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Hey, Emacs, -*- latex -*- , get it? +\documentclass[12pt,a4paper]{article} +\usepackage[francais]{babel} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +%\usepackage{ucs} +\usepackage{times} +% A tribute to the worthy AMS: +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amsfonts} +\usepackage{amssymb} +\usepackage{amsthm} +% +\usepackage{mathrsfs} +\usepackage{wasysym} +\usepackage{url} +% +\usepackage{graphics} +\usepackage[usenames,dvipsnames]{xcolor} +\usepackage{tikz} +\usetikzlibrary{matrix,calc} +\usepackage{hyperref} +% +%\externaldocument{notes-accq205}[notes-accq205.pdf] +% +\theoremstyle{definition} +\newtheorem{comcnt}{Tout} +\newcommand\thingy{% +\refstepcounter{comcnt}\smallskip\noindent\textbf{\thecomcnt.} } +\newcommand\exercice{% +\refstepcounter{comcnt}\bigskip\noindent\textbf{Exercice~\thecomcnt.}\par\nobreak} +\renewcommand{\qedsymbol}{\smiley} +% +\newcommand{\id}{\operatorname{id}} +\newcommand{\alg}{\operatorname{alg}} +% +\DeclareUnicodeCharacter{00A0}{~} +% +\DeclareMathSymbol{\tiret}{\mathord}{operators}{"7C} +\DeclareMathSymbol{\traitdunion}{\mathord}{operators}{"2D} +% +\DeclareFontFamily{U}{manual}{} +\DeclareFontShape{U}{manual}{m}{n}{ <-> manfnt }{} +\newcommand{\manfntsymbol}[1]{% + {\fontencoding{U}\fontfamily{manual}\selectfont\symbol{#1}}} +\newcommand{\dbend}{\manfntsymbol{127}}% Z-shaped +\newcommand{\danger}{\noindent\hangindent\parindent\hangafter=-2% + \hbox to0pt{\hskip-\hangindent\dbend\hfill}} +% +\newcommand{\spaceout}{\hskip1emplus2emminus.5em} +\newif\ifcorrige +\corrigetrue +\newenvironment{corrige}% +{\ifcorrige\relax\else\setbox0=\vbox\bgroup\fi% +\smallbreak\noindent{\underbar{\textit{Corrigé.}}\quad}} +{{\hbox{}\nobreak\hfill\checkmark}% +\ifcorrige\par\smallbreak\else\egroup\par\fi} +% +% +% +\begin{document} +\ifcorrige +\title{ACCQ205\\Contrôle de connaissances — Corrigé\\{\normalsize Courbes algébriques}} +\else +\title{ACCQ205\\Contrôle de connaissances\\{\normalsize Courbes algébriques}} +\fi +\author{} +\date{3 avril 2019} +\maketitle + +\pretolerance=8000 +\tolerance=50000 + +\vskip1truein\relax + +\noindent\textbf{Consignes.} + +Ce contrôle est formé d'un unique exercice. Les questions dépendent +parfois les unes des autres, mais elles ont été formulées de manière à +ce que le fait de ne pas savoir répondre à l'une d'elles ne bloque pas +toute la suite. + +La difficulté des questions étant inégale, il vaut mieux ne pas rester +bloqué trop longtemps. + +Si on ne sait pas répondre rigoureusement, une réponse informelle peut +valoir une partie des points. + +\medbreak + +L'usage de tous les documents (notes de cours manuscrites ou +imprimées, feuilles d'exercices, livres) est autorisé. + +L'usage des appareils électroniques est interdit. + +\medbreak + +Durée : 2h + +\ifcorrige +Ce corrigé comporte 6 pages (page de garde incluse). +\else +Cet énoncé comporte 3 pages (page de garde incluse). +\fi + +\vfill +{\noindent\tiny +\immediate\write18{sh ./vc > vcline.tex} +Git: \input{vcline.tex} +\immediate\write18{echo ' (stale)' >> vcline.tex} +\par} + +\pagebreak + + +% +% +% + +Soit $k$ un corps parfait de caractéristique $\neq 2$ (c'est-à-dire +qu'on pourra librement diviser par $2$), dont on notera $k^{\alg}$ la +clôture algébrique. + +On va s'intéresser à la variété algébrique (affine) $C := +\{(x^2+y^2)^2 = x^2-y^2\} \subseteq \mathbb{A}^2$, dite « lemniscate +de Bernoulli », définie dans le plan affine $\mathbb{A}^2$ de +coordonnées $(x,y)$ par le polynôme $h := (x^2+y^2)^2 - (x^2-y^2)$. +Autrement dit, $C$ est l'ensemble des points $(x,y)$ à coordonnées +dans $k^{\alg}$ (« points géométriques ») ou dans $k$ (« points +rationnels ») qui annulent $h$. + +\smallskip + +(1)(a) En notant $(Z{:}X{:}Y)$ les coordonnées du plan projectif +$\mathbb{P}^2$ dont on identifie comme d'habitude $\mathbb{A}^2$ à +l'ouvert $\{Z\neq 0\}$ par $(x,y) \mapsto (1{:}x{:}y)$, déterminer +l'équation de l'adhérence $\overline{C}$ de $C$ dans $\mathbb{P}^2$ +(= « projectivisée » de $C$). On rappelle qu'on attend une équation +homogène en $Z,X,Y$. + +\begin{corrige} +Il s'agit d'homogénéiser $h = (x^2+y^2)^2 - (x^2-y^2)$, ce qui donne +$h^\sharp = (X^2+Y^2)^2 - Z^2(X^2-Y^2)$. L'équation de $\overline{C}$ +est donc : $(X^2+Y^2)^2 = Z^2(X^2-Y^2)$. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(1)}(b) Quels sont les points (géométriques) +d'intersection de $\overline{C}$ avec la droite $\{Z=0\}$ de +$\mathbb{P}^2$ (« droite à l'infini ») ? On pourra appeler +$\{\sqrt{-1},-\sqrt{-1}\}$ les racines du polynôme $1+t^2 \in k[t]$ +dans $k^{\alg}$. + +\begin{corrige} +L'intersection de $\{(X^2+Y^2)^2 = Z^2(X^2-Y^2)\}$ avec $\{Z=0\}$ est +$\{(X^2+Y^2)^2 = 0\}$, ce qui revient à $\{X^2+Y^2 = 0\}$ pour avoir +une équation réduite dans $\mathbb{P}^1$ de coordonnées $(X{:}Y)$. En +notant $\sqrt{-1}$ une racine primitive quatrième de l'unité comme +suggéré, $X^2+Y^2 = (X+\sqrt{-1}\, Y)(X-\sqrt{-1}\, Y)$, si bien que +les points (géométriques) de $\{X^2+Y^2 = 0\}$ dans $\mathbb{P}^1$ +sont $(1{:}\sqrt{-1})$ et $(1{:}{-\sqrt{-1}})$, ou, dans +$\mathbb{P}^2$ sur $\{Z=0\}$, les points $(0\,{:}\,\sqrt{-1}\,{:}1)$ +et $(0\,{:}\,{-\sqrt{-1}}\,{:}\,1)$ (ce sont les « points cycliques à +l'infini »). +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(1)}(c) Quelle est l'équation de l'intersection +de $\overline{C}$ avec $\{Y \neq 0\}$, lui aussi identifié à un plan +affine $\mathbb{A}^{2\prime}$ ? On notera $(w,u)$ les coordonnées sur +$\mathbb{A}^{2\prime}$ identifié à $\{Y \neq 0\}$ par $(w,u) \mapsto +(w{:}u{:}1)$ (on rappelle que les coordonnées de $\mathbb{P}^2$ sont +écrites dans l'ordre $(Z{:}X{:}Y)$, ce qui explique la notation un peu +curieuse). Préciser comment les points trouvés en (1)(b) se voient +dans $\mathbb{A}^{2\prime}$. + +\begin{corrige} +L'intersection de $\{(X^2+Y^2)^2 = Z^2(X^2-Y^2)\}$ avec $\{Y\neq 0\}$ +s'obtient en déshomogénéisant l'équation par rapport à $Y$, ce qui +donne $(u^2+1)^2 = w^2(u^2-1)$ en notant $u = X/Y$ et $w = Z/Y$ comme +suggéré par l'énoncé. + +Les points $(0\,{:}\,\sqrt{-1}\,{:}1)$ et +$(0\,{:}\,{-\sqrt{-1}}\,{:}\,1)$ se voient maintenant comme les points +$(w,u)$ de coordonnées $(0,\sqrt{-1})$ et $(0,-\sqrt{-1})$. +\end{corrige} + +\medskip + +(2) On rappelle que l'espace vectoriel tangent à $\{h=0\}$ en un de +ses points $(x_0,y_0)$ est l'espace vectoriel des $(v_x, v_y)$ tels +que $\left.