • Livret Théorème classique de la géométrie projective.
    Théorèmes de Pappus, Desargues et Brianchon (cas dégénéré).
  • Livret Construction du 4ème Harmonique. .
  • Livret Démonstration du Théorème de Desargues via la dimension 3. .
  • Activité Construire l'icosaèdre régulier à l'aide de l'octaèdre régulier. Commencer à l'étape 1/19 et déplacer le point H sur l'arête.