Extensions de corps
Heureuse année à tous !!
Soient $K$ un corps, $\bar{K}$ une clôture algébrique de $K$ et $L$ une extension de $K$ contenue dans $\bar{K}$. On pose : $L_{K}=\{x\in L\mid\forall \sigma \in \mathrm{Hom}_{K}(L,\bar{K}),~\sigma(x)=x \}$.
1) Montrer que $L_{K}$ est un sous-corps de $L$ contenant $K$.
2) On suppose $L/K$ séparable. Montrer que $L_{K}=K$.
3) Soient $\mathbb{K}$ un corps de caractéristique $p$ et $x\in \mathbb{K}$ transcendant sur $\mathbb{F}_{p}$. Soient $K=\mathbb{F}_{p}(x^p)$ et $L=\mathbb{F}_{p}(x)$. Montrer que $L_{K}=L$.
Pour la première question, il n'y a pas de problème. Pour la seconde, je bloque. Voici ce que j'ai entrepris.
Il me suffira de montrer que $L_{K} \subset K$.
Soit $a \in L_{K}$ et $P_{a}$ le polynôme minimal de $a$ dans $K[x]$.
Pour montrer que $a\in K$, j'ai pensé à montrer que $P_{a}(x)=x-a$ ce qui me permettrait de conclure. Maintenant pour montrer que $P_{a}$ est sous la forme $x-a$ je veux montrer que $a$ est l'unique racine de $P_{a}$ et ensuite utiliser le fait que mon extension est séparable. Je prends alors une autre racine $b$ de $P_{a}$ dans $\bar{K}$. Je sais alors qu'il existe un isomorphisme $f:K(a) \rightarrow K(b)$ tel que $f(a)=b$. Je voulais alors trouver un moyen de prolonger $f$ sur $L$ et ensuite utiliser le fait que $a\in L_{K}$ mais je coince à ce niveau.
Pour la question 3, je n'ai aucune idée.
Quelqu'un a une idée qui pourrait me faire avancer sur les questions 2 et 3 ?? Merci d'avance pour vos suggestions.
S'il vous plaît j'ai besoin d'aide sur cet exercice d'extension de corps sur la partie norme et trace. Voici l'énoncé.
1) Montrer que $L_{K}$ est un sous-corps de $L$ contenant $K$.
2) On suppose $L/K$ séparable. Montrer que $L_{K}=K$.
3) Soient $\mathbb{K}$ un corps de caractéristique $p$ et $x\in \mathbb{K}$ transcendant sur $\mathbb{F}_{p}$. Soient $K=\mathbb{F}_{p}(x^p)$ et $L=\mathbb{F}_{p}(x)$. Montrer que $L_{K}=L$.
Pour la première question, il n'y a pas de problème. Pour la seconde, je bloque. Voici ce que j'ai entrepris.
Il me suffira de montrer que $L_{K} \subset K$.
Soit $a \in L_{K}$ et $P_{a}$ le polynôme minimal de $a$ dans $K[x]$.
Pour montrer que $a\in K$, j'ai pensé à montrer que $P_{a}(x)=x-a$ ce qui me permettrait de conclure. Maintenant pour montrer que $P_{a}$ est sous la forme $x-a$ je veux montrer que $a$ est l'unique racine de $P_{a}$ et ensuite utiliser le fait que mon extension est séparable. Je prends alors une autre racine $b$ de $P_{a}$ dans $\bar{K}$. Je sais alors qu'il existe un isomorphisme $f:K(a) \rightarrow K(b)$ tel que $f(a)=b$. Je voulais alors trouver un moyen de prolonger $f$ sur $L$ et ensuite utiliser le fait que $a\in L_{K}$ mais je coince à ce niveau.
Pour la question 3, je n'ai aucune idée.
Quelqu'un a une idée qui pourrait me faire avancer sur les questions 2 et 3 ?? Merci d'avance pour vos suggestions.
Réponses
-
C'est un résultat connu que si $L$ est une extension algébrique de $K$ alors tout morphisme de $K$ dans $\tilde{K}$ (une clôture algébrique) se prolonge en un morphisme de $L$ dans $\tilde{K}$. Ça utilise le lemme de Zorn.
-
raoul.S je connais ce résultat mais avec l'hypothèse que $L$ est normal et de degré fini. Sans cette hypothèse, je n'ai jamais croisé ce résultat.
-
Dans le cas général, si l'extension $L/K$ n'est pas finie alors je crois bien qu'on est obligés d'utiliser Zorn. Ce n'est pas très compliqué, tu trouveras une preuve à la page 12 du document en pièce jointe. Proposition 1.5.8.
-
Tout simplement génial ce résultat !! Merci raoul.S
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.2K Toutes les catégories
- 9 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 53 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 65 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 68 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 314 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 773 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres