Soit le corps fini à deux éléments. On s'intéresse au groupe des matrices inversibles d'ordre 2 à coefficients dans ce corps, noté .
Pour la question 1, dénombrer les bases de l'espace vectoriel . Une matrice est inversible si et seulement si ses colonnes forment une base.
Pour la question 2, l'espace contient un nombre fini de vecteurs. Considérer l'ensemble . Montrer qu'une matrice de définit une permutation de cet ensemble .
Dénombrement de bases dans un espace vectoriel fini.
Morphisme d'un groupe vers un groupe de permutations (action de groupe).
Injectivité par l'image de la base canonique.
Résolution.
Attention à ne pas oublier que sur un corps fini, la condition "libre" pour une famille de vecteurs se traduit par un décompte précis : chaque nouveau vecteur choisi ne doit pas être dans le sous-espace engendré par les précédents.