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Un isomorphisme farfelu!

Posté par
H_aldnoer
18-10-07 à 20:41

Bonsoir,

je n'arrive pas à montrer cet isomorphisme :
\frac{\mathbb{Z}[X]}{(2,X)}\simeq \frac{\frac{\mathbb{Z}[X]}{(X)}}{(2)}\simeq \frac{\mathbb{Z}}{2\mathbb{Z}}

Help!

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 10:42

Posté par
Camélia Correcteur
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 14:19

Bonjour

Pas si farfelu que ça!

Soit f:Z[X]Z/2Z défini par f(P)=cl(P(0)) (où cl(n) désigne la classe modulo 2 de l'entier n); tu vérifieras facilement que c'est un morphisme d'anneaux. Il est évidemment surjectif car f(1)=cl(1). Quel est le noyau? Oh, hasard, c'est pile (2,X). Donc théorème de factorisation, Im(f) est isomorphe à Z[X]/(2,X).

Pour le terme central: On reprend le même f:Z[X]Z/2Z. On remarque que si PQ (mod X), on a P(0)=Q(0), donc f factorise à travers Z[X]/(X). Précisément, si q:Z[X]Z[X]/(X) est la surjection canonique il existe F:Z[X]/(X)Z/2Z telle que f=F o q. Après tu démontres que Ker F=(2) (il s'agit de l'idéal engendré par 2 dans Z[X]/(X)).

Il est fondamental que tu comprennes bien cet exo; après tout ce qui est qutient passera très bien!

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 23:30

(où cl(n) désigne la classe modulo 2 de l'entier n)

J'ai pas compris ceci;
puis est-t-on sur que c'est application est effectivement bien défini ??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 23:34

re Haldnoer

Cette application est parfaitement définie : Si P est dans Z[X], alors P(0) est un entier. On peut donc prendre sa classe modulo 2 (c'est-à-dire que l'on applique à P(0) la projection canonique \Large{\mathbb{Z}\mapsto \mathbb{Z}/2\mathbb{Z}})

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 23:41

Donc c'est l'application :
\mathbb{Z}[X]\to \mathbb{Z}\to \mathbb{Z}/2\mathbb{Z} ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 23:45

oui, ce sont les différentes étapes pour l'application f.

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 23:48

Ok,
maintenant je ne comprend pourquoi si f(1)=cl(1) alors f est surjectif ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 19-10-07 à 23:53

l'image d'un morphisme d'anneau contient toujours 0, donc pour conclure quant à la surjectivité de cette application, il suffit de montrer que cl(1) est dans l'image (car le groupe d'arrivée est constitué des seuls éléments cl(0) et cl(1)), ce qui est le cas car cl(1)=f(1).

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:04

OK!

Ensuite on veut montrer que :

(2,X)=ker(f)

f(2\mathbb{Z}[X]+X\mathbb{Z}[X])=f(2\mathbb{Z}[X])+f(X\mathbb{Z}[X])=f(2)f(\mathbb{Z}[X])+\bar{0}=\bar{2}f(\mathbb{Z}[X])=0

J'ai plus de mal pour l'autre inclusion :
ker(f)\subset (2,X)

on doit utiliser la divison euclidienne ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:05

non, pas la peine.
Revient à la définition du noyau.

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:08

La définition c'est celle-ci :
P\in ker(f) ssi f(P)=0

?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:10

oui, mais dans ce cas précis ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:12

Ici on aura donc \bar{P(0)}=\bar{0}, je ne vois pas pourquoi P est forcément combinaison linéaire de 2 et X ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:15

Que signifie cette égalité ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:17

Soit P(0)=0, soit 2|P(0) ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:18

oui (cela dit le deuxième cas englobe le premier car 2 divise bien 0).
Bref, que représente P(0) par rapport au polynôme P ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:21

On évalue le polynôme P à coefficient dans \mathbb{Z} en 0 ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:25

oui mais quand je te demandais ce que représentait P(0) pour P, c'est quelque chose que l'on voit directement sur le polynôme. Qu-est-ce donc ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:26

P(0)=a_0 c'est le premier coefficient constant ??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:30

C'est bien ça : le terme constant.
Donc un élément du noyau a son terme constant divisible par 2.
Maintenant, conclus.

