Bonjour à tous,dans cet exercice je trouve l'énoncé bizarre:
On considere l'anneau des polynomes Z[X].
1)Montrer que pour p premier,n dans Z, pZ[X] et (X-n)Z[X] sont des idéaux premiers et non maximaux.
2)Déterminer les idéaux maximaux de Z[X] qui contiennent pZ[X] et ceux qui contiennent (X-n)Z[X].
pour la 1),j'ai ça comme propriété:
I premier<=>A/I integre ou A est un anneau
I maximal<=> A/I est un corps
pour moi Z[X]/pZ[X] est un corps pour p premier donc pZ[X] est maximal...
et Z[X]/((X-n).Z[X]) est isomorphe à Z qui est integre donc(X-n).Z[X] est un idéal premier,mais pas maximal car Z n'est pas un corps,les inversibles sont {-1,1}.
Pour 2)les idéaux qui conteinnent (X-n)Z[X],y'a que Z[X] je crois,pour pZ[X],je sais pas.
Merci d'avance de vos observations.
pour la 2)
Je considere I un idéal de Z[X],maximal,I est donc engendré par un élément de Z[X],P et contient strictement p.Z[X].
on a:
pZ[X] C P.Z[X] donc P/p or P différent de p car I contient strictement pZ[X],donc P=1 puisque p est premeir d'ou I=Z[X].
Donc le seul idéal maximal de Z[X] qui contient pZ[X] est Z[X].
re robby
ahh oué c'est vrai!!
non mais en fait faut que je montre que pZ[X] est un idéal premeir mais non maximal de Z[X].
Comme Z[X]/pZ[X] c'est "à peu de chose prés" (c'est isomorphe??) Z/pZ [X] qui n'est pas un corps,pZ[X] n'est donc pas maximal.
faut montrer qu'il est premier cad que Z[X]/pZ[X] est integre et là bah je vois pas trop...faut montrer que seul O est diviseur de 0...
ah oui c'est vrai!!! je l'ai vu en TD,faut que je le note ce truc là!
oué donc Z/pZ est un corps donc un anneau integre et c'est fini.
OK!
pour la 2) faut donc que je détermine les idéaux maximaux de Z[X] contenant pZ[X]...
Quelle est la méthode à suivre dans ce genre de truc,vu qu'il faut les construire...??
oui. C'est pour cela que est premier mais non maximal.
Sinon, je pense avoir trouvé un truc mais qui peut paraitre compliqué.
Voici ce que je me suis dit :
Considérons I un idéal maximal contenant pZ[X]
on a .
Ainsi, le noyau de la surjection canonique de contient pZ[X] et donc cette surjection se factorise à travers le quotient en une application qui est encore surjective
Maintenant, ça serait bien que cette surjection soit celle d'un quotient de par un idéal de ses idéaux. Or le quotient de droite est une corps si I est maximal dans Z[X], donc le fameux quotient de serait celui obtenu en quotientant par un idéal maximal de .
Or, on a vu hier dans un de tes topics que les seuls idéaux de ce genre sont les avec Q irréductible dans .
En fait, on pourrait espérer que l'image I' de I à travers la projection canonique est ce fameux idéal.
Ainsi, tout élément de I' s'écrirait sous la forme avec R un polynôme quelconque.
En "remontant", I serait alors les éléments de la forme QR+pT où R et T sont deux polynômes.
Conclusion : I serait alors l'idéal engendré par p et un polynôme Q à coefficients entiers irréductible sur .
Biens sûr, ce n'est qu'une idée et il faudrait bien montrer tout correctement mais normalement ça devrait marcher.
Kaiser
P.S : je suis conscient que tout ceci est bien théorique et assez compliqué, donc n'hésite pas à redemander de l'aide pour comprendre l'idée générale.
1)pourquoi le noyau de la surjection canonique contient pZ[X] ?
Pour la dernière remarque, plus précisément, je voulais dire que ça serait bien que le quotient soit isomorphe à un quotient du type où J est un idéal de .
Ainsi, cette surjection dont je parlais plus haut, serait à peu de choses près (c'est-à-dire modulo une composition par un isomorphisme) la surjection canonique associée au quotient .
Kaiser
ok c'est un tout ti peu plus clair!
Je te tiens au courant,je viendrais demain soir donner de nouvelles de cet exerice qui t'as donné du fil à retordre(enfin juste une question )...chose rare
je pense que j'ai compris l'idée,meme si elle parait assez délicate surtout pour moi.
Je verrais demain si le prof a une autre explication plus "abordable"
A demain donc!
Bonne fin de journée Kaiser et encore un grand merci pour ta patience et ton savoir-faire!
ayant un peu de temps devant moi, j'essaie de rédiger mon idée au propre.
Soit I un idéal de contenant p
On va montrer l'équivalence entre les deux propriétés suivantes
(i) I est un idéal maximal de
(ii) I est un idéal engendré par p et un polynôme Q dont la réduction modulo p est irréductible sur .
On va d'abord commencer par le résultat préliminaire suivant :
Notons l'application qui a un polynôme à coefficients entiers Q associe sa réduction modulo p.
est alors un idéal de et l'anneau est isomorphe à l'anneau
Preuve du résultat préliminaire:
le fait que I' est un idéal est facile à voir.
Considérons donc l'application f définie sur à valeurs dans le quotient , qui à un polynôme R lui associe la classe modulo I' de la réduction modulo p de R.