\frac{\partial h}{\partial x}\right|_{(x_0,y_0)}\cdot v_x = +0$ et $\left.\frac{\partial h}{\partial y}\right|_{(x_0,y_0)}\cdot v_y += 0$ (on peut, si on le souhaite, le translater de $(x_0,y_0)$ de +façon à le voir comme un sous-espace affine de $\mathbb{A}^2$ passant +par le point de tangence). + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(2)}(a) Calculer $h'_x := \frac{\partial + h}{\partial x}$ et $h'_y := \frac{\partial h}{\partial y}$ (on +cherchera à factoriser l'écriture). + +\begin{corrige} +On trouve $h'_x = 2x(2x^2+2y^2-1)$ et $h'_y = 2y(2x^2+2y^2+1)$. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(2)}(b) Déterminer l'espace tangent à $C$ +en $(0,0)$. Quelle est sa dimension ? + +\begin{corrige} +En $(0,0)$, on a $h'_x = 0$ et $h'_y = 0$, de sorte que l'espace +tangent est de dimension $2$. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(2)}(c) En étudiant chacun des quatre cas selon +que $x_0 = 0$ ou $x_0 \neq 0$ d'une part, et que $y_0 = 0$ ou $y_0 +\neq 0$ d'autre part, déterminer tous les points (géométriques) +$(x_0,y_0)$ de $C$ tels que $h'_x$ et $h'_y$ s'annulent. Un tel point +est dit « singulier ». + +(On rappelle aux distraits qu'on s'intéresse à des points de $C$, +c'est-à-dire, qui annulent aussi $h$ lui-même : on cherche à +déterminer tous les points $(x_0,y_0)$ où $h(x_0,y_0)$, +$h'_x(x_0,y_0)$ et $h'_y(x_0,y_0)$ s'annulent simultanément.) + +\begin{corrige} +On cherche à déterminer tous les points $(x_0,y_0)$ où $h(x_0,y_0)$, +$h'_x(x_0,y_0)$ et $h'_y(x_0,y_0)$ s'annulent simultanément : +\begin{itemize} +\item Si $x_0 = 0$ et $y_0 = 0$, qui est bien sur $C$, on observé + en (2)(b) que $h'_x$ et $h'_y$ s'annulent, donc il s'agit d'un point + singulier. +\item Si $x_0 \neq 0$ et $y_0 = 0$, on doit annuler $h(x_0,0) = x_0^4 + - x_0^2 = x_0^2(x_0^2 - 1)$ donc $x_0^2 - 1$ donc $x_0 = \pm 1$, + mais alors $h'_x(x_0,0) = \pm 2$ ne s'annule pas. Il n'y a donc pas + de tel point singulier. +\item Si $x_0 = 0$ et $y_0 \neq 0$, on doit annuler $h(0,y_0) = y_0^4 + + y_0^2 = y_0^2(y_0^2 + 1)$ donc $y_0^2 + 1$ donc $y_0 = + \pm\sqrt{-1}$, mais alors $h'_y(0,y_0) = \mp 2\sqrt{-1}$ ne s'annule + pas. Il n'y a donc pas de tel point singulier. +\item Si $x_0 \neq 0$ et $y_0 \neq 0$, l'annulation simultanée de + $h'_x$ et $h'_y$ demande celle de $2x_0^2 + 2y_0^2 - 1$ et de + $2x_0^2 + 2y_0^2 + 1$, ce qui est manifestement impossible. Il n'y + a donc pas de tel point singulier. +\end{itemize} +Bref, le seul point singulier dans $\mathbb{A}^2$ est en $(x_0,y_0) = +(0,0)$. