On dit que ∗ est distributive par rapport `a + si pour tous les éléments x, y, z de E, on a x ∗ (y + z)=(x ∗ y)+(x ∗ z) et (x + y) ∗ z = (x ∗ z)+(y ∗ z)). Exemples - • Dans R, la multiplication est distributive par rapport `a l'addition.
Pour que l'opération considérée soit effectivement une loi de composition interne, il faut qu'elle ait un sens quels que soient les deux éléments de l'ensemble choisis (on dit formellement que l'opération doit être définie partout).
a) Définition :
Soit un ensemble E muni d'une loi de composition interne additive On dit qu'un sous ensemble A de E est stable pour l'opposé si et seulement si pour tout élément x appartenant à A, -x appartient à A.
Remarque : Traditionnellement, et sans précision ou contexte particulier, une LCI est notée * comme ci-dessus ou F ("truc"). On peut également adopter un formalisme additif (la LCI est alors notée +) ou multiplicatif (× ou .). Soit E un ensemble muni d'une loi de composition interne *.
si E ≠ F et G = F, la loi * : E × F → F est appelée loi de composition externe à gauche sur F ou loi de composition externe, et E est alors le domaine des opérateurs ; si E ≠ F et G = E, la loi * : E × F → E est appelée loi de composition externe à droite sur E de domaine F.
Définition 1.2 On dit que G est abélien (ou commutatif) si on a de plus xy = yx pour tous x, y de G. Dans ce cas on notera souvent + la loi, 0 le neutre, et −x le symétrique de x qu'on appelle alors l'opposé de x. Remarques : Si (G, +) est un groupe abélien, on peut noter x − y pour x + (−y) = (−x) + y.
Si une opération * est définie dans un ensemble E, alors n est un élément neutre de l'opération * si et seulement si, quels que soient les éléments x de E, on a : x * n = x.
En mathématiques, plus précisément en arithmétique et en algèbre générale, la distributivité d'une opération par rapport à une autre est une généralisation de la propriété élémentaire : « le produit d'une somme est égal à la somme des produits ».
Dans un anneau (A, +, ×), l'élément neutre 0 de + est absorbant pour ×. En effet, comme l'élément nul 0 est l'élément neutre de l'addition : 0 = 0 + 0. Ainsi, pour tout élément a de l'anneau A, a×0 = a×(0 + 0).
On appelle symétrique de x un élément x de E, s'il existe, tel que : x ∗ x = x ∗ x = e . Si x existe, x est dit symétrisable. Cela équivaut à dire que x est symétrisable à droite et à gauche et que ses symétriques à droite et à gauche sont égaux.
Si une lci admet un élément neutre, celui-ci est unique. Démonstration. Supposons qu'il existe deux éléments neutres e1 et e2. On a alors e1 ∗ e2 = e1 car e2 est un élément neutre, mais aussi e1 ∗ e2 = e2 car e1 est un élement neutre, donc e1 = e2.
L'élément symétrique d'un élément x d'un ensemble E pour une opération ⊕ définie dans E est l'élément x ' de E tel que x ⊕ x ' = n où n ∈ E est l'élément neutre pour l'opération ⊕.
Il existe une autre technique, c'est de montrer qu'un sous-ensemble d'un groupe est lui-même un groupe : c'est la notion de sous-groupe. Soit (G,⋆) un groupe. Une partie H ⊂ G est un sous-groupe de G si : – e ∈ H, – pour tout x, y ∈ H, on a x⋆ y ∈ H, – pour tout x ∈ H, on a x−1 ∈ H.
La division n'est pas une opération distributive.
La propriété de distributivité permet de faciliter les calculs. Elle permet surtout d'être plus efficace en calcul mental. Une opération notée ⊗ se distribue sur une opération notée ⊕ si, quels que soient les nombres a, b et c, on a : a ⊗ (b ⊕ c) = (a ⊗ b) ⊕ (a ⊗ c). Cette propriété s'appelle la distributivité.
Pour n'importe quel nombre x, son inverse est donc x' tel que x x x' = 1. Or, zéro n'a pas d'inverse puisque n'importe quel chiffre multiplié par zéro donne toujours zéro. Par conséquent, la division par zéro est impossible et aboutirait à des contresens mathématiques.
k × (a + b) = k × a + k × b. D'après ce qui précède, et en généralisant à la soustraction, on obtient les formules de distributivité suivantes : k × (a + b) = k × a + k × b ; écriture simplifiée : k(a + b) = ka + kb.
On dit que la multiplication est distributive par rapport à l'addition : plutôt que de multiplier une somme par un nombre, on peut tout aussi bien distribuer cette multiplication aux termes de la somme puis effectuer cette somme. Plutôt que de calculer la somme de 3 et 4, puis multiplier cette somme par 5…
De même, en appliquant la formule de distributivité simple deux fois, on a : (a + b)(c + d) = a × c + a × d + b × c + b × d = ac + ad + bc + bd pour tous les nombres a, b, c et d.
L'associativité est une propriété d'opération qui permet de modifier l'ordre des calculs en regroupant des termes entre parenthèses sans modifier le résultat de l'opération. La commutativité est la propriété d'une opération qui permet de modifier l'ordre des termes sans changer le résultat.
- La division n'est pas commutative. - La division de deux nombres égaux est égale à 1. - Le dividende est égal au produit du quotient et du diviseur, auquel on ajoute le reste. Cette propriété est très utile pour vérifier le résultat d'une division.
Propriété 1 : Les multiplications et divisions sont prioritaires sur l'addition et la soustraction, on doit donc les effectuer en premier. Propriété 2 : Si une expression ne contient que des additions et soustractions, on effectue les calculs de gauche à droite.
L'ensemble des nombres entiers, muni de la multiplication (Z, ×), ne forme pas un groupe. La loi est bien interne, associative, et il existe un élément neutre (le nombre 1), mais pas d'inverse en général : par exemple, l'équation 3 · b = 1 n'admet pas de solution dans Z.
Un groupe abélien G est dit divisible lorsque pour tout entier n > 0, G = nG. Les archétypes en sont le groupe additif ℚ des nombres rationnels et les p-groupes de Prüfer.
L'ordre d'un groupe G se note ord(G), |G| ou #G, et l'ordre d'un élément a se note ord(a) ou |a|.