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Polynôme irréductible

Posté par
raisinsec
15-04-21 à 17:57

Salut,

J'ai de la peine à montrer qu'un polynôme est ou n'est pas irréductible.
Si on prend x^{2}+y^{2}, je veux montrer qu'il est irréductible dans \mathbb Q[x,y] mais pas dans \mathbb C [x,y].

Je peux essayer de montrer qu'il est premier dans \mathbb Q[x,y] mais pas dans \mathbb C [x,y] mais j'ai du mal.

Quelqu'un peut m'aider ?

Posté par
lionel52
re : Polynôme irréductible 15-04-21 à 18:03

Hello ! Dans C c'est facile (identité remarquable)

Posté par
raisinsec
re : Polynôme irréductible 16-04-21 à 14:11

Merci pour ta réponse.

Effectivement, on a x^{2}+y^{2}=(x+iy)(x-iy), pour par contre ?

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 16-04-21 à 14:33

Bonjour,
si on a une décomposition dans \Q[X,Y] c'est aussi une décomposition dans \C[X,Y].

Posté par
raisinsec
re : Polynôme irréductible 17-04-21 à 09:36

Merci verdurin
Oui je suis d'accord, mais je vois pas où tu veux en venir. Tu veux raisonner par l'absurde ?

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 17-04-21 à 10:50

Y a t-il une autre décomposition de x^2+y^2 dans \C[x,y] ?

Posté par
raisinsec
re : Polynôme irréductible 17-04-21 à 11:23

Oui du coup, puisque si on a une décomposition dans , c'est une décomposition dans et que notre polynôme est irréductible dans .

En traversant un peu la suite de mon cours j'ai vu quelques outils utiles, comme le critère d'Eisenstein, où les lemmes de Gauss mais ils ne sont pas utiles ici si ?

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 17-04-21 à 21:52

Il y a beaucoup d'autres décomposition dans \C[x,y] mais elles sont toutes de la forme (ax+a\mathbf{i})(\frac{x}a-\frac{x}a\mathbf{i}) avec a\in\C^*.

Si on a une décomposition dans \Q[x;y] elle ne peut pas être de cette forme.

Posté par
raisinsec
re : Polynôme irréductible 19-04-21 à 15:11

Salut, je n'ai pas répondu parce que je ne voyais, et je ne vois toujours pas où tu veux aller.
J'ai une idée à soumettre cependant, à voir si ça marche.

On a \mathbb Q [x,y] \cong \mathbb Q [x][y], on peut montrer que le polynôme est irréductible dans Q[x][y]. Par le théorème de transfert on a que \mathbb Q [x] est factoriel et notre polynôme est non nul et primitif. Par un des lemmes de Gauss il suffit de montrer que le polynôme est irréductible dans F[y]
F est le corps de fractions de de Q[x], qui est en fait le corps des fractions rationnelles, donc des quotients de polynômes à coefficients dans \mathbb Q.
Comme notre polynôme est dans F[y] est est de degrés inférieur ou égal à 3, il est irréductible SSI a^{2}+x^{2} \forall a \in F.
Si on a a=\frac{\sum_{j=0}^{n}a_{j}x^{j}}{\sum_{k=0}^{m}b_{k}x^{k}}, on a que :
a^{2}+x^{2}=0 \iff (\frac{\sum_{j=0}^{n}a_{j}x^{j}}{\sum_{k=0}^{m}b_{k}x^{k}})^{2}+x^{2}=0 \implies (\sum_{j=0}^{n}a_{j}x^{j})^{2}=-x^{2}(\sum_{k=0}^{m}b_{k}x^{k}})^{2} ce qui est absurde non ? (au niveau des signes)

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 17:39

Bonsoir,
je précise ce que je veux dire.
On a un polynôme P dont le degré homogène est deux.
S'il se décompose c'est un produit de polynômes dont le degré homogène est un.

En d'autre termes : P(x,y)=(ax+by+c)(a'x+b'y+c').

Si une telle décomposition est possible dans [x,y] elle est aussi valable dans [x,y].

En ce qui concerne ta « démonstration ».

Citation :
Comme notre polynôme est dans F[y] est est de degrés inférieur ou égal à 3, il est irréductible SSI a^{2}+x^{2} \forall a \in F.
est une phrase dénué de sens.

Posté par
raisinsec
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 18:03

D'accord merci je vois mieux ce que tu veux dire. Mais tu veux te servir de P(x,y)=(ax+by+c)(a'x+b'y+c') pour trouver une décomposition c'est ça ? Quand j'essaye, je trouve que tous les coefficients sont nuls.

Oui c'est vrai, je veux dire a^{2}+x^{2} \neq 0, c'est à dire que notre polynôme évalué sera non nul.

Posté par
GBZM
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 18:04

verdurin @ 20-04-2021 à 17:39


On a un polynôme P dont le degré homogène est deux.
S'il se décompose c'est un produit de polynômes dont le degré homogène est un.
En d'autre termes : P(x,y)=(ax+by+c)(a'x+b'y+c').


Bonjour,

Soit P un polynôme homogène (en plusieurs variables) à coefficients dans un corps. Si P factorise dans l'anneau de polynômes en P=QR, alors les facteurs Q et R sont aussi homogènes (raisonnement facile sur le degré et la valuation).

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 18:08

Salut GBZM.
Je ne vois pas l'intérêt de ton message.

Posté par
raisinsec
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 18:09

Pour dire d'ou vient ta décomposition j'imagine, mieux vaut trop de messages que pas assez
Que penses tu de mon idée maintenant que j'ai clarifier la phrase ?

Posté par
GBZM
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 18:58

verdurin @ 20-04-2021 à 18:08

Salut GBZM.
Je ne vois pas l'intérêt de ton message.


C'était pour corriger, ou du moins préciser, ton
"En d'autre termes : P(x,y)=(ax+by+c)(a'x+b'y+c')."
Il n'y a ni c ni c'.

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 19:17

Salut raisinsec.
Tu veux décomposer x^2+y^2 dans \Q[x,y].

Les facteurs sont au plus de degré 1 en x et en y, et il ne peut pas y avoir de facteur contenant xy.

Je vois ici l'intérêt du message de GMZM.
Mais dans notre cas particulier c'est une évidence.

En gros, si tu peux factoriser x^2+y^2 dans  \Q[x,y] il existe a et b non nuls dans \Q tels que a^2+b^2=0.
Et ça c'est faux.

Posté par
verdurin
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 19:20

À GBZM.
J'ai du mal à croire que 0 n'existe pas.

Posté par
GBZM
re : Polynôme irréductible 20-04-21 à 22:52

Tu as parfaitement compris ce que j'ai écrit.



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