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Nombres complexes algébriques

Posté par
Fractal
09-04-05 à 21:27

Bonjour,
un nombre algébrique est défini comme étant solution d'une équation polynomiale à coefficients entiers. Un nombre complexe peut donc être algébrique. Mais si un nombre complexe est algébrique, est-ce que cela implique obligatoirement que ses parties réelles et imaginaires le soient également? Et réciproquement, un nombre complexe dont les parties réelles et imaginaires sont algébriques est-il nécessairement algébrique?

Merci de vos réponses.

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 11:01

Bonjour

Le corps \bar{Q} des nombres algébriques est strictement inclu dans \mathbb{C}

Ce qui veut dire que tout nombre complexe n'est pas algébrique , la partie imaginaire d'un nombre algébrique étant purement complexe n'est donc pas forcémment algébrique .
Maintenant il reste à savoir si \bar{Q} est stable pour l'addition pour la deuxiéme partie de ta question . J'y réfléchis


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:03

Salut
je ne comprends pas trop ta réflexion nightmare il est évident que tout nombre complexe ne peut pas être algébrique sinon tout nombre réel le serait et ce n'est pas le cas sinoon on ne parlerait pas de nombre transcendant comme \pi ou e

De plus tu dis la partie imaginaire d'un nombre algébrique étant purement complexe, je ne comprends pas trop non plus car la partie imaginaire d'un nombre complexe est réel.

De plus est tu sur que l'ensemble des nombres algébriques forment un corps, personnellement je n'en suis pas sur d'autant plus que si c'est le cas alors ton interrogation quand à la stabilité par addition n'a pas lieu d'être

Je ne pense donc pas que tu es répondu à sa question.
Pour l'instant je n'ai pas trop eu le temps de réfléchir à ce problème.

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:06

Hum oui en effet , j'ai un peu dit du n'importe quoi , je n'ai pas trop réfléchis non plus à vrai dire . Ce dont je suis par contre sur , c'est que l'ensemble des nombres algébriques est bel est bien un corps ( c'est marqué dans mon bouquin )


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:10

Ca je veux bien te croire je n'ai pas réfléchi du tout mais si c'est un corps il est donc évident que si x et y sont dans ce corps
x+iy est dans ce corps
en effet iy est dans ce corps comme produit de 2 algébriques
Et x+iy aussi comme somme
D'ailleurs ce résultat peyut se retrouver en utilisant le degré des extensions algébrique, on vérifie assez facilement que {\mathbb Q}(x+iy) est une extension de degré fini si x et y sont algébrique et donc x+iy est algébrique.

Ce qui montre en même temps que cet ensemble est bien un corps

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:10

ainsi la réponse à la deuxième question est oui, j'avais oublié de conclure

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:12

Oui , dans ce cas là il est vrai que la question est simple , il serait donc plus interressant de démontrer que c'est un corps


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:18

La deuxième partie est simple et même sans utiliser que c'est un corps mais en utilisant les extensions algébriques aucun souci parconrre la première question ne me semble pas aussi évidente que cela
pour montrer que c'est un corps seul souci et de montrer que tout élément non nul est inversible et cela ne doit pas être si compliqué que cela

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:21

Quoique le pb de l'inverse n'est peut être pas si évident que cela.
Cependant es tu sur que c'est un corps car on parle svt de corps algébriques, mais ce ne sont pas en général des corps contenant tous les nombres algébriques

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:22

hum , c'est simple en disant que \bar{Q} est un sous-ensemble de \mathbb{C} , or tout élément non nul de \mathbb{C} est inversible , il en est donc de même pour tout élément de \bar{Q} non ?


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:22

Bon c bien uncorps excuse moi mais comme je ne l'avais jamais étudié je n'étais pas sur

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:25

Non ta proposition ne suffit pas \mathbb Z est un sous ensemble de \mathbb C et pourtant ses éléments ne sont pas tous inversible dans \mathbb Z

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:25

Il faut vérifier que si x est inversible 1/x l'est aussi

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:28

arf oui , je suis c** moi . Bon allez , je vais essayer de chercher , le premier qui trouve post


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:29

Mais bon c pas trop dur quand même
Soit P tel que P(x)=0
\displaystyle\sum_{k=0}^na_kx^k=0=x^n\sum_k=0^na_k/x^{n-k}=0
Or x est non nul donc si on se place dans C on peut en déduire que
\displaystyle\sum_{k=0}^na_k/x^{n-k}=0 et donc que 1/x est algébrique

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:30

J'espère que tu as compris malgré le pb de typographie

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:42

Oui en effet c'est même plutot simple

Donc \bar{Q} est effectivement un corps . Ce qui confirme bien la question 2)


jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:44

Oui reste la question 1 qui est moins évidente
soit c vrai soit il faut trouver un contrexemple avec x+iy algébrique et x et y transcendant

