Théorème chinois étendu aux inversibles
dans Arithmétique
Bonjour,
J'ai démontré que le théorème chinois peut s'étendre aux sous-groupes des inversibles, i.e. (pour faire simple, prenons deux entiers $n$ et $m$ seulement, premiers entre eux), comme on a :
$\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z} \cong \mathbb{Z} / m \mathbb{Z} \times \mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$, alors on a :
$(\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z})^{\times} \cong (\mathbb{Z} / m \mathbb{Z})^{\times} \times (\mathbb{Z} / n \mathbb{Z})^{\times}$ (où $\times$ désigne le sous-groupe des inversibles du groupe correspondant).
En effet, $a$ dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$ est inversible ssi $a$ dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$ et $a$ dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$ est inversible. Donc on a la bijection, et comme on a le morphisme d'anneaux, donc le morphisme pour la loi multiplicative, on a l'isomorphisme des groupes multiplicatifs.
Ne fais-je pas erreur (j'ai un doute pour : $a$ inversible dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$ et dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$ $\Rightarrow a$ inversible dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$) ? Merci d'avance.
J'ai démontré que le théorème chinois peut s'étendre aux sous-groupes des inversibles, i.e. (pour faire simple, prenons deux entiers $n$ et $m$ seulement, premiers entre eux), comme on a :
$\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z} \cong \mathbb{Z} / m \mathbb{Z} \times \mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$, alors on a :
$(\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z})^{\times} \cong (\mathbb{Z} / m \mathbb{Z})^{\times} \times (\mathbb{Z} / n \mathbb{Z})^{\times}$ (où $\times$ désigne le sous-groupe des inversibles du groupe correspondant).
En effet, $a$ dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$ est inversible ssi $a$ dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$ et $a$ dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$ est inversible. Donc on a la bijection, et comme on a le morphisme d'anneaux, donc le morphisme pour la loi multiplicative, on a l'isomorphisme des groupes multiplicatifs.
Ne fais-je pas erreur (j'ai un doute pour : $a$ inversible dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$ et dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$ $\Rightarrow a$ inversible dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$) ? Merci d'avance.
Réponses
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Heu non je n'ai plus (ou presque plus) de doutes : si $a$ est inversible dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$, alors $\exists b, ab=1$ dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$ ; de même si $a$ est inversible dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$, alors $\exists c, ac=1$ dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$.
Alors en prenant l'image réciproque $d$ de $(b,c)$ par l'isomorphisme du théorème chinois, on a $ad=1$ dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$, donc $a$ est inversible dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$.
Mon doute proviendrait de ce que je ne trouve pas ce résultat dans un livre ou sur Wiki. Si quelqu'un pouvait confirmer, merci d'avance. -
Le théorème chinois donne un isomorphisme d'anneaux. Si deux anneaux sont isomorphes, leurs groupes d'inversibles sont évidemment isomorphes.
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Ok merci JLT. On peut décomposer : $a$ est inversible dans $\mathbb{Z} / (mn) \mathbb{Z}$ ssi son image $(a,a)$ par l'isomorphisme d'anneaux est inversible dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z} \times \mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$, ssi $a$ est inversible dans $\mathbb{Z} / m \mathbb{Z}$ et dans $\mathbb{Z} / n \mathbb{Z}$.
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