diviseurs de zéro d'un anneau

Bonjour,
J’étudie seul à l’aide de livres et d’internet, aussi j’ai relevé quelques « différentes approches » (j’écris simplement différentes approches car je ne sais pas trop comment poser mon problème) propos de la divisibilité de 0 et de l’intégrité d’un anneau. Je vais vous citer cinq ouvrages, mes remarques et questions viendront juste après…

Cours d’Algèbre (Renée Elrik, collection mathématiques second cycle, Ellipses), page2 :
Soit A un anneau.
2) Soient a et b deux éléments de A ; on dit que a divise b et on écrit alors a|b, s’il existe c appartenant à A-{0} tel que ac=b (la condition c<>0 n’a bien sûr de raison d’être que si b=0).
3) On dit que A est intègre si A est différent de {0} et si le seul diviseur de 0 est 0, c’est-à-dire, si le produit de deux éléments non nuls de A est non nul.

Les-mathematiques.net ( http://www.les-mathematiques.net/b/c/b/node2.php3 ):
Définition [Diviseurs de 0, anneaux intègres, éléments nilpotents]
1. Un élément est dit diviseur à gauche de 0 s'il existe b<>0 tel que ba=0.
Un élément est dit diviseur à droite de 0 s'il existe b<>0 tel que ab=0.
Un élément est dit diviseur de 0 s'il est à la fois diviseur à gauche de 0 et diviseur à droite de 0.
Un anneau est dit sans diviseur de 0 s'il n'admet pas de diviseur à gauche de 0 ou de diviseur à droite de 0 autre que 0 lui-même.
2. Un anneau est dit intègre si:
il est de cardinal >1
il est commutatif
il est sans diviseur de 0
Remarques :
Tout anneau comporte un diviseur de 0 à gauche, un diviseur de 0 à droite, et un diviseur de 0 tout court; il s'agit de 0 lui-même. Un anneau sans diviseur de 0 ne signifie donc pas que l'anneau ne comporte pas de diviseur de 0.
Un anneau est sans diviseur de 0 s'il n'admet pas de diviseur à gauche de 0 autre que 0. En effet, si A n'admettant pas de diviseur à gauche de 0 admet un diviseur à droite de 0 autre que 0, alors 0=ab pour a et b non nul, ce qui contredit le fait que 0 n'ait pas de diviseur de 0 à gauche.
De même, un anneau est sans diviseur de 0 s'il n'admet pas de diviseur à droite de 0 autre que 0.
Un anneau est sans diviseur de 0 si ab=0 implique a=0 ou b=0.

Exercices d’Algèbre (Aviva Szpirglas, collection enseignement des mathématiques, Cassini), page199:
Un diviseur de zéro à droite (resp. à gauche) de l’anneau A est un élément a de A, non nul, tel qu’il existe un élément b de B non nul vérifiant ba=0 (resp. ab=0). Un anneau est intègre s’il ne contient aucun diviseur de zéro.

Algèbre pour l’agrégation interne (Patrice Tauvel, Mason), page58 :
Soit A un anneau et a un élément de A.
ii) On dit que a est un diviseur de 0 à gauche (resp. à droite) s’il est non nul, et s’il existe b de A* tel que ab=0 (resp. ba=0). Un diviseur de zéro est un diviseur de zéro à gauche ou à droite.
iii) L’anneau A est dit intègre s’il est non nul et sans diviseur de zéro.

Dans de multiple ouvrage, par exemple Algèbre Groupes et Anneaux tome1 (D.Guin, collection mathémathiques de la licence à l’agrégation), page 136 :
Soient A un anneau commutatif, a et b deux éléments de A. On dit que a divise b, ou que a est un diviseur de b, et on écrit a|, s’il existe un élément c de A tel que b=ac.
Un anneau A non nul est intègre si :
Pour tout a et tout b de A, ab=0 => (a=0 ou b=0).
Si l’anneau A n’est pas intègre, des éléments non nuls a et b tel que ab=0 sont appelés des diviseurs de zéro.

