Stabilité de notions par extension de corps
Salut,
Je sais que si $\mathbf K\subset\mathbf L$ sont des corps, $A$ et $B$ deux polynômes de $\mathbf K[X]$ dont l'un au moins est non nul (pour que le PGCD existe), si on note $D_K$ (respectivement $D_L$) le PGCD de $A$ et $B$ dans $\mathbf K[X]$ (respectivement dans $\mathbf L [X]$) alors $D_K=D_L$. Donc le PGCD est inchangé par extension de corps.
Pour information, voici ma preuve :
[small]Comme $D_K$ divise $A$ et $B$, il existe $(P,Q)\in\mathbf K[X]^2$ tel que $A=D_K P$ et $B=D_K Q$. On peut écrire dans $\mathbf K (X)$ que $P\wedge Q=\frac{A\wedge B}{D_K}=1$ i.e. $P$ et $Q$ premiers dans $\mathbf K[X]$ donc d'après le théorème de Bézout, il existe $(U,V)\in\mathbf K[X]^2$ tel que $UP+VQ=1$. Notant $j:\mathbf K[X]\rightarrow\mathbf L[X]$ l'injection canonique qui est un morphisme d'anneaux, il vient $j(U)j(P)+j(V)j(Q)=1$ avec $(j(U),j(V))\in\mathbf L[X]^2$ donc d'après le théorème de Bézout, $j(P)\wedge j(Q)=1$ i.e. $P$ et $Q$ premiers dans $\mathbf L[X]$. D'où $D_L=j(A)\wedge j(B)=j(D_K)(j(P)\wedge j(Q))=j(D_K)=D_K$.[/small]
On en déduit que si $A$ et $B$ sont non nuls (pour que le PPCM existe), alors grâce à la formule $AB=ab (A\wedge (A\vee , a$ et $b$ désignant les coefficients dominants de $A$ et $B$, le PPCM est inchangé par extension de corps.
1) Est-ce qu'il y a d'autres notions intéressantes et accessibles pour quelqu'un en prépa qui sont inchangées par extension de corps ?
2) Pouvez-vous me donner des exemples de notions qui au contraire changent par extension de corps ?
Je sais que si $\mathbf K\subset\mathbf L$ sont des corps, $A$ et $B$ deux polynômes de $\mathbf K[X]$ dont l'un au moins est non nul (pour que le PGCD existe), si on note $D_K$ (respectivement $D_L$) le PGCD de $A$ et $B$ dans $\mathbf K[X]$ (respectivement dans $\mathbf L [X]$) alors $D_K=D_L$. Donc le PGCD est inchangé par extension de corps.
Pour information, voici ma preuve :
[small]Comme $D_K$ divise $A$ et $B$, il existe $(P,Q)\in\mathbf K[X]^2$ tel que $A=D_K P$ et $B=D_K Q$. On peut écrire dans $\mathbf K (X)$ que $P\wedge Q=\frac{A\wedge B}{D_K}=1$ i.e. $P$ et $Q$ premiers dans $\mathbf K[X]$ donc d'après le théorème de Bézout, il existe $(U,V)\in\mathbf K[X]^2$ tel que $UP+VQ=1$. Notant $j:\mathbf K[X]\rightarrow\mathbf L[X]$ l'injection canonique qui est un morphisme d'anneaux, il vient $j(U)j(P)+j(V)j(Q)=1$ avec $(j(U),j(V))\in\mathbf L[X]^2$ donc d'après le théorème de Bézout, $j(P)\wedge j(Q)=1$ i.e. $P$ et $Q$ premiers dans $\mathbf L[X]$. D'où $D_L=j(A)\wedge j(B)=j(D_K)(j(P)\wedge j(Q))=j(D_K)=D_K$.[/small]
On en déduit que si $A$ et $B$ sont non nuls (pour que le PPCM existe), alors grâce à la formule $AB=ab (A\wedge (A\vee , a$ et $b$ désignant les coefficients dominants de $A$ et $B$, le PPCM est inchangé par extension de corps.
1) Est-ce qu'il y a d'autres notions intéressantes et accessibles pour quelqu'un en prépa qui sont inchangées par extension de corps ?
2) Pouvez-vous me donner des exemples de notions qui au contraire changent par extension de corps ?
Réponses
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Est-ce que la dimension de l'espace des solutions d'un système linéaire change par extension de corps ?
(PS. Est-ce que la dimension de l'ensemble des solutions d'un système polynomial -non linéaire- change par extension de corps ?)
Pour "le" pgcd $D$ de $A$ et $B$, il suffit d'utiliser la caractérisation : $D$ est un diviseur commun de $A$ et $B$, et il existe $U$,$V$ tels que $D=UA+VB$. Si c'est vrai sur $K$, c'est vrai sur toute extension $L$ de $K$. -
Répondre à la première question de GBZM permet de répondre à "Le polynôme minimal d'une matrice est-il invariant par extension de corps ?" (c'est bien accessible à un.e élève de prépa, c'est par exemple un exercice du Cassini "Oraux X-ENS")
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Le caractère diagonalisable pour un endomorphisme dépend du corps de base.
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Je vais voir précisément la réduction à la rentrée mais ici c'est dans l'autre sens que ça pose problème il me semble, en allant "dans un sous-corps", ce qui est intéressant aussi !
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Oui c'est dans le sens là !
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Bonjour!
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