V. Propriétés algébriques classiques - E

V. Propriétés algébriques classiques
Objekttyp: Chapter
Zeitschrift: L'Enseignement Mathématique
Band (Jahr): 13 (1967)
Heft 1: L'ENSEIGNEMENT MATHÉMATIQUE
PDF erstellt am: 26.05.2017
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tence de racines multiples du polynome distingue) l'etant evidemment dans
ce cas particulier. ?II yalieu de remarquer au contraire la non validite d'un
theoreme des fonctions implicites dans Vanneau k[Xl9 ..., Xn](Xi,...,xn)> e*
done, afortiori, la non validite dun theoreme de preparation. (Si, dans le
cas diffe rentiable, on a«trop »de fonctions, ce qui faitperdre l'unicite, dans
le cas algebrique, on n'en aplus assez).
Par exemple, soit kun corps de caracteristique 2et considerons
C'est une serie formelle reguliere d'ordre len X2.La serie g(Xx)telle
que g(0) =0 Qtf(X1;g(1 ;g(X1)) =0 est 1- (l-J^)1'2,etant entendu que
Ton developpe suivant la formule du binome. II est clair qu'elle n'appartient
pas al'anneau k[Xl9 X2]fxi,x2y2 y
Lemme de Hensel.
Un anneau local Aest dit henselien si tout polynome de la forme :
oil a0appardent am, ideal maximal de A, et axn'appartient pas am, aune
racine dans m.
II est clair que les anneaux k{Xu..., XnJ, k{{Xu ..., Xn}} (si kest
value complet non discret), Snsont henseliens en raison de la validite dun
theoreme des fonctions implicites dans respectivement k[XvXv..., Xn,Xj,
k{{X1t ...,XH,X}},gn+1.
Par contre, Vanneau k[Xu..., Xn](xi,...,x )nest pas henselien.
V. Propriétés algébriques classiques
1. Noetherianite.
II est facile de prouver apartir du fait que Vanneau k[Xu..., Xn]est
noetherien (theoreme de Hilbert) qu'il en est de meme de l'anneau
k[X1,...,Xn](XliXn).En fait,un ideal de ce dernierest engendre par un ideal
de k[Xl9 ..., Xn]. L'anneau &n&nlui nest pas noetherien, en raison de l'exis
tence des fonctions plates, car il ne satisfait pas au theoreme de Krull
nnf =(0).
On deduit classiquement du theoreme de preparation le fait que les
anneaux k\XU..., XnJet k{{ Xl9 ..., Xn}} (k corps value complet non
discret) sont noetheriens. Voici l'idee de la preuve pour k[Z1?Z1? ..., XnJ,
la preuve pour k{{ Xl9 ..., Xn}} etant analogue: Soit aun ideal de k