Voilà ma question. Dans mes 5 citations nous avons :
dans la première : 0 est considéré comme diviseur de zéro, et l’intégrité de l’anneau joue sur le fait que le seul diviseur de zéro est 0 lui-même ;
dans la seconde : un anneau est dit sans diviseur de 0 s'il n'admet pas de diviseur à gauche de 0 ou de diviseur à droite de 0 autre que 0 lui-même. Un anneau est dit intègre si il est de cardinal >1, il est commutatif et il est sans diviseur de 0
Ainsi, 0 est un diviseur de 0, mais lorsque l’on parle de l’intégrité de l’anneau, on ne doit pas le considérer comme diviseur de 0 ;
dans la troisième : 0 n’est pas un diviseur de zéro ;
dans la quatrième :0 n’est pas un diviseur de 0 ;
dans la cinquième : 0 peut être un diviseur de 0, mais pas lorsque l’on parle de la non intégrité d’un anneau.

Alors voilà, apparemment, on considère 0 comme diviseur de 0 suivant le contexte et l’auteur, non ?

Cordialement,
Denebe.

Réponses

  • Il semble en effet que les auteurs ne soient pas tous d'accord pour dire si zéro est un diviseur de zéro.
    Dans tous les cas, un anneau intègre est un anneau non nul (c'est-à-dire non réduit à {0}), commutatif et sans diviseur de zéro non nul.
  • bonjour,
    il y a même un auteur, Bourbaki, qui a changé d'avis au fil du temps: pour les premières éditions du ch. 1 d'algèbre, 0 n'était pas un diviseur de zéro, il l'est devenu dans les suivantes !
    J'ai l'impression (mais c'est pure spéculation personnelle) que les auteurs qui préfèrent 0 comme diviseur de zéro veulent pouvoir parler des diviseurs de zéro comme étant les éléments non réguliers.

    P.S. je signale à Ma~ une exception : Cohn dans son "Basic algebra" définit: "A non-trivial ring without zerodivisors is called an integral domain. Some authors use this term only for commutative rings, but we shall not make this restriction."
  • Bonsoir,

    Merci pour vos réponses (je me sens moins seul avec mes doutes). Je vais donc m'adapter suivant la situation et l'auteur.

    J'ajoute que dans le cas d'une division euclidienne, 0 ne peut pas être un diviseur de quoi que ce soit car le reste "r" de cette division devrait vérifier 0<=r<0. Ce qui est impossible.
  • Pour Ma~ et GG : j'ai lu plusieurs livres (scolaires) pour lesquels la définition d'anneau intègre inclut l'anneau nul (ce qui me paraît plus naturel d'ailleurs, car pour un anneau commutatif intègre A il me paraît naturel de dire que A est un idéal premier, et plus fluide d'écrire qu'un quotient de A par I est intègre ssi I est premier, sans avoir à faire d'exception).
  • Mes choix personnels:

    1) intègre: $ab=0\to a=0$ ou $b=0$

    2) $a$ multiple de $b$ quand il existe $c$ tel que $a=cb$

    3) $a$ diviseur de $b$ quand $b$ multiple de $a$

    L'expression {\it diviseur de $0$} est un peu particulière: objet dont $0$ est un multiple. A ce titre, tous les sont, car $0$ est multiple de tout le monde.


    Peut-être pourrait-on mettre un adjectif? genre: les {\it diviseurs remarquables} de $0$ sont les $a\neq 0$ tels que $\exists b\neq 0$ tel que $ab=0$}

    Il n'est pas malsain de vérifier les détails à chaque preuve de maths qu'on lit de tte façon...
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • >>Christophe Chalons;
    Pour les auteurs qui ne considèrent pas 0 comme diviseur de 0, tes "diviseurs remarquables" sont définis effectivement comme diviseurs de zéro.

    Par exemple dans Algèbre pour l'agreg. interne, aux éditions Masson, en page 58:
    On dit que a est un diviseur de zéro à gauche (resp. à droite) s'il est non nul, et s'il existe b de A* tel que ab=0 (resp. ba=0). Un diviseur de zéro est un diviseur de zéro à gauche et à droite.
  • J'ai aussi lu quelques livres (scolaires) où on parle de "diviseur strict de zéro", étant bien entendu que tout élément est diviseur de zéro (j'avoue que j'ai aussi souvent lu : << dans toute la suite, on écrira "diviseur de zéro" pour désigner un diviseur strict de zéro >> ).
  • on pourrait ainsi avoir les subtilités :

    dans Z,
    - tout entier est diviseur de 0,
    - 0 est le seul diviseur de zéro,
    - il n'y a pas de diviseur strict de zéro.

    et bonjour les malentendus dans les échanges verbaux :)
  • Bonjour,

    Afin d'éviter des situations banales sans intérêt et suivant Lang par ex, plus crédible qu'un rédacteur de manuel scolaire, on définit un idéal premier de A, anneau commutatif, comme étant un idéal I distinct de A (que j'appelle, et ne suis pas le seul, idéal propre) et tel que A/I soit intègre.
    De même, un idéal M de A est dit maximal s'il est propre et non contenu stictement dans un idéal propre.

    Depuis longtemps on impose à un corps d'être non réduit à {0}, autrement dit d'avoir 0#1.
    Il me semble qu'on devrait adopter la même attitude en ce qui concerne les anneaux unitaires.

    Oump.
  • C'est vrai que lorsqu'il s'agit de faire des choix pour définir des structures algébriques assez générales, les mathématiciens finissent pas enculer les mouches.

    Les domaines d'intégrité, les anneaux intègres, les corps... servent dans certaines situations. Remarquez que l'on demande la commutativité pour les anneaux principaux en général mais que les corps (sauf finis) ne sont pas nécessairement commutatifs. ces structures servent dans le fait que les sous-modules libres de type finis sont de dimension inférieure o égale au module donné (ou espace vectoriel si corps). Il en découle donc un intérêt in fine particulier d'algèbre linéaire qui se fout en fait de la définition générale de l'anneau intègre...

    Les diviseurs de zéro commencent à avoir un intérêt en eux-même avec les algèbresavec diviseurs de zero non triviaux, par exemple de matrices carrées sur un anneau principal. Mais dans l'usage courant que l'on fait des matrices on s'interesse aux sous-groupes du groupe multiplicatif de ces matrices et on évite bien soigneusement de se plonger dans le merdier des divisieurs de zero (sauf quelques exercices sur les matrices nilpotentes et consort. oui j'exagère un peu...).

    Un problème similaire dans les équations différentielles modélisant un problème physique est d'éviter le voisinage de zero. mais avec le p^rogrès des mathématiques, quand même, ces questions vont être pregressivement abordées et il est probable que le flou qui règne sur la notion de "diviseur de zéro" va se trouver éclairci. Il a bien fallu attendre la Renaissance pour que la numération de position commence réellement une carrière universelle, donc patience !

    Euzenius
  • Ca me fait penser à la fois où je me suis pris la tête en géométrie pour savoir si sur l'ensemble vide pouvait être un espace affine et selon la littérature... c'est pas toujours évident de s'y retrouver
  • hum c'est pas pareil quand meme ,etre ou pas pour l'ensemble vide un ensemble affine c'est une definition qui n'a pas vraiment d'importance en gros y'a que l'ensemble vide que ca concerne .

    ici je pense que ce que dit euzenius c'est plutot, que pour l'instant y'a pas trop d'incide entre les diverses definition de diviseur de zero c'est a dire pour le working methematician les situation ou ca intervient sont de mesure nulle...
  • Voilà ce que vous êtes en train de chercher :
    Algèbre -- Anneaux

    Considérons les deux matrices carrées d'ordre 2 suivantes :
    Aucune de ces deux matrices n'est la matrice nulle, et pourtant leur produit vérifie :
    On dit que les matrices M et N sont des diviseurs de zéro.

    Plus généralement, on a les définitions suivantes :
    Définition : Soit A un anneau. Un élément a non-nul de A est appelé un diviseur de zéro s'il existe un autre élément b non-nul de A tel que ab=0.
    Si A est commutatif et ne possède pas de diviseurs de zéros, alors on dit que A est intègre.

    Exemples : Z est un anneau intègre : il est commutatif, et le produit de deux entiers relatifs est nul si et seulement si l'un de ces deux entiers est nul.
    l'exemple précédent montre que M2(R) n'est pas un anneau intègre.

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