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[Spec, Alg] End_k(k^X) ⥲ End_Ens(X) déplacé vers [Alg] avec nouvelle démo et autres menus changements
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Il est en bijection naturelle avec $π₀(A)$ et reçoit naturellement $\japmath{田}A(k)$. \item L'anneau $A$ est canoniquement isomorphe à un produit $∏_{𝔵 @@ -270,15 +270,16 @@ ensembles finis $\japmath{田}A(k)$, $\Spec(A)$ et $π₀(A)$ sont naturellement en bijection. -\subsubsection{Sous-quotients d'une algèbre diagonalisable} +\subsubsection{Sous-quotients et endomorphismes d'une algèbre diagonalisable} Soient $k$ un corps, $X$ un ensemble fini et $A=k^X$. On a donné en \refext{Spec}{SpecPX et ideaux-k-X}.(ii.b) une description explicite des idéaux de $A$ : ils -sont en bijection naturelle avec l'ensemble $𝔓(π₀(A))$ -des parties de $π₀(A)$. D'autre part, le quotient de $A$ +sont en bijection naturelle avec l'ensemble $𝔓(X)$ +des parties de $X$ et l'ensemble $X$ est naturellement en bijection +avec $π₀(A)$ (\refext{Spec}{pi0 produit}). D'autre part, le quotient de $A$ par l'idéal correspondant par cette bijection -à une partie $Y ⊆ π₀(A)$ est isomorphe à l'algèbre diagonale $k^Y$. +à une partie $Y ⊆ X$ est isomorphe à l'algèbre diagonale $k^Y$. Il en résulte que toute algèbre $B$ quotient de $A$ est diagonalisable. Ceci peut également se vérifier de la façon suivante. D'après \ref{k-algebres-finies} (ii), on peut @@ -293,20 +294,23 @@ L'algèbre $B$ est donc isomorphe à $k$ et, \emph{a fortiori}, diagonalisable Considérons maintenant un morphisme de $k$-algèbres $f:B → A$. Le composé de $f$ avec le morphisme d'évaluation $\ev_A:A ⥲ k^{\japmath{田}A(k)}$ -de $A$ se factorise à travers le morphisme d'évaluation $\ev_B:B ↠ k^{\japmath{田}B(k)}$ de $B$. -Si le morphisme $f$ est injectif, il en résulte que $\ev_B$ est -également injectif, donc bijectif. En d'autres termes, la -sous-algèbre $B$ de $A$ est diagonalisable. +de $A$ se factorise à travers le morphisme d'évaluation $\ev_B:B ↠ k^{\japmath{田}B(k)}$ de $B : + \begin{center} \begin{tikzpicture}[auto] \matrix(diag)[matrix of math nodes,column sep=4em,row sep=5ex]{ |(B)| B & |(A)| A \\ |(Bd)| k^{\japmath{田}B(k)} & |(Ad)| k^{\japmath{田}A(k)} \\}; \draw[->>] (B) -- node[swap]{$\ev_B$} (Bd); \draw[right hook->>] (A) -- node{$\ev_A$} (Ad); -\draw[right hook->] (B) -- (A); +\draw[->] (B) -- node{$f$} (A); \draw[->] (Bd) -- node{$k^{\japmath{田}f}$} (Ad); \end{tikzpicture} \end{center} + +\begin{itemize} +\item Si le morphisme $f$ est injectif, il en résulte que $\ev_B$ est +également injectif, donc bijectif. En d'autres termes, la +sous-algèbre $B$ de $A$ est diagonalisable. D'autre part, le morphisme $k^{\japmath{田}f}$ étant injectif, l'application $\japmath{田}f:\japmath{田}A(k) → \japmath{田}B(k)$ est \emph{surjective}. L'image de $k^{\japmath{田}f}$ est @@ -316,6 +320,17 @@ Ces fibres forment une partition de $\japmath{田}A(k)$. Réciproquement, toute partition de $\japmath{田}A(k)$ définit une sous-$k$-algèbre de $A$, à savoir l'algèbre des fonctions constantes sur les constituants de la partition. +\item Si l'on ne suppose plus $f$ injectif mais que l'on suppose $B$ +diagonalisable, la commutativité du diagramme ci-dessus — dont +les flèches verticales sont des isomorphismes — +montre que la donnée de $f$ est équivalente à la donnée +du morphisme d'ensembles $\japmath{田}f: \japmath{田}B(k) → \japmath{田}A(k)$. +Rappelons que ces ensembles sont respectivement canoniquement isomorphes à $π₀(B)$ et $π₀(A)$ +et d'autre part que $\japmath{田}f$ correspond à $π₀(f)$ par ces +isomorphismes. +\end{itemize} + + Résumons les résultats obtenus. \begin{théorème2} @@ -327,9 +342,16 @@ avec l'ensemble fini des parties de $π₀(A)$ et toute algèbre quotient de $A \item L'ensemble des sous-algèbres de $A$ est en bijection avec l'ensemble fini des partitions de $π₀(A)$ et toute sous-algèbre de $A$ est également diagonalisable. +\item L'application $\End_k(A) → \End_\Ens(π₀(A))^{\op}$, $f ↦ π₀(f)$ +est un isomorphisme d'anneaux non nécessairement commutatifs. \end{enumerate} \end{théorème2} +Le lecteur vérifiera sans peine, à l'aide des techniques et énoncés de [Spec] +que (iii) est valable dès lors que $k$ est un anneau connexe. +Voir également l'exercice \refext{Spec}{dévissage Hom(A,produit connexes)} pour une généralisation. +%cf. aussi : \refext{formes}{H1kSn début} et \refext{formes}{G-torseurs sur k}. + \subsection{Produit tensoriel de deux $k$-algèbres}\label{section définition restreinte produit tensoriel} La notion de produit tensoriel d'algèbres et de modules joue un rôle central dans ce livre. diff --git a/chapitres/spectre.tex b/chapitres/spectre.tex index 678a167..e53a038 100644 --- a/chapitres/spectre.tex +++ b/chapitres/spectre.tex @@ -352,13 +352,6 @@ En effet, le nilradical est un nil-idéal par définition ; c'est d'ailleurs le plus grand. Si $A$ est nœthérien, il est de type fini. \end{démo} - -\begin{exercice2} -Soit $A$ un anneau. Montrer que $\Nilp(A[X])=\Nilp(A)[X]$ : -tout polynôme nilpotent est à coefficients nilpotents, et réciproquement. -\end{exercice2} - - \section{Idempotents d'un anneau, connexité}\label{idempotents I} \subsection{Algèbre de Boole des idempotents} @@ -370,6 +363,9 @@ si $e²=e$. On note $\Idem(A)$ leur ensemble. Si $A$ est un anneau intègre, on a $\Idem(A)=\{0,1\}$. +Deux idempotents de produit nul sont dits +\emph{orthogonaux}\index{idempotents orthogonaux}. + \subsubsection{Opération sur les idempotents}\label{opérations sur idempotents} Soit $e$ un idempotent d'un anneau $A$. L'élément $¬e:=1-e$ est également idempotent : $(¬e)²=1-2e+e²=1-2e+e= ¬e$. @@ -447,7 +443,7 @@ Tout idéal de type fini d'une algèbre de Boole est principal. Cela résulte immédiatement du fait que tout ensemble fini a une borne inférieure pour l'ordre défini ci-dessus et du fait qu'un idéal est stable par l'opération $∨$. -Voir aussi \ref{exercice-idéal idempotent engendré par idempotent}. +Voir aussi l'exercice \ref{exercice-idéal idempotent engendré par idempotent}. \end{démo} \begin{proposition2}\label{unités et nilpotents algèbre de Boole} @@ -560,6 +556,46 @@ nul $0$ et l'unité $1$. Un anneau \emph{local} est connexe. \end{exemple2} +\subsubsection{Points et spectre d'un produit} +\label{spectre