Cours sur la loi de composition interne

William Mievre - Mis à jour le 04/07/2022
loi de composition interne

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Définition : Loi de composition interne

On appelle loi de composition interne toute application \varphi : E \times E \rightarrow E. Si (x,y)\in\mathbb{E}^2, plutôt qu’utiliser la notation \varphi (x,y), nous utiliserons la notation x\star _E y.

Exemples :

  • L’addition et la multiplication sont des lois de composition interne sur \mathbb{Z}, \mathbb{Q}, \mathbb{R} et \mathbb{C}.
  • La loi \star définie sur \mathbb{N}^2 par a \star b = a^b est une loi de composition interne sur \mathbb{N}.
  • La soustraction est une loi de composition interne sur \mathbb{Z}, mais pas sur \mathbb{N}.
  • Si E est un ensemble, les opérations \cap et \cup sont des lois de composition internes sur \mathcal{P}(E).
  • Définition : Associativité et commutativité d’une loi de composition interne

    Soit E un ensemble muni d’une loi de composition interne \star _E.
  • La loi \star _E est associative si :

        \[    $\forall (x,y,z) \in E^3$, $(x\star _Ey)\star _Ez = x\star _E(y\star_Ez)$. \]

    Lorsque la loi \star_E est associative, on peut écrire plus simplement x\star_E y\star_E z car l’ordre dans lequel sont faites les opérations n’importe pas.
  • La loi \star _E est commutative si :

        \[    $\forall (x,y) \in\ E^2$, $x\star _Ey = y\star _Ex$. \]

  • La loi \star _E admet un élément neutre e si :

        \[    $\forall x \in E$, $x\star _Ee = e\star _Ex = x$. \]

  • On suppose ici que \star _E admet un élément neutre e. Soit x \in E. S’il existe x \in E tel que x\star _Ey = y\star _Ex = e , on dit que x est inversible et que son inverse est y.
  • Définition : Distributivité d’une loi de composition interne

    Soit E un ensemble muni de deux lois de composition internes notées \star_1 et \star_2. On dit que :
  • \star_1 est distributive sur \star_2 à gauche si :

        \[    $\forall (x,y,z) \in E^3$, $x\star_1(y\star_2z) = (x\star_1y)\star_2(z\star_1x)$. \]

  • \star_1 est distributive sur \star_2 à droite si :

        \[    $\forall (x,y,z) \in E^3$, $(y\star_2z)\star_1x = (y\star_1x)\star_2(z\star_1x)$. \]

  • Définition : Partie stable

    Soit E un ensemble muni d’une loi de composition interne \star_E. Soit F une partie non vide de E. On dit que F est stable pour \star_E si pour tout (x,y) \in E^2, (x,y) \in F^2 \Rightarrow x\star_Ey \in F.
    livre maths mpsi vuibert

    Cet article est extrait de l’ouvrage Maths MPSI-MP2I. Tout-en-un : cours, méthodes, entraînement et corrigés (éditions Vuibert, juin 2021) écrit par E. Thomas, S. Bellec, G. Boutard. ISBN n°9782311408720

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    William Mievre
    Co-fondateur des Sherpas
    Passé par une Prépa HEC puis l'ESCP, j'ai donné des centaines d'heures de cours particuliers avant de créer Les Sherpas avec Étienne. Passionné d'éducation, je te partage désormais mes meilleurs conseils afin de t'aider à réussir et t'épanouir dans tes études. Cheers ✌️💖 !

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