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:33

Ah donc :
P(X)=a_0+a_1X+...+a_nX^n=2k+X(a_1+...+a_nX^{n-1})\in 2\mathbb{Z}[X]+X\mathbb{Z}[X]

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:35

eh oui.

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:41

Okay!

Maintenant je ne vois pas pourquoi :

Citation :
On remarque que si PQ (mod X), on a P(0)=Q(0)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:44

reviens à la définition de \Large{P=Q \textrm{ mod }X}.

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:50

X|P(X)-Q(X) c'est bien cela ?

donc en particulier X|P(0)-Q(0) cad il existe k\in\mathbb{Z} tel que P(0)-Q(0)=Xk soit a_0-b_0=Xk,
le terme de droite à un degré 0 et celui de gauche un degré 1 donc ça implique que a_0=b_0 ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 00:54

non.
X ne peut pas diviser un entier (ton "donc en particulier .." est faux).
On a plutôt X divise P-Q (ça OK) donc il existe R un polynôme tel que P-Q=XR. Ensuite, on poursuit le raisonnement.

Kaiser
P.S : je vais dormir, donc @+.

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 01:01

Ok!

A+ merci !!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:10

Re

Sinon, pour le reste c'est OK, ou bien ...

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:24

Ok!

donc P(0)-Q(0)=0R(0)=0 d'ou a_0=b_0

Mais je n'arrive pas à trouver le noyau de l'application F !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:26

si P est dans le noyau de F, fais intervenir R tel que P=q(R) (c'est possible car q est surjective).

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:33

F(P)=F(q(R))=f(R)=0

donc R est dans le noyau de f qui est 2\mathbb{Z}=(2) ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:35

Non, regarde ce que l'on a fait avant. On a déjà déterminé ce noyau ...

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:45

Ah mince!

Ker(f)=2\mathbb{Z}[X]+X\mathbb{Z}[X]

donc R s'écrit :
R(X)=2G(X)+XH(X)
donc :
q(R(X))=q(2G(X))=\bar{2}q(G(X))

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:47

oui, et donc ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:56

on a donc P=\bar{2}q(G) ??

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 11:59

certes, et donc en particulier, P est dans quel ensemble ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 12:02

j'espère ne pas dire de bêtise si je dit qu'il est dans l'idéal de \mathbb{Z}[X]/X engendré par 2 !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 12:04

oui

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 12:07

Je pense avoir compris \mathbb{Z}[X]/X/Ker(F)\simeq Im(F)=\mathbb{Z}/2\mathbb{Z} (car f surjective, donc F aussi)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 12:14

C'est ça (il faut aussi vérifier que l'idéal de Z[X]/(2) est bien dans le noyau, mais bon, ça c'est assez simple).

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 12:26

Ok kaiser !

Mais j'ai du mal à comprendre pourquoi A/Ker(f)\simeq Im(f) c'est aussi le théorème de factorisation ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 13:06

c'est quoi A ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 13:08

un anneau ?

Posté par
robby3
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 13:10

(en générale Commutatif unitaire)

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 13:31

pourquoi c'est le thm de factorisation ?

Posté par
robby3
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 13:33

reviens à la définition.
(je re)

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 13:38

Oui mais je vois pas !

Posté par
kaiser Moderateur
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 14:00

H_aldnoer > Je ne comprends pas : tu veux la démonstration de ce résultat dans le cas général ?

Kaiser

Posté par
H_aldnoer
re : Un isomorphisme farfelu! 20-10-07 à 14:04

En faite je ne comprend pas la différence entre A/Ker(f)\simeq%20Im(f) et lé théorème de factorisation;

Le théorème de factorisation nous donne :
f:A\to B homomorphisme d'anneau

I un idéal de A, s:A\to A/I la surjection canonique.

I \subset Ker(f)

il existe q : A/I \to B tel que f=qos


Ah ok je m'en rend compte en l'écrivant que c'est la même chose lol

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