produit} +Soient $k$ un anneau, $A=∏_{x ∈ X} A_x$ un produit fini +de $k$-algèbres, une $k$-algèbre $B$ et enfin +un morphisme $f ∈ \Hom_k(A,B)$. Pour chaque $x ∈ X$, +notons $e_x$ l'idempotent de $A$ dont la seule coordonnée +non nulle est celle d'indice $x$, valant un. +Notons $f_x$ son image par le morphisme $f$. Tout comme les $(e_x)$, +les $(f_x)$ sont des idempotents orthogonaux deux-à-deux +et de somme égale à l'unité. Si l'anneau $B$ est \emph{connexe}, +il existe donc un unique $y ∈ X$ tel que $f_y=1$. +Il en résulte que pour chaque $a ∈ A$, +l'égalité $f(a)=∑_x f(ae²_x)=∑_x f(ae_x)f_x$ +devient $f(a)=f(ae_y)f_y$. En d'autres termes, +$f$ se factorise, de façon unique, à travers le quotient $A ↠ A_y$. + +On peut appliquer cette observation à $B=A/𝔭$, où $𝔭$ est un idéal +premier de $A$ : le morphisme canonique $A ↠ A/𝔭$ se factorise, de façon +unique, à travers un quotient $q:A ↠ A_{x_𝔭}$ : l'idéal +$𝔭 ∈ \Spec(A)$ appartient à l'image de l'injection $\Spec(q)$. + +Nous avons démontré de la proposition suivante. + +\begin{proposition2} +\label{produit=somme} +Soient $k$ un anneau et $A=∏_{x ∈ X} A_x$ un produit \emph{fini} de $k$-algèbres. +\begin{enumerate} +\item Pour toute $k$-algèbre \emph{connexe} $B$, l'application +\[ +∐_x \Hom_k(A_x,B)→\Hom_k(A,B) +\] +induite par les surjections $A↠A_x$ est une \emph{bijection}. +\item L'application $∐_x \Spec(A_x) → \Spec(A)$ +déduite des applications canoniques $\Spec(A_x) → \Spec(A)$ +est une \emph{bijection}. +\end{enumerate} +\end{proposition2} + + + \subsubsection{Fonctorialité} \label{fonctorialité pi0} Soit $f:A → B$ un morphisme d'anneaux. @@ -618,7 +654,8 @@ $𝔓(X)$ : l'application $f ↦ f^{-1}(1)$ est un isomorphisme d'algèbres de Boole d'inverse envoyant un sous-ensemble $E$ de $X$ sur sa fonction caractéristique. -\begin{proposition2}\label{SpecPX et ideaux-k-X} +\begin{proposition2} +\label{SpecPX et ideaux-k-X} Soient $X$ un ensemble et $k$ un corps. \begin{enumerate} \item \begin{enumerate} @@ -673,40 +710,22 @@ discret $X$, cf. \ref{ultrafiltres et produits infinis}. % algebraic groups ». \end{remarque2} -\begin{exercice2}\label{ultrafiltres et produits infinis} -Soit $X$ un ensemble non vide. Un \emph{ultrafiltre}\index{ultrafiltre} $𝔉$ -sur $X$ est un ensemble de parties non vides de $X$ stable par intersection finie -et maximal pour l'inclusion. Il est dit \emph{principal} -si $⋂_{E ∈ 𝔉}E ≠ ∅$. -\begin{enumerate} -\item Montrer qu'un ultrafiltre non principal ne -contient pas d'ensemble fini. En déduire qu'un tel -ultrafiltre contient tous les ensembles cofinis -(c'est-à-dire de complémentaire fini). -\item Vérifier que les ensembles cofinis -d'un ensemble $X$ ne constituent \emph{pas} un -ultrafiltre. -\item Soit $k$ un corps. Montrer que l'application $𝔉↦𝔭_𝔉=\{χ_E:X → k| E∉𝔉\}$, où $χ$ -désigne la fonction caractéristique, est une bijection entre l'ensemble -des ultrafiltres sur $X$ et le spectre de l'anneau $k^X$. -\end{enumerate} -Dans un chapitre ultérieur, on munira le spectre d'un anneau -commutatif d'une topologie, dite de \emph{Zariski}. -On peut alors montrer que l'espace \emph{topologique} -$\Spec(k^X)$ est homéomorphe au compactifié de Stone-Čech -$β(X)$ de l'espace topologique discret $X$, -lui-même trivialement homéomorphe au coproduit $∐_{x ∈ X} \Spec(k)$. -\end{exercice2} - \begin{corollaire2}\label{pi0 produit} Soit $A=∏_{x ∈ X} A_x$ un produit \emph{fini} d'anneaux \emph{connexes}. -L'application $X → π₀(A)$, $x ↦ 𝔭_x=e_x\Idem(A)$ est une bijection, +L'application $X → π₀(A)$, $x ↦ 𝔭_x=(¬e_x)\Idem(A)$ est une bijection, où $e_x$ désigne l'idempotent de $A$ sont toutes les coordonnées -sont égales à un sauf celle indicée par $x$, nulle. +sont nulles exceptée celle indicée par $x$, égale à un. \end{corollaire2} +\begin{démo} +Résulte de la discussion \ref{idempotents-produit} et +de la proposition \ref{SpecPX et ideaux-k-X}. +\end{démo} + +(Nous ferons parfois implicitement l'identification précédente.) + Nous allons montrer (\ref{décomposition en produit de connexes si pi0 fini}) que, -réciproquement, tout anneau dont l'ensemble +réciproquement au (i) ci-dessus, tout anneau dont l'ensemble des composantes connexes est fini est isomorphe à un produit d'anneaux connexes. L'observation suivante est un premier pas important dans cette direction. @@ -714,10 +733,10 @@ direction. \begin{proposition2} Soient $A$ un anneau et $e$ un idempotent de $A$. \begin{enumerate} - \item Le morphisme canonique $A → A/e × A/(1-e)$ est un isomorphisme. - \item L'application $A/e → A (1-e)$, $x \mod e ↦ x(1-e)$ est un - isomorphisme d'anneaux si l'on munit $A(1-e)$ de l'addition - et la multiplication déduites de $A$ par restriction. +\item Le morphisme canonique $A → A/e × A/(1-e)$ est un isomorphisme. +\item L'application $A/e → A (1-e)$, $x \mod e ↦ x(1-e)$ est un +isomorphisme d'anneaux si l'on munit $A(1-e)$ de l'addition +et la multiplication déduites de $A$ par restriction. \end{enumerate} \end{proposition2} @@ -733,17 +752,14 @@ chinois}). Le second est trivial. Soient $A$ un anneau, $e$ un idempotent. Notons $f$ son complément $¬e=1-e$. Les conditions suivantes sont équivalentes : \begin{enumerate} - \item l'anneau $A/e$ est connexe ; - \item l'idéal engendré par $e$ dans $\Idem(A)$ est \emph{premier} ; - \item l'anneau $Af$ est connexe ; - \item l'idempotent $f$ est non nul et il n'existe pas +\item l'anneau $A/e$ est connexe ; +\item l'idéal engendré par $e$ dans $\Idem(A)$ est \emph{premier} ; +\item l'anneau $Af$ est connexe ; +\item l'idempotent $f$ est non nul et il n'existe pas d'idempotents non nuls $f₁,f₂$ tels que $f=f₁+f₂$ et $f₁f₂=0$. \end{enumerate} \end{proposition2} -Deux idempotents de produit nul sont dits -\emph{orthogonaux}\index{idempotents orthogonaux}. - \begin{définition2} Un idempotent $e$ d'un anneau $A$ est dit \emph{indécomposable}\index{idempotent décomposable} s'il satisfait les conditions équivalentes de la proposition précédente. @@ -780,9 +796,9 @@ Le morphisme canonique est un \emph{isomorphisme} et chaque quotient $A_𝔵=A/𝔵A$ est \emph{connexe}. \end{proposition2} -On peut montrer que les idéaux $𝔵A$ sont [à une racine près peut-être] -les idéaux $I$ de $A$ engendrés par des idempotents -avec $A/I$ connexe. \XXX %cf. de Jong, Algebra.tex, +% On