MPSI2 Groupes, anneaux et corps 2016-2017
29 FF Soit Gun groupe not´e multiplicativement. Pour tout a∈G, on note τa:G→G
x7→ axa−1.
a) Montrer que τaest un morphisme du groupe G.
b) Montrer que ∀(a, b)∈G2, τa◦τb=τab.
c) Montrer que τaest bijective et d´eterminer son application r´eciproque.
d) En d´eduire que A={τa, a ∈G}muni de la composition est un groupe.
30 FF Montrer que (R∗,×) et (C∗,×) ne sont pas isomorphes.
31 ♥FF Soit (G, ∗) et (G0,+) deux groupes et f:G→G0un morphisme de groupes.
a) Montrer que pour tout sous-groupe Hde G,f(H) est un sous-groupe de G0.
b) Montrer que pour tout sous-groupe H0de G0,f−1(H0) est un sous-groupe de G.
Anneaux
32 D´eterminer les morphismes d’anneaux de Zdans Z.
33 ♥Soit d∈N, on note Z[√d] = {a+b√d, (a, b)∈Z2}. Montrer que Z[√d] est un anneau.
34 ♥On d´efinit sur Z2deux lois de composition interne not´ees + et ∗par : ∀(a, b, c, d)∈Z4:
(a, b)+(c, d)=(a+c, b +d),(a, b)∗(c, d)=(ac, ad +bc)
a) Montrer que (Z2,+,∗) est un anneau commutatif.
b) Montrer que A={(a, 0), a ∈Z}est un sous-anneau de (Z2,+,∗).
35 FOn note D=nn
10k, n ∈Z, k ∈Nol’ensemble des nombres d´ecimaux. Montrer que Dest un anneau. Quels sont
ses inversibles ?
36 FTrouver les ´el´ements inversibles de Z[i] = {a+ib, (a, b)∈Z2}.
37 FSoit A=nm
2n, m ∈Z, n ∈No. Montrer que Aest un anneau avec les lois + et ×usuelles. Quels en sont les
´el´ements inversibles ?
38 FF On consid`ere (A, +,×) un anneau de Boole, c’est-`a-dire un anneau non nul tel que : ∀x∈A, x2=x.
a) Montrer que ∀(x, y)∈A2, xy +yx = 0. En d´eduire que ∀x∈A, x +x= 0. Montrer que Aest commutatif.
b) Montrer que la relation binaire d´efinie sur Apar : x≤y⇔yx =xest une relation d’ordre.
c) Montrer que ∀(x, y)∈A2, xy(x+y) = 0. En d´eduire qu’un anneau de Boole int`egre ne peut avoir que 2 ´el´ements.
39 FF Soit Aun anneau tel que ∀(a, b)∈A2,(ab)2=a2b2. Montrer que Aest commutatif.
40 FF Soit Eun ensemble non vide et P(E) l’ensemble des parties de E. On pose :
∀(A, B)∈ P(E)2, A∆B= (A\B)∪(B\A)
.
a) Montrer que (P(E),∆,∩) est un anneau commutatif.
b) Montrer que cet anneau n’est pas int`egre et d´eterminer les diviseurs de z´ero.
41 ♥FF Soient xet ydeux ´el´ements d’un anneau (A, +,∗).
a) Montrer que si xest nilpotent et que xet ycommutent, alors xy est nilpotent.
b) Montrer que si xet ysont nilpotents et commutent, alors x+yest nilpotent.
c) Montrer que si xy est nilpotent alors yx l’est aussi.
d) Montrer que si xest nilpotent alors 1 −xest inversible. Pr´eciser (1 −x)−1.
42 FFF Soit Aun anneau tel que : ∀x∈A, x3=x.
a) Soit e∈Atel que e2=e, d´emontrer que ecommute avec tous les ´el´ements de A.
b) En d´eduire que Aest commutatif.
3 Chapitre 9