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Lemme de normalisation de Noether

Posté par
Reti
29-03-13 à 19:36

Bonsoir à tous,

Je cherche à comprendre la démonstration du lemme suivant :
Soit k un corps et A une k-algèbre de type fini et intègre. Alors il existe des éléments y1,..,yd dans A algébriquement indépendants tels que A soit entière sur k[y1,..,yd]. De plus d est le degré de transcendance du corps des fractions de A sur k.

Preuve :
Soit x1,..,xn des générateurs de A sur k. S'ils sont algébriquement indépendants on a fini. Sinon on a une relation a(j)x1j1..xnjn=0 où a(j)k* et la somme est prise sur un nombre fini de n-uplets d'entiers positifs (j1,..,jn).
Soit m2,..,mn des entiers positifs. On pose y2=x2-x1m2 ; .. ; yn=xn-x1mn et on injecte dans la relation.
En notant de manière vectorielle (m)=(1,m2,..,mn) (j)=(j1,..,jn) et (j).(m) le produit scalaire usuel j1+j2.m2+..+jn.mn on obtient une relation de la forme
a(j)x1(j).(m) + f(x1,y2,..,yn)=0 où f est un polynôme où aucune puissances de x1 n'apparait seul.
En prenant d un entier suffisamment grand, par exemple plus grand que toutes les composantes de tous les (j) et en posant (m)=(1,d,d2,..,dn-1) alors tous les (j).(m) sont distincts par unicité de l'écriture d'un entier en base d. Et la relation nous montre que x1 est entier sur k[y2,..,yn].

Je ne comprend pas ce dernier paragraphe : premièrement je ne vois pas à quoi sert un tel d et deuxièmement je ne vois pas pourquoi le polynôme est unitaire.

Merci de votre aide.

Posté par
Marmelade
re : Lemme de normalisation de Noether 30-03-13 à 11:51

Salut,
Tu cherches un vecteur m, de premiere coord 1, tel qu'apres le changement de variable X_j->X_j-X_1^{m_i}, le terme dominant de ton polynome en X_1 soit simplement une constante.
Le changement de variable proposé change ton j1 en (j).(m), tu rajoutes des puissances de x1, les puissances de x1 qui apparaissent dans f(x1,y2,...,ym) sont plus petites, tout simplement parce les puissances de x1 vont apparaitre avec des exposants de la forme somme des k_id^i, avec tous les k_i plus petits que j_i, et un au moins strictement plus petit, donc tous ces trucs sont plus petit (m).(j).

Posté par
Reti
re : Lemme de normalisation de Noether 30-03-13 à 13:33

D'accord alors si j'ai bien compris ce d entraine que le coefficient dominant de x1 dans les monômes x1j1(y2+x1d)j2..(yn+x1d^n-1)jn est x1j1+j2.d+..+jn.d^n-1 et est dans la partie a(j)x1(j).(m) du polynôme. Les (j).(m) étant tous distincts, il en existe un qui est maximal : c'est le degré de x1 dans le polynôme.
Mais pour en déduire que x1 est entier il faut que le coefficient du terme ayant ce (j).(m) maximal soit 1 non ?

Posté par
Marmelade
re : Lemme de normalisation de Noether 30-03-13 à 13:38

Oui, c'est pas bien difficile, parce que le coefficient devant le x1^m avec m maximal est simplement une constante, il te suffit de diviser par cette constante.

Posté par
Reti
re : Lemme de normalisation de Noether 30-03-13 à 15:56

Ah d'accord. Plus généralement pour montrer qu'un élément est entier il suffit de montrer qu'il est racine d'un polynôme à coefficient dominant inversible. Je n'y avait pas pensé.
Merci de ton aide.



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