[Z1?Z1? ..., XnJ. S'il est (0), il est de type fini. Sinon, soit/un element non nul
de a. Quitte alui appliquer un A>automorphisme de k[Xl9 ..., ZM], on peut
le supposer regulier en Xn.Des lors, k[Xl9 ..., XnJ/(f)X
nJ/(f) est un module de
type fini sur l'anneau k{Xl9 ..., Xn^ ±J/k [Xl9 ..., X^] n(/). II suffit alors
de proceder par recurrence, supposant k\Xl9 ..., i^.j] noetherien. II en
va de meme de l'anneau quotient k\Xl9 ..., Xn-^\jk [Xl9X l9 ..., Xn-.^\c\(f) et
done du module de type fini k[Xl9 ..., XnJ/(f).X
nJ/(f). Ceci signifie que tout sous
module est de type fini. Done, en particulier, a/(f) est de type fini. Par conse
quent, l'ideal aest de type fini. ?Rappelons que tout quotient d'un anneau
noetherien est noetherien. Done, les anneaux locaux de la geometrie alge
brique, analytique, formelie sont noetheriens.
La preuve ci-dessus echoue en ce qui concerne l'anneau Sncar la notion
de germe plat est «intrinseque »et si /est un tel germe, il n'est pas possible
de trouver un automorphisme de Snle rendant regulier.
2. Factorialite.
Un anneau integre Aest dit factoriel si tout element est, de maniere
unique (en un sens evident), produit d'elements irreductibles. Cette notion
ne se conserve, evidemment, pas par passage au quotient.
La factorialite bien connue (theoreme de Gauss) de l'anneau k[Xu...,Xu..., Xn]
implique celle de l'anneau k[X19 ...,Xn]^Xl XnyElle resulte aussi du fait
que l'origine (0, ..., 0) est un point simple de knmuni de sa structure de
variete algebrique.
Par contre, Vanneau $nn'est pas factoriel: e'est ainsi, que dans Sule
germe de la fonction plate x-> e~ 1/x est divisible par le germe de xnpour n
entier 0quelconque.
D'ailleurs l'anneau S1n'est pas integre comme on le voit aisement en
considerant les germes des fonctions /et gdefinies sur Rpar
Les anneaux k\Xl9 ..., XnJet k{{ Xl9 ..., Xn}} (k value complet non
discret) sontfactoriels :la, encore, la preuve se fait par recurrence sur nau
moyen du theoreme de preparation. Comme il s'agit d'anneaux noetheriens
integres, l'existence d'une decomposition en facteurs irreductibles est assu
ree. II reste aprouver l'unicite et, acet effet, qu'un element irreductible

engendre un ideal premier. Or, si /est un tel element, on peut le supposer
regulier en Xn(quitte aappliquer un automorphisme). II suffit alors de prou
ver que le polynome distingue associe engendre un ideal premier dans
k[Xl9 ..., yn_i] [Xn]ou k{{ Xl9 ..., Xn.t}} [Xn]mais ceci est assure par
la factorialite de k[Xl9 ..., Xn-tJou k{{ Xl9 ..., Xn-X}} et done des
anneaux de polynomes en Xnsur ceux-ci.
V. Autres résultats
D'autres points de comparaison sont possibles. Citons en quelques-uns :
Un idealpremierpdel'anneau k{{ Xl9 ..., Xn}} le reste dans son complete
k\XU..., XnJ(k corps value complet non discret). Nous ne le prouverons
pas.
Iln'en estplus de meme pour un idealpremierpde I'anneau k\_Xl9 ..., Xn]
en general. Cest ainsique le polynome XxX2X2?(X1+X7)(Xl-etant
irreductible dans k[XvX2]engendre un ideal premier dans k[XuX2{XlX2y
Mais, il se decompose dans l'anneau k\Xl9 X2Jen (X1-{-r(Xl9 X2))
{XX2Jrs{XvX2)) ou rets sont des series formelles d'ordre superieur a2
et il engendre done un ideal qui n'est plus premier dans k\Xl9 X2Jmais
qui est intersection de deux ideaux premiers, correspondants aux deux
branches formelles (ou analytiques) de la courbe algebrique d'equation
X1X2X2-(X1+X2)(Xi+Xi) =0(« strophoide »).
Une etude plus generale de ce genre de situation est faite par M. Nagata
sous la rubrique: Weierstrassean Rings (Local Rings. Interscience Publishers;
1962).
Le probleme correspondant dans $nconsiste apasser au quotient par
l'ideal des germes de fonctions plates. Dans ce passage, un ideal premier
donne un ideal premier du (complete) separe.
On pourrait aussi etudier des theoremes de coherence du type theoreme
de coherence d'Oka dans la categorie des espaces analytiques.
Signalons pour finir unjoli resultat du aA'Campo (Journal de Mathema
tiques pures et appliquees, 46, 1967, pp. 279-298) parmi d'autres resultats
du meme autem.
On considere une /?-suite (Miy.. in)de nombres reels positifs etle sous
ensemble de R[Xl9 ..., XnJdes series aiv.. in X[l... XXl
nnpour lesquelles
on peut trouver un nombre reel positif htel que