Plus précisément, si Q s'écrit , alors
f est clairement un morphisme d'anneaux (par composition)
on va montrer que le noyau de f est exactement I.
si Q est dans I, alors par définition de I', f(Q)= 0 mod I'.
Donc I' est inclus dans le noyau de f.
Réciproquement, soit un élément du noyau de f, alors f(Q)=0 mod I'.
Donc
Ainsi, est la réduction modulo p d'un certain polynôme T qui appartient à I, donc Q=T mod p.
Ainsi, il existe un autre polynôme U tel que Q=T+pU.
Or T est dans I et pU est dans I (car p est dans I et I est idéal), donc Q est dans I.
Par suite, d'après le théorème de factorisation, est isomorphe à l'anneau .
Procédons maintenant à la preuve de l'équivalence
Montrons
I est un idéal maximal de , donc est un corps.
Or celui-ci est isomorphe à , donc ce dernier est un corps.
cela implique donc que I ' est un idéal maximal de .
Or les idéaux maximaux de sont les idéaux du type où T est un polynôme irréductible de .
Ainsi, I' est de ce type.
Notons Q un polynôme à coefficients entiers appartenant à I dont la réduction modulo p est T (c'est possible car Q est dans I')
I' est l'image de la réduction modulo p des éléments de I donc pour tout polynôme R de I. Sa réduction modulo p est dans I' donc sa réduction est un multiple de Q donc il existe A à coefficients entiers tel que R=AT mod p, donc R=AT+pU pour un certain polynôme U.
Réciproquement, tout élément de cette forme est bien dans I (car I est un idéal) donc I est bien engendré par p et un polynôme dont la réduction modulo p est irréductible dans .
Montrons
Notons R la réduction modulo p de Q (aini R est irréductible par hypothèse)
On va montrer que
Soit C un élément de I', il existe un polynôme A de I tels que C est la réduction modulo p de A. A est dans I donc il s'écrit A=pU+TQ
Par réduction modulo p, C est bien un multiple de R donc est bien dans .
Réciproquement, si C est un multiple de R, alors en notant A un polynôme dont C est la réduction modulo p, on a A=UQ mod p pour un certain polynôme Q.
Ainsi, il existe un polynôme T tel que A=UQ+ pT.
Or Q et p sont dans I donc A aussi, car I est un idéal, donc par définition de I', A est dans I'.
Comme R est irréductible, on en déduit donc que I ' est un idéal maximal et donc que est un corps.
Or et sont isomorphes donc est un corps.
par suite, I est un idéal maximal.
ouf !
Kaiser
Pour l'autre question, on raisonne de la même manière et trouve que les idéaux maximaux qui contient X-n sont ceux engendrés par X-n et p où p est un nombre premier.
Kaiser
Disons que l'idée générale est assez simple mais la mettre en oeuvre est un peu long (car il faut bien tout détailler, surtout quand on veut montrer que deux anneaux sont isomorphes).
d'ailleurs, le résultat préliminaire tient simplement au fait qu'on peut simplifier des quotients.
Vous avez sans doute déjà vu en cours un résultat du genre :
si G, H et K sont des groupes tel que K est inclus dans H et H est inclus dans G et K et H distingués dans G, alors K/H est distingué dans G/H et
G/ K est isomorphe à (G/H)/(K/H).
Sinon, vous avez compris ce que j'ai fait ou alors moyennement ?
Kaiser
moi franchement moyennement, parce que les idéaux on a pas encore fait en td même si on en a beaucoup parlé en cours!
d'ici quelques jours, je reviendrais lire ceci!
Hey!!
Malheuresement,le prof de td l'a pas corrigé mais aprés incistance,il m'a dit que effectivement c'était pas si facile et que la question était un peu "vache"
Il m'a simplement dit d'utiliser cette propriété qu'on a vu le matin meme en TD...
(cette aplication admet une réciproque)
voilà,il m'a dit de m'en sortir avec ça...
et bon j'ai pas trop saisi la suite des événements...
Si ça t'aide Kaiser,fait moi signe!
En fait, ça revient plus ou moins à ce que j'ai fait.
En effet, grâce à cette bijection, on peut montrer que J est un idéal maximal de A/I si et seulement si est un idéal maximal de A.
Dans le cas où l'on recherche les idéaux maximaux contenant p, f est alors, à peu de choses près, la réduction modulo p et on a qu'un idéal K contenant p est maximal si et seulement si son image f(K) est maximal dans , donc si et seulement si f(K) est engendré par un polynôme irréductible sur (ensuite, il suffit de remonter).
Pour l'autre, c'est du même tonneau : en identifiant à , on aura qu'un idéal K contenant X-n est maximal si et seulement si son image f(K) est maximal dans , donc si et seulement si f(K) est de la forme pour un certain entier premier p (ensuite, on remonte à nouveau).
Kaiser
oui voilà!!
je comprend le raisonnement et la suite logique quand tu l'expliques mais jamais j'oserais penser à ça!!
(Z[X] est principal?)
oki! Tu me rassure un minimum
(ok)
et bien merci à toi pour cette impressionnate réponse!
Encore une fois Kaiser c'est parfait!
(je resposterais des exos du meme type en fin de semain ou le WE prochain )
J'aime bien ces exercices,je trouve ça plus interressant que l'integration )
Bonne soirée donc!
Et à bientot j'espere!
Bon courage pour ta semaine!
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