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Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique

Posté par
H_aldnoer
25-02-08 à 22:49

Bonsoir,

je bloque sur le petit problème que voici :
montrer que F=\{a\in\mathbb{C},\, a\, algebrique\, sur\,\mathbb{Q}\} est une cloture algébrique de \mathbb{Q}.

je dois donc montrer que 1) F/\mathbb{Q} est une extension algébrique et 2) F est algébriquement clos.

soit u dans F, alors il existe a dans \mathbb{C}, a algébrique sur \mathbb{Q}, tel que u=a; donc u algébrique sur \mathbb{Q}
donc ok pour le 1).

ensuite je voulais montrer que toute extension algébrique de F est égale à F.
Soit donc L/F une extension algébrique. On sait que L/\mathbb{Q} est aussi une extension algébrique mais je n'arrive pas à poursuivre.

On a clairement que F\subset L.
Il reste donc à montrer que L\subset F.
On se donne un x dans L, je ne parviens pas à montrer que x est dans F.

Pouvez vous m'aidez ?
Merci.

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 22:53

je tente un truc(on sait jamais)
attention ça risque d'etre trés faux.


si on dit que F est une extension algébrique de Q contenue dans C(mais différente) et que C est algébriquement clos,peut-on dire que F est algébriquement clos?
ça semble totalement faux

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 22:56

Citation :
On sait que L/\mathbb{Q} est aussi une extension algébrique

>pourquoi?

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 22:57

toute extension algébrique d'une extension algébrique est algébrique.

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 22:59

Citation :
On se donne un x dans L, je ne parviens pas à montrer que x est dans F.

>c'est clairement trivial
L extension algébrique de K donc x dans L est algébrique sur K mais sur L aussi!!
si tu fais un desin ça se voit!
x dans L est racine de X-x.
sauf erreur de compréhension bien sur

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 22:59

Citation :
toute extension algébrique d'une extension algébrique est algébrique.

>

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:02

Pour montrer que x est dans F il faut montrer que :
.x est dans \mathbb{C}
..x est algébrique sur \mathbb{Q}

Pour le .. ok, mais le . est peut être moins trivial

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:04

autant pour moi j'ai mal lu!

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:09

Citation :
x dans L

+
Citation :
L/F une extension algébrique


donc il existe un polynome f à coefficients dans F tel que f(x)=0
Citation :
à coefficients dans F

>on doit pouvoir faire un truc avec ça

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:13

Bon j'ai pas la soluce,je m'arrete là pour ce soir!
A demain

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:18

A demain!

Posté par
lolo217
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:18

avec le polynôme ça marche  , indic:utiliser les coefficients + base télescopique

Posté par
lolo217
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:19

bonne nuit à tous

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:21

Bonsoir lolo,

On a L/F extension algébrique et F/\mathbb{Q} extension algébrique donc L/\mathbb{Q} extension algébrique ?

Ce que je ne parviens pas à prouver c'est que si je prends x dans L, alors x est dans \mathbb{C}

Posté par
lolo217
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:24

oui à priori on ne le sait pas, c'est pour cela que je ne vois pas comment s'en sortir facilement avec cette démarche pourtant naturelle.
donc reste la méthode du polynôme

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 25-02-08 à 23:28

Donc soit x dans L, alors x est algébrique sur F.
Il existe un polynôme P(X) de F[X] tel que P(x)=0.

Ce polynôme se présente sous la forme P(X)=X^n+a_{n-1}X^{n-1}+...+a_1X+a_0 avec a_i dans F.

Ensuite ?

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 11:15

mais les a_i dans F ça veut dire quoi?

a_i sont dans C et sont algébriques sur Q...
c'est la suite qui bloque

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 11:22

Oui, je comprend pas!
Et j'arrive pas à poursuivre.

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 11:32

moi je vois pas comment utiliser

Citation :
base télescopique

ici

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:02

Pourquoi tu te contentes pas de dire que si P est à coeff dans Q barre, alors il est scindé sur C il s'ecrit alors P=(X-a1)..(X-an) les ai sont dans Q barre, donc P est scindé sur Q barre, donc Q barre est algébriquement clos.

DE toute façon il y a un resultat general (et pas dur) qui dit que la cloture algébrique d'un corps k (définie comme une extension algébrique K/k dans laquelle tout polynome de k[X] est scindé) est algébriquement close. Ici il est clair que ton Q barre est la cloture algébrique au sens définie entre parentheses.

J'irai même plus loin, il n'y a pas besoin de montrer qu'une cloture algébrique est algébriquement close.

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:05

Je suis d'accord que les a_i sont dans F( je dis pas \bar{\mathbb{Q}} car c'est justement ce que l'on veut montrer) mais pourquoi cela implique alors que P est scindé sur F[X] ?

Citation :
Ici il est clair que ton Q barre est la cloture algébrique au sens définie entre parentheses

Je ne comprend pas ce passage.

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:09

Quelle est ta déf de la cloture algébrique?

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:12

On se fixe un corps K.
Une clôture algébrique de K est une extension algébrique de K qui est algébriquement close.

