modules
Bonsoir
j'aimerais avoir quelques éclaircissement vis à vis de ces questions ? Merci déjà pour vos réponses.
1) Les modules simples sont-ils artiniens et noethériens ?
2) comment montrer que $\frac{Q_p}{\mathbb Z}$ est noethérien ? Où $\ Q_p=\{\frac{a}{p^i}\mid a\in \mathbb Z,\ i\in \mathbb Z\}$.
j'aimerais avoir quelques éclaircissement vis à vis de ces questions ? Merci déjà pour vos réponses.
1) Les modules simples sont-ils artiniens et noethériens ?
2) comment montrer que $\frac{Q_p}{\mathbb Z}$ est noethérien ? Où $\ Q_p=\{\frac{a}{p^i}\mid a\in \mathbb Z,\ i\in \mathbb Z\}$.
Réponses
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1) Oui : puisqu'il n'y a que deux sous-modules, toute suite croissante ou décroissante est stationnaire.
2) Il ne l'est pas. Soit $M=Q_p/\Z$, soit $M_n=\{\frac{a}{p^i},\ a\in\Z, i\le n\}$ ($n\in\N$). La suite $(M_n)_{n\in\N}$ est strictement croissante et non stationnaire.
En fait, sauf erreur, tout sous-module de type fini est l'un des $M_n$ et ils doivent être les seuls sous-modules propres. En effet, si $\frac{a}{p^n}$ appartient à un sous-module $N$, avec $a\wedge p=1$, alors $\frac{1}{p^n}\in N$ (on choisit une relation de Bézout $au+p^nv=1$ et on voit que $\frac{1}{p^n}=u\frac{a}{p^n}$ dans $M$). Mais alors $N$ contient $M_n$ entier.
On en déduit facilement que $M$ est artinien.
Edit (21/1) : J'enlève le gras à $Q_p$ parce que $\Q_p$ désigne autre chose et surtout, je change le sens de l'inégalité dans la définition de $M_n$, funeste erreur ! Ce sous-module, ce sont les rationnels dont le dénominateur n'est « pas pire » que $p^n$. -
1) oui. Cela provient des définitions (fais-le !).
2) Noethérien comme module sur quel anneau ? Sur $\mathbb{Z}$ ? J'ai des doutes...
Edit: Grillé... -
Je m'excuse c'était une erreur le 2) était plutôt de montrer que $\frac{Q_p}{\mathbb Z}$ est artinien.
j'ai rédigé cela hier en ayant sommeil. -
Je reprends les notations de ce message après rectification de la définition de $M_n$ :
\[M_n=\left\{\frac{a}{p^i}\ \ a\in\Z,\ i\le n\right\}=\left\{\frac{a}{p^n}\ \ a\in\Z\right\}\subset M=Q_p/\Z.\]
Pour $x\in Q_p$ non nul, on note $n(x)$ l'unique entier tel que $x=\frac{a}{p^{n(x)}}$ avec $a$ premier à $p$. Si $n(x)>0$, la classe de $x$ dans $M$ appartient à $M_{n(x)}$ ; si $n(x)\le0$ alors la classe de $x$ est nulle.
Soit $N$ un sous-module de $M$. L'argument présenté plus haut montre que si $N$ contient un élément non nul $x$, alors $N$ contient $M_{n(x)}$ (et donc tous les $M_k$ avec $k\le n(x)$). De deux choses l'une : soit l'ensemble des $n(x)$ ($x\in N$) admet un élément maximal $n_0$, et alors $N=M_{n_0}$ ; soit cet ensemble n'est pas borné, auquel cas $N=M$.
Ainsi, les seuls sous-modules de $M$ sont $M$ et les $M_n$ ($n\in\N$). Toute chaîne décroissante stationne donc parce que la chaîne la plus longue qui contient $M_n$ pour un $n$ donné est $M_n\supset M_{n-1}\supset\cdots\supset M_0=\{0\}$.
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