peut montrer que les idéaux $𝔵A$ sont [à une racine près peut-être] +% les idéaux $I$ de $A$ engendrés par des idempotents +% avec $A/I$ connexe. \XXX %cf. de Jong, Algebra.tex, % lemma-closed-union-connected-components et lemma-connected-component \begin{démo} @@ -828,6 +844,9 @@ famille décroissante (resp. croissante) d'idéaux est stationnaire. \end{définition2} +Il résulte immédiatement de \ref{ideaux-quotient} qu'un quotient d'un anneau artinien +(resp. nœthérien) est artinien (resp. nœthérien). + \begin{proposition2} \label{pi0(artinien)=fini} Si $A$ est un anneau \emph{artinien}, l'ensemble $π₀(A)$ est \emph{fini}. @@ -845,7 +864,8 @@ croissante ; c'est absurde. \begin{proposition2} \label{artinien connexe implique local} Un anneau artinien connexe $A$ est \emph{local}, -d'idéal maximal $\Nilp(A)$. +d'idéal maximal $\Nilp(A)$. Si $A$ est de plus intègre, c'est un +corps. \end{proposition2} Rappelons que l'on a déjà constaté qu'un anneau local @@ -865,7 +885,10 @@ et $e = a^n x^n = e a^n x^n = e²$. Ainsi, $(x^n)$ est l'idéal engendré par l'idempotent $e$ (voir aussi l'exercice \ref{exercice-idéal idempotent engendré par idempotent}). L'anneau $A$ étant connexe, on a $e=0$ ou bien $e=1$. Dans le premier cas, $x$ est nilpotent ; -dans le second, il est inversible. CQFD. +dans le second, il est inversible. + +Si $A$ est intègre, l'argument précédent montre que tout élément +non nul (donc non nilpotent) est inversible. \end{démo} \begin{corollaire2} @@ -882,102 +905,54 @@ sont des bijections. % dire que artinien ⇒ Spec=Specmax \begin{démo} -\XXX Utilise ce qui suit (produit etc. ) ⤳ déplacer la section -suivante un cran plus haut. +(i). Résulte de \ref{pi0(artinien)=fini}, \ref{décomposition en +produit de connexes si pi0 fini} et \ref{artinien connexe implique +local}. +(ii) Soit $𝔭$ un idéal premier d'un anneau artinien. Le quotient $A/𝔭$ est +intègre et artinien ; c'est un corps d'après \emph{loc. cit.} : +l'inclusion $\Specmax(A) ↪ \Spec(A)$ est une bijection. +Le fait que $\Spec(A) ↠ π₀(A)$ soit une bijection +résulte de \ref{produit=somme} et du fait que le composé +$\Spec(A_𝔵) ↪ \Spec(A) ↠ π₀(A)$ est d'image $𝔵$. +% détailler ? \end{démo} -\subsection{Une application : calculs d'ensembles d'homomorphismes} -\subsubsection{}Soient $k$ un anneau et $A,B$ deux $k$-algèbres. Posons $X=π₀(A)$ et $Y=π₀(B)$. -% MOCHE -Chaque morphisme $f:A → B$ de $k$-algèbres induit une application -$π₀(f):Y → X$. Fixons un élément point $𝔶$ de $Y$ ; son -image $𝔵$ dans $X$ par $π₀(f)$ est l'idéal -premier $\Idem(A) ∩ f^{-1}(𝔶)$ de $\Idem(A)$. -Ce sous-ensemble de $A$ est contenu -dans le noyau du morphisme composé $A \dessusdessous{f}{→} B ↠ B/𝔶B$. -Il en résulte que le morphisme $f$ induit un morphisme $f_𝔶$ -de $k$-algèbres $A/𝔵A → B/𝔶B$. Faisant varier $𝔶$, on obtient -un élément de l'ensemble produit $∏_{𝔶 ∈ Y} \Hom_k(A/π₀(f)(𝔶)A,B/𝔶B)$. - -Réciproquement, fixons $φ:Y → X$ et des morphismes $f_𝔶 ∈ -\Hom_k(A/φ(𝔶)A,B/𝔶B)$. On définit un morphisme de $k$-algèbres -$A → ∏_{𝔶 ∈ Y} B/𝔶B$ en envoyant $a ∈ A$ sur $\big(f_𝔶(a \mod φ(𝔶)A)\big)_{𝔶 ∈ Y}$. -Lorsque $Y$ est \emph{fini}, l'isomorphisme