Si je dois montrer qu'un certain ensemble \bar{K} est une clôture algébrique, je dois montrer deux choses :
\bar{K}/K est une extension algébrique
\bar{K} est algébriquement clos

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:16

OK, il est calir que ton extension F est algébrique. Soit maintenat un polynome P dans F[X], alors il est scindé sur C, ok? Il s'ecrit P=(X-a1)...(X-an) les a_i étant algébrique sur F, mais etre algébrique sur F implique en particulier etre algébrique sur Q, sont les a_i sont algébriques sur Q, ils sont donc dans F et P est scindé sur F.

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:18

Je ne comprend pas pourquoi P(X)\in F[X] est scindé sur \mathbb{C}.

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:19

Parce que C est algébriquement clos

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:20

En fait on a F/\mathbb{Q} qui est une extension algébrique. Tu essaye donc de montrer que F est algébriquement clos en prenant un polynôme non constant de F et en montrant qu'il est scindé sur F, c'est bien ça ?

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:22

C'est ça....

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:24

Donc on a F\subset \mathbb{C}.
Il s'écrit P(X)=(X-a_1)...(X-a_n) dans \mathbb{C}[X] c'est bien ça ?

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:24

oui

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:28

Donc les a_i sont dans \mathbb{C}, mais pourquoi sont-ils algébrique sur F ?
Cela signifie que \mathbb{C}/F est une extension algébrique ? Pourquoi ?

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:30

Ca signifie pas du tout que C/F est algébrique ce qui est d'ailleurs faux...non ils sont algébrique sur F car solution d'un equation P(x)=0 avec P à coeff dans F.

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:32

Ok, mais les a_i sont dans \mathbb{C}.
Si je prend par exemple le polynôme X-a_i il n'est pas à coefficient dans F!

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:33

Ils sont solutions de P(x)=0 avec P dans F[X] puisque ce sont précisément les racines de P.

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:42

Attend, on a dit que P(X) est scindé dans \mathbb{C}[X] non ?

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:43

Attend, on a dit que P(X) est scindé dans \mathbb{C}[X] non ?

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:43

Oui et alors?

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:47

si on veut montrer que a_1 est algébrique sur F :
il faut montrer que a_1 est dans \mathbb{C} et il existe un polynôme P de F[X] non nul, unitaire tel que P(a_1)=0

J'aurai bien pris P(X)=(X-a_1)...(X-a_n) mais il est à coefficient dans \mathbb{C} ?

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:48

non il est à coeff dans F on l'a pris comme ça.

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:50

J'ai du mal, il s'écrit comme cela dans \mathbb{C}[X] mais les coefficients sont dans \mathbb{F} ?

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:51

oui

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:57

Ok, ok, je vois à peu près.
Tu vois comment faire la preuve du fait que F est algébriquement clos en utilisant que toute extension algébrique de F est égale à F ?

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 13:59

euhh peux tu reprendre le cheminement de ton raisonnement s'il te plait Rodrigo...

parce que pour moi dire que les coeffs sont dans Fc'est la meme chose que de dire qu'ils sont dans C et algébrique sur Q

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:02

"La" cloture algébirque de Q, Qbarre est algébrique sur Q et se plonge dans F (qui contient tous les elements algébriques), Or F est algébrique sur Q et se plonge dans Q barre. Do,nc F est isomorphe à Q barre et est une cloture algébirque de Q.

Pour binen fait tu peux tout plonger dans C (ce qui est possible car C est la cloture algébriques de R)

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:04

Citation :
Qbarre est algébrique sur Q et se plonge dans F

Citation :
F est algébrique sur Q et se plonge dans Q barre

>je comprend les "se plongent"
sinon j'ai saisi l'idée

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:04

Pour robby, les coeff de P sont dans F par définition puisqu'on a pris P dans F[X], ok? Ces racines (à P) elles sont dans C, mais elles sont algébirques sur F, qui est une extension algébrique de Q, elles sont donc algébrique sur Q (base téléscopique). Les racines de P sont donc dans F, et P est scindé sur F.

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:09

Citation :
les coeff de P sont dans F par définition puisqu'on a pris P dans F[X], ok?

>ok!
Citation :
Ces racines (à P) elles sont dans C

>pour moi elles sont dans F donc dans C.
Citation :
mais elles sont algébirques sur F

>parce que les éléments de F sont algébriques sur F
si c'est ça ok
Citation :
F, qui est une extension algébrique de Q

>oui
Citation :
elles sont donc algébrique sur Q

>ok
Citation :
Les racines de P sont donc dans F, et P est scindé sur F.

>là je comprend pas

Posté par
H_aldnoer
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:12

C'est vrai que j'ai aussi du mal!
Car on l'écrit sous une certaine forme dans \mathbb{C}[X] mais à la base c'est un polynôme de F[X]

Posté par
Rodrigo
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:13

Non les racines de P sont dans C a priori. comme quand tu prend un polynoe de R[X] et que tu le scinde sur C, a priori on ne sait pas que les racines sont dans F, on sait qu'elles sont dnas une cloture algébirque de F , mais ici on a pas besoin d'utiliser cette cloture algébrique, car on a sous la main un gros corps (C) alébriquement clos dans lequel on aura toutes nos racines.

Posté par
robby3
re : Montrer qu'un ensemble est une cloture algébrique 26-02-08 à 14:17

en fait on dit qu'elle sont dans C parce que la cloture algébrique F de Q est inclus dans C(mais différent) dont on sait qu'il est algébriquement clos?
donc qu'ils va contenir toutes les racines d'un polynome à coeff dans F ?
c'est bien ça?

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