anneau des entiers
dans Arithmétique
Bonjour !
J'aurais aimé savoir s'il existe des critères simples pour déterminer l'anneau des entiers d'un corps de nombre ; parce que finalement, pour appliquer des théorèmes du genre théorème de Kummer, c'est bien pratique.
\newline Voilà le genre d'exemple que j'ai en tête : on considère $K=\mathbf Q(\alpha)$ où $\alpha^{3}=7$. Décomposer $7\mathcal O_{K}$ en produit d'idéaux premiers.
\newline A priori, on a un polynôme d'Eisenstein en 7 ; on sait alors que l'extension est totalement ramifiée en 7. Bon. Reste à trouver l'idéal au dessus de 7. Je brûle d'appliquer Kummer ; mais il faudrait pour cela montrer que $\mathbf Z[\alpha] = \mathcal O$ non ?
Merci d'avance ..
J'aurais aimé savoir s'il existe des critères simples pour déterminer l'anneau des entiers d'un corps de nombre ; parce que finalement, pour appliquer des théorèmes du genre théorème de Kummer, c'est bien pratique.
\newline Voilà le genre d'exemple que j'ai en tête : on considère $K=\mathbf Q(\alpha)$ où $\alpha^{3}=7$. Décomposer $7\mathcal O_{K}$ en produit d'idéaux premiers.
\newline A priori, on a un polynôme d'Eisenstein en 7 ; on sait alors que l'extension est totalement ramifiée en 7. Bon. Reste à trouver l'idéal au dessus de 7. Je brûle d'appliquer Kummer ; mais il faudrait pour cela montrer que $\mathbf Z[\alpha] = \mathcal O$ non ?
Merci d'avance ..
Réponses
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Ce théorème s'applique en fait si le nombre premier $p$ ne divise pas l'indice de $\theta$, ie le nombre $f$ défini par $f = \left [ \mathcal {O}_{K} \, : \, \Z[\theta] \right ]$.
Il existe des critères qui permettent de déterminer si, pour un nombre premier $p$ fixé, on a $p \nmid f$. En voici un, dû à Diaz y Diar de luniversité de Bordeaux 1 : Soit $P$ le polynôme minimal de $\theta$ décomposé dans \mathbb {F}_p[X]$ sous la forme $$P \equiv P_1^{e_1}...P_g^{e_g},$$ et soit $R_i \in p\Z[X]$ le reste de la division euclidienne de $P$ par $P_i$. Alors on a :
$p \nmid f \Longleftrightarrow$ pour tout $i \in \{ 1,...,g \}$ tel que $e_i \geqslant 2$, on a $R \not \in p^2 \Z[X]$.
{\bf Exemple}. $P = X^3 - 7$. Puisqu'on a clairement $P \equiv X^3 \pmod 7$, on a $g=1$, $e_1 = 3$, $P_1 = X$ et $R_1 = -7 \not \in 49 \Z[X]$. Ainsi, $7 \nmid f$, et le théorème de Kummer s'applique.
A noter qu'il existe une version de ce théorème lorsque $p \mid f$, qui est bien sûr moins précise, mais qui donne déjà de précieux renseignements.
Borde. -
Ce théorème s'applique en fait si le nombre premier $p$ ne divise pas l'indice de $\theta$, ie le nombre $f$ défini par $f = \left [ \mathcal {O}_{K} \, : \, \Z[\theta] \right ]$.
Il existe des critères qui permettent de déterminer si, pour un nombre premier $p$ fixé, on a $p \nmid f$. En voici un, dû à Diaz y Diaz de luniversité de Bordeaux 1 :
Soit $P$ le polynôme minimal de $\theta$ décomposé dans $\mathbb {F}_p[X]$ sous la forme $$P \equiv P_1^{e_1}...P_g^{e_g},$$ et soit $R_i \in p\Z[X]$ le reste de la division euclidienne de $P$ par $P_i$. Alors on a :
$p \nmid f \Longleftrightarrow$ pour tout $i \in \{ 1,...,g \}$ tel que $e_i \geqslant 2$, on a $R \not \in p^2 \Z[X]$.
{\bf Exemple}. $P = X^3 - 7$. Puisqu'on a clairement $P \equiv X^3 \pmod 7$, on a $g=1$, $e_1 = 3$, $P_1 = X$ et $R_1 = -7 \not \in 49 \Z[X]$. Ainsi, $7 \nmid f$, et le théorème de Kummer s'applique.
A noter qu'il existe une version de ce théorème lorsque $p \mid f$, qui est bien sûr moins précise, mais qui donne déjà de précieux renseignements.
Borde. -
Merci beaucoup Borde.
Il est vraiment bien ce critère,ça règle efficacement le problème ! -
Oui, dès lors que tu as une factorisation de $P$ dans $\mathbb {F}_p[X]$...ce qui, il faut bien le dire, est souvent (très) difficile à obtenir, ce qui d'autant plus regrettable que cette factorisation est quasi-obligatoire, puisqu'elle est à la base de beaucoup de résultats sur les corps de nombres.
Dedekind avait établi un autre critère assez similaire.
A +
Borde.
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Bonjour!
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