canonique $B ⥲ ∏_{𝔶 ∈ Y} B/𝔶B$ nous permet -d'en déduire un morphisme $f ∈ \Hom_k(A,B)$. Par construction, les -applications $d:f ↦ (π₀(f),(f_𝔶)_𝔶)$ et $s:(φ,(f_𝔶)_𝔶) ↦ f$ ainsi construites sont des bijections -réciproques : -%$d ∘ s=\Id$ et $s ∘ d=\Id$. +\section{Exercices} -\begin{proposition2} -Soient $k$ un anneau et $A,B$ deux $k$-algèbres. -Lorsque $B$ n'a qu'un nombre fini de composantes connexes, -l'application -\[ -\Hom_k(A,B) → ∐_{π₀(B) \dessusdessous{φ}{→} π₀(A)} \hskip1em ∏_{𝔶 ∈ π₀(B)} \Hom_k(A/φ(𝔶)A,B/𝔶B) -\] -est une bijection. -\end{proposition2} -Cette proposition ramène le calcul d'ensembles d'homomorphismes -au calcul de $π₀$ et d'ensembles d'homomorphismes -entre anneaux connexes. - -\begin{corollaire2} -Soient $k$ un anneau \emph{connexe} et $X$ un ensemble \emph{fini}. -L'application $\End_{k}(k^X) → \End_{\Ens}(X)$, $f ↦ π₀(f)$, -est un isomorphisme d'anneaux non nécessairement commutatifs. -\end{corollaire2} - -La compatibilité avec la composition est un cas particulier -de la fonctorialité du $π₀$ (\ref{fonctorialité pi0}). - -%\begin{démo} -%cf. aussi : \refext{formes}{H1kSn début} et \refext{formes}{G-torseurs sur k}. -%\end{démo} - -\subsection{Points et spectre d'un produit} -Nous avons utilisé ci-dessus la propriété universelle -suivante du produit d'anneaux : un morphisme vers -un produit (quelconque) correspond bijectivement avec une collection -de morphismes vers les facteurs du produit. -Considérons la situation duale suivante : on se -donne un anneau $k$, un produit fini $A=∏_{x ∈ X} A_x$ -de $k$-algèbres, une $k$-algèbre $B$ et enfin -un morphisme $f ∈ \Hom_k(A,B)$. Pour chaque $x ∈ X$, -notons $e_x$ l'idempotent non nul de $A$ -tel que $Ae_x$ soit l'idéal $A_x$ de $A$ et $f_x$ son -image par le morphisme $f$. Tout comme les $(e_x)$, -les $(f_x)$ sont des idempotents orthogonaux deux-à-deux -et de somme égale à l'unité. Si l'anneau $B$ est \emph{connexe}, -il existe donc un unique $y ∈ X$ tel que $f_y=1$. -Il en résulte que pour chaque $a ∈ A$, -l'égalité $f(a)=∑_x f(ae²_x)=∑_x f(ae_x)f_x$ -devient $f(a)=f(ae_y)f_y$. En d'autres termes, -$f$ se factorise à travers le quotient $A ↠ A_y$. -Enfin, si $𝔭$ est un idéal premier de $A$, -le quotient $A/𝔭$ est intègre donc connexe si bien -que, d'après ce qui précède, le morphisme $A ↠ A/𝔭$ se factorise, de façon -unique, à travers un quotient $q:A ↠ A_{x_𝔭}$ : l'idéal -$𝔭 ∈ \Spec(A)$ appartient à l'image de l'injection $\Spec(q)$. - -Nous avons démontré de la proposition suivante. +\begin{exercice} +Soit $A$ un anneau. Montrer que $\Nilp(A[X])=\Nilp(A)[X]$ : +tout polynôme nilpotent est à coefficients nilpotents, et réciproquement. +\end{exercice} -\begin{proposition2} -\label{produit=somme} -Soient $k$ un anneau et $A=∏_{x ∈ X} A_x$ un produit fini de $k$-algèbres. +\begin{exercice} +\label{ultrafiltres et produits infinis} +Soit $X$ un ensemble non vide. Un \emph{ultrafiltre}\index{ultrafiltre} $𝔉$ +sur $X$ est un ensemble de parties non vides de $X$ stable par intersection finie +et maximal pour l'inclusion. Il est dit \emph{principal} +si $⋂_{E ∈ 𝔉}E ≠ ∅$. \begin{enumerate} -\item Pour