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:53

Re

En fait il y a un contre exemple évident :

Si l'on prend z=\sqrt{2}i :
z^{2}+2=0 , pourtant \sqrt{2} est transcendant .
Donc l'assertion est fausse


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:54

Je sais pas si cela peu aidé mais si x+iy est algébrique on a assez facilement x+y algébrique

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:55

\sqrt 2 n'est pas transcendant il est irrational mais algébrique tu as confondu les 2 notions

Posté par
Fractal
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:56

Je pense avoir trouvé un contre-exemple.
Si z=e^(2i*pi/7), z est algébrique car z^7=1.
z s'écrit aussi cos(2pi/7)+i.sin(2pi/7)
Il faut maintenant savoir si cos(2pi/7) est algébrique ou transcendant.
Je pense qu'il est transcendant mais je n'en ai pas la démonstration.

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:57

Je me disais bien que c'était trop simple

Non non je n'avais pas confondu les deux , je m'étais juste imaginé que \sqrt{2} n'était solution d'aucune équation algébrique , je ne sais pas d'ou m'était venu cette idée lol

Je m'y replonge


Jord

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 15:59

Salut moi aussi je pensai a un contrexemple du style e^{2ik\pi/n} qui est clairement algébrique car racine de l'unité cependant je ne sais pas si il existe un couple (n,k) tel que cos(2k\pi/n) soit transcendant

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 16:01

non en fait il ne peut pas etre transcendant car cos(2k\pi/n)=(e^{i2k\pi/n}+e^{-2ik\pi/n})/2 donc comme on est dans un corps c'est impossible qu'il soit transcendant

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 16:02

Je me demande si la réponse n'est pas en fait oui
en effet si z est algébrique il est peut etre possible de montrer que son conjugué l'est aussi ainsi partie réelle et partie imaginaire le sont

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 16:03

Et je pense qu'en utilisant le binome de newton on peut montrer assez facilement que si z est algébrique son conjugué l'est aussi

Posté par
Nightmare
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 16:04

Je ne sais pas si ça peut aider , mais il y a le théoréme de Gelfond-schneider :
Si a est un nombre algébrique non nul et différent de 1 et si b est un nombre algébrique irrationnel, alors le nombre ab est transcendant


Jord

Posté par
Fractal
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 16:04

http://jc.michel.free.fr/trianglepascal/cosinus.php

Posté par titimarion (invité)re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 16:04

Ainsi il y a bien équivalence z algébrique ssi Re(z) et Im(z) sont algébriques

Posté par
otto
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 22:58

En fait, lorsque l'on parle d'un nombre algébrique, c'est sur un certain corps.
Ici il est facile de voir ce qui se passe:

Si on considère que z=a+ib est un nombre algébrique sur Q, (a,b dans R), alors t(z) est aussi algébrique sur Q (le montrer).
On a de plus, que l'ensemble des nombres algébriques est un corps, et donc que z+t(z) et z-t(z) sont dans Q, et donc leur moitié également.

En fait, on a même pas besoin de ceci si on y regarde bien:

z est algébrique sur Q signifie qu'il existe f non nul à coeffs dans Q, tels que f(z)=0. Notamment, il est trivial de voir que f(t(z))=t(f(z))=0, ainsi non seulement f est polynôme annulateur de z, mais aussi de t(z).
Q(z) est le plus petit corps contenant z, mais c'est aussi Q/(f) où f est le polynôme minimal de z. En fait, Q(z) contient alors également t(z), et donc leur demi différence ou demi somme.

Donc si z est algébrique, ses parties imaginaires et réelles aussi.

L'autre sens de l'équivalence est plus simple:
Si z=a+ib avec a et b algébriques sur Q, alors il existe une extension de Q qui contient a et b, notée Q(a,b).
De plus, i est également algrébrique, et donc il existe une extension contenant a,b et i, donc toutes les combinaisons souhaitées entre a,b et i, notamment a+ib et a-ib.

Donc, z est algèbrique sur Q si et seulement si Re(z) et Im(z) le sont.
A+

Posté par
otto
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 23:52

cos(2Pi/7) n'est certainement pas transcendant, son polynôme minimal sur Q est X^3+X^2-2X-1.

Posté par
otto
re : Nombres complexes algébriques 10-04-05 à 23:54

Si on pouvait modifier ses posts, je modifierai le fait que
Q(z)=Q/(f), mais plutôt Q(z)=Q[X]/(f) comme on l'aura sans doute compris...

Posté par
otto
re : Nombres complexes algébriques 11-04-05 à 18:47

Pour montrer que l'ensemble des nombres algébriques forme bien un corps, il suffit de montrer que si on a un nombre algébrique, Q(a) ne contient que des nombres algébriques...



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