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Niveau Maths sup
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Notion de module libre.

Posté par
1 Schumi 1
13-03-08 à 09:56

Bonjour à tous,

J'arrive pas à comprendre cette définition. Quelqu'un peut-il m'éclairer?

Citation :
Soit \mathfrak{A} un anneau.
On dit qu'un \mathfrak{A}-module est libre s'il est isomorphe à la somme directe de modules tous isomorphes à \mathfrak{A}.


C'est quoi le rapport avec la liberté? Il y a un rapport avec la notion de liberté en algèbre linéaire ou ce sont des concepts qui n'ont rien à voir (j'en doute fort: on aurait pas donné le même nom sinon).

Et puis, dans un élan de générosité, l'auteur tente de faire comprendre ce concept:

Citation :
Par exemple, l'existence d'une base pour tout espace vectoriel assure que tout k-module est libre
si k est un corps. C'est faux dans le cas général.



Une idée? Je suis perdu...

5 you.

Ayoub.

Posté par
lolo217
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 11:34

Ben c'est équivalent de dire  qu'il admet une base (d'où le rapport avec la liberté).
Si  M  admet une base  e1,.., en  (cas fini pour simplifier l'écriture) alors
M = A e1+...+Aen   isomorphe à  Ax...xA . Réciproquement si  M  isomorphe à  Ax..xA par un isomorpshisme  f  alors  f-1(1,0,.,0) ...f-1(0,..,0,1)  est une base.

Posté par
lolo217
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 11:35

et il y a des modules sans base par exemple  Z/2Z n'est pas un  Z module libre car quand on multiplie par 2 ça fait 0 .

Posté par
1 Schumi 1
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 12:52

Salut lolo,

Ok je vois. Donc en fait, cette définition s'écrit avec une "existence" et non avec un "pour tout" si j'ai bien compris.

Citation :
et il y a des modules sans base par exemple  Z/2Z n'est pas un  Z module libre car quand on multiplie par 2 ça fait 0 .

Tiens ben justement, il y a un exo d'application juste après:

Citation :
Soit n un entier > 1. Montrer que Z/nZ n'est pas libre. Montrer que généralement que si tout A-module est libre alors A est un corps.


La 1ère question, j'aurai tendance à dire que Z/nZ ne peut pas être isomorphe à un Z^m (avec m€N*) car Z/nZ est fini alors Z (et a fortiori Z^m) sont infini.
Juste?


Ayoub.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 12:59

Bonjour

Ca dépend sur quel anneau on se place, Z/nZ est un Z/nZ-module libre!
Si c'est sur Z ton argument est bon.

Posté par
1 Schumi 1
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:01

Salut Greg,

L'auteur ne le précise pas, mais je pense qu'il fait effectivement allusion au Z-module Z/nZ parce que sinon comme tu dis:

Posté par
1 Schumi 1
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:04

Une idée pour la 2ème question?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:07



Pour la deuxième question, soit A un anneau qui n'est pas un corps, il existe a dans A non inversible.

Alors l'idéal (a) engendré par A est non trivial et A/(a) est un ensemble qui peut être vu comme un A-module.

A/(a) n'est pas isomorphe à A car (a) n'est pas trivial, reste à se convaincre qu'il n'est pas isomorphe à une puissance de A.

Posté par
1 Schumi 1
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:09

J'en demandais pas tant.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:12


Je dois y aller, à ce soir!

Posté par
1 Schumi 1
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:14

A samedi alors.

Posté par
1 Schumi 1
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 13:57

Est ce que je peux faire comme ça aussi?

A un anneau qui n'est pas un corps. Il existe un non inversible "a". Comme (a) est propre il est inclus dans un idéal maximal I. (J'adooooooore l'axiome de choix ).
Alors A/I est un A-module qui est aussi un corps.
Il ne peut être isomorphe à une puissance A parce que sinon on aurait un corps isomorphe à un anneau qui n'est pas un corps...

Juste?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Notion de module libre. 13-03-08 à 19:39

L'argument me paraît faux, il faut toujours faire attention à bien cerner de quelle structure on parle quand on prononce le mot "isomorphe".Ici on se demande si pour la structure de A-module A/I est isomorphe à une puissance de A.
La structure multiplicative n'intervient pas à priori.(Ou si elle intervient de façon décisive, c'est pour d'autres raisons)

Sinon pour en revenir à ce que je proposais, si An était isomorphe à A/(a) pour un certain n strictement positif, A/(a) admettrait un sous-module propre isomorphe à A.Or les sous-modules de A/(a) sont les modules de type B/(a) avec B sous-anneau de A contenant (a).

La composée de l'isomorphisme entre B/(a) et A avec la surjection canonique de B dans B/(a) fournirait une surjection

B->B/(a)->A.

Cela contredit le fait que B est strictement inclus dans A.

A vérifier bien sûr

Tigweg



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