toute $k$-algèbre \emph{connexe} $B$, l'application -\[ -∐_x \Hom_k(A_x,B)→\Hom_k(A,B) -\] -induite par les surjections $A↠A_x$ est une \emph{bijection}. -\item L'application $∐_x \Spec(A_x) → \Spec(A)$ -déduite des applications canoniques $\Spec(A_x) → \Spec(A)$ -est une \emph{bijection}. +\item Montrer qu'un ultrafiltre non principal ne +contient pas d'ensemble fini. En déduire qu'un tel +ultrafiltre contient tous les ensembles cofinis +(c'est-à-dire de complémentaire fini). +\item Vérifier que les ensembles cofinis +d'un ensemble $X$ ne constituent \emph{pas} un +ultrafiltre. +\item Soit $k$ un corps. Montrer que l'application $𝔉↦𝔭_𝔉=\{χ_E:X → k| E∉𝔉\}$, où $χ$ +désigne la fonction caractéristique, est une bijection entre l'ensemble +des ultrafiltres sur $X$ et le spectre de l'anneau $k^X$. \end{enumerate} -\end{proposition2} +Dans un chapitre ultérieur, on munira le spectre d'un anneau +commutatif d'une topologie, dite de \emph{Zariski}. +On peut alors montrer que l'espace \emph{topologique} +$\Spec(k^X)$ est homéomorphe au compactifié de Stone-Čech +$β(X)$ de l'espace topologique discret $X$, +lui-même trivialement homéomorphe au coproduit $∐_{x ∈ X} \Spec(k)$. +\end{exercice} + -\begin{exercice2} +\begin{exercice} Soit $A$ un anneau. \begin{enumerate} \item Montrer que si $(e_x)_{x∈X}$ est une famille \emph{finie} @@ -989,9 +964,9 @@ La propriété $∑_x e_x=1$ se traduit parfois en disant que la famille d'idemp Comparer le résultat obtenu avec \ref{décomposition en produit de connexes si pi0 fini}. \item Montrer que si $A$ est nœthérien, $π₀(A)$ est fini. \end{enumerate} -\end{exercice2} +\end{exercice} -\begin{exercice2} +\begin{exercice} Soit $A$ l'anneau des suites de nombres rationnels constantes à partir d'un certain rang. \begin{enumerate} @@ -1003,17 +978,36 @@ est un ensemble de fonctions nulles en un point fixé ou bien au voisinage de l'infini. Etc. À développer [David], cf. Gillman-Jerison. \XXX \end{enumerate} -\end{exercice2} +\end{exercice} -\begin{exercice2} +\begin{exercice} \label{exercice-idéal idempotent engendré par idempotent} Soit $I$ un idéal de type fini d'un anneau $A$. Montrer que si $I=I²$, il existe $e ∈ \Idem(A)$ tel que $I=(e)$. % 松村, exercice 2.1 % 中山 ⇒ ∃ i tel que (1-i)I=0$. OPS I principal et c'est alors facile -\end{exercice2} +\end{exercice} +\begin{exercice} +\label{dévissage Hom(A,produit connexes)} +Soit $k$ un corps et soient $A,B$ deux $k$-algèbres +dont on note respectivement $X$ et $Y$ les ensembles de composantes +connexes. +\begin{enumerate} +\item Montrer que pour chaque $𝔶 ∈ Y$, chaque morphisme $f:A → B$ +induit un morphisme de $k$-algèbres connexes $A/𝔵 → B/𝔶$, où $𝔵=π₀(f)(𝔶)$. +\item Montrer que si $Y$ est fini, l'ensemble +$\Hom_k(A,B)$ est naturellement en bijection +avec l'ensemble +\[ +∐_{Y \dessusdessous{φ}{→} X} \hskip1em ∏_{𝔶 ∈ Y} \Hom_k(A/φ(𝔶)A,B/𝔶B). +\] +\end{enumerate} +Ainsi, le calcul d'ensembles d'homomorphismes +se ramène au calcul d'ensembles de composantes connexes et +et d'homomorphismes entre anneaux connexes. +\end{exercice} \ifx\danslelivre\undefined \bibliography{../configuration/bibliographie-livre} |