Centre d'un groupe

En théorie des groupes, on appelle centre d'un groupe G l'ensemble des éléments de G qui commutent avec tous les autres.

Définition

Soit G un groupe, noté multiplicativement. Son centre ZModèle:Ind est

$Z_G=\{z\in G\mid \mathrm{\forall }g\in Ggz=zg\}$.

Propriétés

• Dans G, ZModèle:Ind est un sous-groupe normal — comme noyau du morphisme de groupes Modèle:Math ci-dessous — et même un sous-groupe caractéristique.
• Tout sous-groupe de ZModèle:Ind est sous-groupe normal de G.
• ZModèle:Ind est abélien.

Exemples

• Le centre d'un groupe abélien G est le groupe G entier, c'est-à-dire : ZModèle:Ind = G.
• Le centre du groupe alterné AModèle:Ind est trivial pour n ≥ 4.
• Le centre du groupe linéaire GLModèle:Ind(R) est le sous-groupe des matrices scalaires non nulles, pour tout anneau commutatif R.

Application

L'action par conjugaison de G sur lui-même est le morphisme de G dans le groupe des automorphismes de G Modèle:Retrait

où Modèle:Math est l'automorphisme intérieur défini par Modèle:Retrait

Son noyau et son image sont

$\ker (\iota )=Z_G\text{ et }\text{im}(\iota )=\text{Int}(G).$

Le sous-groupe Modèle:Math est appelé groupe des automorphismes intérieurs de G.

On peut en déduire, d'après les théorèmes d'isomorphisme :

$G/Z_G\simeq \text{Int}(G).$

Articles connexes

• Centre (algèbre)
• Centralisateur