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Extensions normale définitions équivalentes

Posté par
raisinsec
06-10-21 à 14:52

Salut,

On se donne des extensions F \subseteq K \subseteq \overline{K} ou \overline{K} est une cloture algébrique de K et donc de F.

Je veux montrer que si \forall \sigma \in Gal(\overline{K}/F) on a \sigma(K)=K, alors \forall f \in F[x] irréductible tq \exists \alpha \in K une racine de f,f se scinde sur K.

J'ai quelqu'un qui donne une preuve, on prend f\in F[x] irréductible, \alpha une racine dans K(qui existe par hypothèse), \beta une racine dans \overline{K}, on a que F(\alpha)\cong F[x]/(f)\cong F(\beta) et après il dit que \overline{K} est le corps de décomposition de F(\alpha) (et F(\beta)) mais je ne vois pas bien pourquoi c'est vrai. Si c'est le cas on peut étendre l'isomorphisme, mais je n'arrive pas à le voir.

Quelqu'un peut m'aider ?

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:10

Bonjour,

Tu envoies F(\alpha)\subset \bar K dans \bar K en envoyant \alpha sur \beta, et après tu utilises que tout plongement de F(\alpha) dans \bar K s'étend en un automorphisme de \bar K (le tout au-dessus de K, bien entendu).

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:12

Au-dessus de F, voulais-je dire.

Posté par
raisinsec
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:16

Merci pour ta réponse.

Oui mais on ne fait ça que si on sait que \overline{K} est un corps de décomposition non ?
Peut être que je me suis mal exprimé mais ma question c'est : pourquoi \overline{K} est il un corps de décomposition de F(\alpha)?

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:20

Sur un corps algébriquement clos, tout polynôme est scindé, n'est-ce pas ?

Posté par
raisinsec
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:25

Oui je suis d'accord. Dans la définition que j'ai de corps de décomposition on veut également que l'inclusion soit minimale.

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:41

\bar K n'est sûrement pas en général le corps de décomposition du polynôme irréductible, ça ne peut se produire que si K est réel clos.
Mais on n'a absolument pas besoin de ça pour étendre le plongement en un automorphisme.

Posté par
raisinsec
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 15:53

D'accord je me disais bien.
Il suffit que ce soit corps où tous les polynômes se scindent ?

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 16:02

Il suffit que ce soit la clôture algébrique de F.

Posté par
raisinsec
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 16:21

Mais si on a "juste" que les polynômes dans Kse scindent sur M par exemple ça ne marche pas ? Parce que je n'ai vu le résultat sur l'extension d'un isomorphisme que sur un corps de décomposition (minimal donc), mais en réalité n'importe quel corps qui vérifie la propriété que les polynômes se scindent marche aussi c'est ça ?

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 16:47

Qui est M ? Si M est une extension algébrique de K telle que tout polynôme à coefficients dans K est scindé sur M, alors M est une clôture algébrique de K.

Le prolongement en un automorphisme de la clôture algébrique se montre sans difficulté grâce au lemme de Zorn.

Posté par
raisinsec
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 17:04

Oui c'est ça.
Mais c'est très puissant non ? Puisque l'existence de la cloture algébrique est garantie, on pourra forcément étendre un automorphisme.
Et si on prend un isomorphisme entre 2 corps qui ne sont pas inclus dans la même cloture algébrique, ça marche mois bien non ?
Puisque ça voudrait dire que les clotures algébriques sont isomorphes, mais on en sait rien. On peut l'étendre pour des extensions plus fines que les clotures algébriques.

Posté par
GBZM
re : Extensions normale définitions équivalentes 06-10-21 à 18:14

Je ne comprends pas trop ce que tu écris.

Soit F\subset L\subset K_1K_1 est une clôture algébrique de F et L une sous-extension. Soit également F\subset K_2 une clôture algébrique de F,  i : L\to K_2 un F-morphisme. Alors i s'étend en un F-isomorphisme de K_1 sur K_2.
Je répète que c'est facile à voir en Zornifiant sur les F-morphismes j : M \to K_2L\subset M\subset K_1 et j étend i.



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