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Niveau Maths sup
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inversibles

Posté par
elotwist
12-04-09 à 11:15

Bonjour !
Voici une petite démonstration qui me pose problème. Pourriez vous s'il vous plait m'aider à la compléter ?

Soit A = [i2]={a+ib2 ; a,b}.
Soit N:A l'application norme définie par N(a+ib2 )=a²+2b²

1-J'ai montré que A était intègre sans problème.

2- Je dois montrer que : un élément x de A est inversible si et seulement si N(x)=1.

Dans un sens :
Je suppose que x est inversible.
Donc il existe y A tel que xy=1.
N(xy)= 1 N(x) N(y) = 1 N(x)=N(y)=1 car N(x),N(y).

Dans l'autre sens, je suppose que N(x)=1.
N(x)=1a²+2b²=1
Et je suis bloquée. Que pouis je faire pour arriver à x est inversible ?

Par avance merci pour votre aide

Elotwist

Posté par
raymond Correcteur
re : inversibles 12-04-09 à 11:22

Bonjour.

Tu peux résoudre l'équation d'inconnues a' et b' : (a+ib\sqrt 2).(a'+ib'\sqrt 2) = 1

Tu peux aussi, en faisant appel à l'intuition concernant les expressions conjuguées, calculer :

(a+ib\sqrt 2).(a-ib\sqrt 2)

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 12:13

En calculant (a+ib2).(a-ib2) on trouve exactement a²+2b² mais en quoi ça démontre que x est inversible ?

N'existe t-til pas des méthodes pour résoudre a²+2b²=1 ?

Posté par
raymond Correcteur
re : inversibles 12-04-09 à 12:22

Oui, mais comme tu supposes N(x) = 1, c'est gagné.

Il me semble effectivement, que l'on peut écrire ceci :

si a = 0, 2b² = 1 est impossible dans Z.

Donc a est non nul, donc a² 1, donc 2b² = 0 et a = 1.

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 12:31

La démonstration serat donc :
Supposons que N(x)=1 c'est à dire que a²-2b² = 1
Soit x A donc x=a+ib2
On a x.x-1= (a+ib2).(a-ib2)
donc x.x-1=a²-2b² =1.
Donc x est inversible

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 12:31

Est ce correct ?

Posté par
raymond Correcteur
re : inversibles 12-04-09 à 12:36

C'est plutôt a²+2b² = 1.

Sinon, la preuve est correcte.

En plus, cela signifie que : (a+ib\sqrt 2)-1 = a-ib\sqrt 2

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 12:47

d'accord.
J'ai une autre question sur le même sujet.

Après avoir démontrer que N(x)=1x est inversible, j'ai montré que A =[i2]était un anneau euclidien.

Ensuite on pose I ={a+ib2; a2,b}
Je dois montrer que I est un idéal propre de A.

Pour montrer que I est un idéal je n'ai aucun problème. Mais comment montrer qu'il est propre.
Je sais qu'il faut que je montre que IA et IA.
Mais comment faire ?

Posté par
raymond Correcteur
re : inversibles 12-04-09 à 13:26

1 est dans A, mais pas dans I, donc I strictement inclus dans A

2 est dans I, donc I est diffrent de {0}

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 14:13

On me dit ensuite de montrer que I=(i2 )est l'idéal engendré de a par i2 .
Que faut-il montré ?

Posté par
raymond Correcteur
re : inversibles 12-04-09 à 14:20

Posons J = (i\sqrt 2)

x J

x = (a+ib\sqrt 2).(i\sqrt 2)

x = -2b + ia\sqrt 2

x I

x I

x = 2p + iq\sqrt 2 = (q - 2ip\sqrt 2).(i\sqrt 2)

x J

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 14:36

D'accord !
Maintenant on considère f : A /2
                               a+ib2 a+2.

J'ai montrer que f était un morphisme d'anneau surjectif.

ker f = {x A ; f(x)=0}
ker f = {x A ; a+2=0}
ker f = {x A ; a2}
ker f = I

Donc j'en ai déduit par le théorème de factoriasation d'un morphisme que A/I et /2 étaient isomorphes.

On me demande ensuite : L'idé

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 14:37

L'idéal I est -il premier ? maximal ?

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 14:39

Z/2Z est un corps car 2 est premier donc A/I est un corps
Donc I est maaximal .

Z/2Z n'est pas intègre donc A/I n'est pas intègre donc I n'est pas premier.

Est ce juste ?

Posté par
raymond Correcteur
re : inversibles 12-04-09 à 15:06

Oui.

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 15:15

Merci beaucoup !

Si A = {x;a,b,b impair, x=a/b}.

j'ai montré que :
- A était un sous anneau de
- les éléments inversibles de A étaient : {y;a,b , a et b impairs}

Soit I=(2) l'idéal de A engendré par 2.
- J'ai montré que tout idé

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 15:16

J'ai montré que tout idéal propre de a est contunu dans I.

Comment faire pour en déduire que I est l'unique idéal maximal de A ?

Posté par
otto
re : inversibles 12-04-09 à 15:25

Bin c'est trivial en utilisant ce que tu viens de montrer et en utilisant la définition de maximalité, non ?

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 15:26

qu'il est maximal oui mais poourquoi unique ?

Posté par
otto
re : inversibles 12-04-09 à 16:35

Parce qu'il contient tous les autres idéaux non triviaux ...

Posté par
elotwist
re : inversibles 12-04-09 à 17:08

Merci pour vos explications

Posté par
otto
re : inversibles 12-04-09 à 19:07

As-tu compris finalement ?



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