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(2)}(d) En utilisant l'équation trouvée +en (1)(c), déterminer si les points « à l'infini » trouvés en (1)(b) +sont singuliers. Récapituler tous les point singuliers +de $\overline{C}$. + +\begin{corrige} +On a trouvé $(u^2+1)^2 = w^2(u^2-1)$ comme équation de $\overline C +\cap \mathbb{A}^{2\prime}$. Les dérivées de $(u^2+1)^2 - w^2(u^2-1)$ +par rapport à $w$ et $u$ donnent respectivement $-2 w (u-1)(u+1)$ et +$-2 u (w^2 - 2u^2 -2)$, et en en y substituant $w_0=0$ et $u_0 = +\pm\sqrt{-1}$, on trouve $0$ dans les deux cas. Donc les points +$(w_0,u_0)$ en question sont singuliers. + +Finalement, les points singuliers de $\overline{C}$ sont $(1{:}0{:}0)$ +et $(0\,{:}\,\sqrt{-1}\,{:}1)$ et $(0\,{:}\,{-\sqrt{-1}}\,{:}\,1)$. +\end{corrige} + +\medskip + +(3) On s'intéresse maintenant à $D_\tau$ dans $\mathbb{A}^2$ défini +par l'équation $D_\tau := \{x^2+y^2 = \tau(x-y)\}$, où $\tau$ est un +paramètre qu'on va faire varier (dans $k$ ou même dans $k^{\alg}$). +On notera $f_\tau := x^2+y^2 - \tau(x-y)$ + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(3)}(a) Si $k = \mathbb{R}$, que représente +$D_\tau$ du point de vue de la géométrie euclidienne élémentaire ? +(On pourra chercher à réécrire son équation de la forme $(x-x_c)^2 + +(y-y_c)^2 = \rho^2$ où $x_c,y_c,\rho$ sont des réels dont on donnera +la valeur en fonction de $\tau$.) + +\begin{corrige} +En écrivant $f_\tau = (x-\frac{\tau}{2})^2 + (y+\frac{\tau}{2})^2 - +\frac{\tau^2}{2}$, on voit que $D_\tau$ est le cercle de centre +$(\frac{\tau}{2}, -\frac{\tau}{2})$ et de +rayon $\frac{|\tau|}{\sqrt{2}}$. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(3)}(b) On s'intéresse à un point $(x,y)$ à +l'intersection de $C$ et $D_\tau$ (c'est-à-dire annulant à la fois +$h$ et $f_\tau$), et qui ne soit pas $(0,0)$. En substituant dans $h$ +la valeur de $x^2+y^2$ donnée par l'annulation de $f_\tau$, et en +observant que $x-y \neq 0$ (ce qu'on justifiera), montrer que [le + point est sur la droite d'équation] +\[ +(\tau^2+1) y = (\tau^2-1) x +\] + +\begin{corrige} +Si on a à la fois $(x^2+y^2)^2 = x^2-y^2$ et $x^2+y^2 = \tau(x-y)$, on +a $(x^2-y^2) = \tau^2(x-y)^2$, c'est-à-dire $(x-y)((x+y)-\tau^2(x-y)) += 0$ ou encore $(x-y)((\tau^2+1)y-(\tau^2-1)x) = 0$. + +Maintenant, doit point d'intersection de $C$ et de la droite $x=y$ +vérifie $(2x^2)^2 = 0$ donc $x = 0$ et du coup $y = 0$ aussi ; par +contraposée, un point de $C$ autre que $(0,0)$ vérifie $x\neq y$, +c'est-à-dire $x-y \neq 0$. + +Bref, un point de $C$ et $D_\tau$ autre que $(0,0)$ vérifie +$(\tau^2+1)y-(\tau^2-1)x = 0$, comme annoncé. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(3)}(c) Toujours dans les conditions de la +question (3)(b), montrer que par le calcul que, lorsque $\tau^2 - 1$, +$\tau^2 + 1$ et $\tau^4 + 1$ sont tous non nuls, on a : +\[ +x = \frac{\tau\,(\tau^2+1)}{\tau^4+1} +\hbox{\quad et\quad} +y = \frac{\tau\,(\tau^2-1)}{\tau^4+1} +\tag{*} +\] +(On pourra remplacer dans $f_\tau = 0$ la valeur de $y$ en fonction de +$x$ et $\tau$ découlant de l'équation trouvée en (3)(b), et +factoriser.) + +\begin{corrige} +Lorsque $\tau^2 + 1 \neq 0$, on trouve $y = \frac{\tau^2-1}{\tau^2+1} +x$. En substituant cette valeur dans $f_\tau$, on trouve $2 x +\frac{\tau^4 x - \tau^3 + x - \tau}{(\tau^2 +1)^2}$, et l'annulation +de $f_\tau$ (puisque $x \neq 0$ vu que le seul point de $C$ sur $x=0$ +est $(0,0)$) impose donc $\tau^4 x - \tau^3 + x - \tau = 