Exercice S26

Exercice Publié par admin le 10 novembre 2025
Bac Sciences MathĂ©matiques & LycĂ©e Structures algĂ©briques ÉnoncĂ© avec corrigĂ© dĂ©taillĂ©

Conseil méthodologique : Cherchez attentivement cet exercice au brouillon pendant 15 à 30 minutes avant de consulter la solution détaillée ci-dessous.

ÉnoncĂ© de l'exercice :

On note: $$G=\{~ a+b\sqrt 3,~~(a,b)\in \mathbb{Z}^2,~~/ ~~a^2-3b^2=1~\}$$
  1. Montrer que $~~G\subset \mathbb R^*$
  2. Montrer que $~~(G,\times)~~$ est un sous groupe de $(~~\mathbb R^\ast,\times~~)$
Solution Détaillée & Corrigé Pas à Pas Corrigé complet
1. Montrons que $(G, \times)$ est un sous-groupe de $(\mathbb{R}^*, \times)$
  • ÉlĂ©ment neutre : Il est clair que $~1=1+0\times \sqrt 3~$ est dans $~G~$ .
  • StabilitĂ© pour la multiplication :
    Soient: $~x = a+b\sqrt{3}~$ et $~y = c+d\sqrt{3}~$ deux éléments de $~G$.
    • On a: $$xy = (ac + 3bd) + (ad + bc)\sqrt{3}=A+B\sqrt 3~$$ appartient bien Ă  $G$
    • . \begin{align*} A^2 - 3B^2 & = (ac+3bd)^2 - 3(ad+bc)^2\\ &= a^2c^2 + 9b^2d^2 + 6acbd - 3(a^2d^2 + b^2c^2 + 2adbc)\\ & = a^2c^2 + 9b^2d^2 - 3a^2d^2 - 3b^2c^2\\ & = a^2(c^2 - 3d^2) - 3b^2(c^2 - 3d^2)\\ A^2 - 3B^2& = (a^2 - 3b^2)(c^2 - 3d^2)=1\\ \end{align*}
    • Par consĂ©quent : $~xy \in G~$.
  • Existence du symĂ©trique : Soit $x = a+b\sqrt{3} \in G$.
    • Remarquons que $(a+b\sqrt{3})(a-b\sqrt{3}) = a^2 - 3b^2 = 1$.
    • L'inverse de $x$ dans $\mathbb{R}^*$ est donc $x^{-1} = a - b\sqrt{3}~$ qui est dans $G$
Conclusion:
$(G,\times)~$ est un sous groupe de $~(\Bbb R^*,\times )$