0$, +c'est-à-dire $x = \frac{\tau\,(\tau^2+1)}{\tau^4+1}$. En substituant +$y = \frac{\tau^2-1}{\tau^2+1} x$, on obtient $y = +\frac{\tau\,(\tau^2-1)}{\tau^4+1}$, comme annoncé. +\end{corrige} + +\medskip + +(4) \underline{Indépendamment} de la question (3) qui a permis de +trouver les équations (*) ci-dessus, on cherche maintenant à dire que +ces équations « paramétrisent » la courbe $C$ (ou $\overline{C}$). + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(4)}(a) Les équations (*) définissent un +morphisme $\psi\colon \tau \mapsto +\big(\frac{\tau\,(\tau^2+1)}{\tau^4+1}\,,\; +\frac{\tau\,(\tau^2-1)}{\tau^4+1}\big)$ d'un ouvert (de définition) $V +\subseteq \mathbb{A}^1$ vers $\mathbb{A}^2$. Que vaut $V$ ? Quel +calcul faut-il faire pour vérifier qu'on a en fait affaire à un +morphisme $V \to C$ ? (On ne demande pas de le faire mais d'expliquer +quelle(s) égalité(s) il s'agit de vérifier.) + +\begin{corrige} +L'ouvert $V$ est $\{\tau^4 + 1 \neq 0\}$, domaine de définition des +fractions rationnelles définissant le morphisme $\psi$. Pour vérifier +que le morphisme tombe bien dans $C$, il s'agit de vérifier que +$h\big(\frac{\tau\,(\tau^2+1)}{\tau^4+1}\,,\, +\frac{\tau\,(\tau^2-1)}{\tau^4+1}\big) = 0$ (ce qui est bien le cas). +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(4)}(b) Décrire le prolongement du morphisme +$\psi\colon V \to C \subset \mathbb{A}^2$, qu'on vient de décrire, en +un morphisme $\overline{\psi}\colon \mathbb{P}^1 \to \overline{C} +\subset \mathbb{P}^2$. On écrira explicitement les coordonnées +$(Z{:}X{:}Y)$ de l'image d'un point $(t_0{:}t_1)$ de $\mathbb{P}^1$ +par ce morphisme. (Bien sûr, $\mathbb{A}^1$ est identifié à l'ouvert +$\{t_0\neq 0\}$ de $\mathbb{P}^1$ par $\tau \mapsto (1{:}\tau)$.) + +\begin{corrige} +Le point $\psi(\tau) = \big(\frac{\tau\,(\tau^2+1)}{\tau^4+1}\,,\; +\frac{\tau\,(\tau^2-1)}{\tau^4+1}\big)$ de $\mathbb{A}^2$ est le point +$(\tau^4+1 : \tau\,(\tau^2+1) : \tau\,(\tau^2-1))$ de $\mathbb{P}^2$ +(les coordonnées étant, comme d'habitude, dans l'ordre $(Z{:}X{:}Y)$). +En identifiant $\mathbb{A}^1$ à l'ouvert $\{t_0\neq 0\}$ +de $\mathbb{P}^1$, on obtient, en homogénéisant, $\overline{\psi} +\colon (t_0 : t_1) \mapsto (t_1^4+t_0^4 : t_0 t_1 \,(t_1^2+t_0^2) : +t_0 t_1\,(t_1^2-t_0^2))$. On vérifie facilement que les trois +coordonnées de ce morphisme ne peuvent jamais s'annuler simultanément +(sauf si $t_0$ et $t_1$ s'annulent, ce qui est exclu +sur $\mathbb{P}^1$), donc on a bien défini un morphisme $\mathbb{P}^1 +\to \mathbb{P}^2$, qui tombe dans $\overline{C}$ car les coordonnées +$(Z{:}X{:}Y)$ qu'on vient de dire vérifient l'équation $(X^2+Y^2)^2 = +Z^2(X^2-Y^2)$ trouvée en (1)(a) (c'est la même vérification que (4)(a) +une fois chassés les dénominateurs). +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(4)}(c) Quelles sont les images +par $\overline{\psi}$ des points $0$ et $\infty$ (c'est-à-dire +respectivement $(1{:}0)$ et $(0{:}1)$) de $\mathbb{P}^1$ ? En déduire +que $\overline{\psi}$ n'est pas un isomorphisme (entre $\mathbb{P}^1$ +et $\overline{C}$). + +\begin{corrige} +La valeur $\overline{\psi}(0) = \psi(0)$ peut se calculer directement +à partir de la description affine $\psi\colon \tau \mapsto +\big(\frac{\tau\,(\tau^2+1)}{\tau^4+1}\,,\; +\frac{\tau\,(\tau^2-1)}{\tau^4+1}\big)$ et on trouve $(0,0)$. On peut +bien sûr aussi substituer $t_0 = 1$ et $t_1 = 0$ dans $(t_1^4+t_0^4 : +t_0 t_1 \,(t_1^2+t_0^2) : t_0 t_1\,(t_1^2-t_0^2))$, ce qui donne +(heureusement !) le même résultat. + +La valeur $\overline{\psi}(\infty)$ s'obtient en substituant $t_0 = 0$ +et $t_1 = 1$ dans $(t_1^4+t_0^4 : t_0 t_1 \,(t_1^2+t_0^2) : t_0 +t_1\,(t_1^2-t_0^2))$, ce qui donne le même point $(1{:}0{:}0)$, +origine de $\mathbb{A}^2$. + +Le point en question étant parcouru deux fois par le paramétrage, +$\overline{\psi}$ n'est pas bijective, donc n'est pas un isomorphisme. +\end{corrige} + +\smallskip + +\leavevmode\hphantom{(4)}(d) En utilisant la paramétrisation qu'on a +trouvée, énumérer un maximum de points rationnels de $C$ et +de $\overline{C}$ sur le corps fini $\mathbb{F}_5 = +\mathbb{Z}/5\mathbb{Z}$ à cinq éléments. Qu'en est-il des points +trouvés en (1)(b) ? + +\begin{corrige} +Comme $\overline{\psi}$ est donné par des polynômes à coefficients +dans $k$, si on l'applique à un point rationnel (i.e., à coordonnées +dans $k$) de $\mathbb{P}^1$, on obtient un point rationnel +de $\overline{C}$. Rien ne dit que la réciproque soit vraie (et on va +observer qu'elle ne l'est pas). + +En substituant les six points ($(0{:}1)$ et $(1{:}i)$ pour +$i\in\{0,1,2,3,4\}$) de $\mathbb{P}^1_{\mathbb{F}_5}$ dans +$\overline{\psi} \colon (t_0 : t_1) \mapsto (t_1^4+t_0^4 : t_0 t_1 +\,(t_1^2+t_0^2) : t_0 t_1\,(t_1^2-t_0^2))$, on obtient les points +$(0,0)$ (deux fois), $(1, 0)$, $(0, 2)$, $(0, 3)$, $(4, 0)$, tous dans +$\mathbb{A}^2$ (c'est-à-dire $(1{:}0{:}0)$, $(1{:}1{:}0)$, +$(1{:}0{:}2)$, $(1{:}0{:}3)$, $(1{:}4{:}0)$ dans $\mathbb{P}^2$). +(Pour simplifier les calculs à la main, il est bien sûr préférable +d'écrire $4$ comme $-1$ et $3$ comme $-2$.) + +Les points singuliers à l'infini $(0\,{:}\,\sqrt{-1}\,{:}1)$ et +$(0\,{:}\,{-\sqrt{-1}}\,{:}\,1)$, c'est-à-dire, sur $\mathbb{F}_5$, +$(0{:}2{:}1)$ et $(0{:}3{:}1)$, n'ont pas été atteints par le +paramétrage sur des points rationnels de $\mathbb{P}^1$. (On les +obtient, chacun deux fois, en $(1{:}\tau)$ pour $\tau$ valant une des +racines de $2$ ou $3$ dans $\mathbb{F}_{25}$, c'est-à-dire une des +racines quatrièmes de $-1$.) + +(En fait, on peut se rendre compte que si un point géométrique de +$\overline{C}$ n'est atteint par $\overline{\psi}$ qu'en un unique +point géométrique $(t_0{:}t_1)$ de $\mathbb{P}^1$, ce $(t_0{:}t_1)$ +est forcément invariant par Galois puisque son image +par $\overline{\psi}$ l'est, donc en fait $(t_0{:}t_1)$ est rationnel. +On n'attendait bien sûr pas une telle analyse.) +\end{corrige} + +\medskip + +(5) Tracer l'allure de la courbe $C$ dans le cas $k = \mathbb{R}$. + +\begin{corrige} +On obtient une figure à l'allure de $8$ couché (c'est-à-dire, +symbole $\infty$) avec le point double en $(0,0)$ (et des points ayant +tangente verticale en $(-1,0)$ et $(1,0)$). +\end{corrige} + + + +% +% +% +\end{document} |