Exercice 6. (anneau de Boole) Soit Aun anneau Atel que ∀x∈A:x2=x.
(a) Montrer que ∀x∈A:x+x= 0.
(b) Montrer que Aest commutatif.
(c) Pour x, y ∈A, calculer xy(x+y). En d´eduire que An’est pas int`egre si
card A > 2.
(d) Montrer qu’il existe un seul tel anneau `a deux ´el´ements.
Exercice 7. (Polynˆomes) Soit Aun anneau unitaire. Les suites `a valeurs dans
Aet `a support fini sont not´es A(N)=a∈AN| ∃N > 0 : ∀n > N, an= 0 .
(a) Montrer que A(N)est un sous-groupe de (AN,+).
(b) Montrer que la multiplication d´efinie par a·b:= cavec ck=
k
P
i=0
aibk−i
fait de A(N)un mono¨ıde, dont l’´element neutre est 1= (1,0,0...).
(c) Montrer que cette multiplication est distributive par rapport `a l’addi-
tion, puis en d´eduire que (A(N),+,·) est un anneau unitaire.
(d) Montrer que ϕ:A→A(N), x 7→ (x, 0,0...), est un morphisme injectif
d’anneaux unitaires. Grace `a cette injection on consid`ere d´esormais A
comme sous-anneau de A(N).
(e) On pose X= (0,1,0,0...) (= (δi1)i∈N). Calculer les puissances
X0, X1, X2, X3, et montrer qu’on peut ´ecrire tout a∈A(N)sous la forme
a=Pi∈NaiXi, o`u la somme s’arr`ete `a i= deg a= sup {k|ak6= 0 }.
On retrouve ainsi l’anneau des polynˆomes qu’on note dor´enavant A[X].
(f) Pour deux polynˆomes a, b on d´efinit leur compos´ee par a◦b=a(b) =
Paibi. Montrer que (A[X],◦) est un mono¨ıde.
(g) Soit A0un sur-anneau de A. Montrer que pour tout x∈A0, l’application
ex:a7→ Paixiest un morphisme d’anneaux de A[X] dans A0.
(h) Montrer que les polynˆomes pairs (tels que P(X) = P(−X)) forment un
sous-anneau de A[X]. Qu’en est-il pour les polynˆomes impairs ?
(i) Soit Il’id´eal engendr´e par 1 + X2. Etudier l’anneau quotient R[X]/I.
Exercice 8. (corps des fractions) Soit Aun anneau int`egre (commutatif, uni-
taire). On pose A∗=A\ { 0}et E=A×A∗.
(a) Montrer que la relation binaire Sd´efinie par (a, b)S(c, d)⇐⇒ ad =cb,
est une relation d’´equivalence sur E.
(b) On munit Ede deux lois, (a, b)⊕(c, d) = (ad +cb, bd) et (a, b)⊗(c, d) =
(ac, bd). V´erifier que Sest compatible avec ⊕et ⊗.
Notons +,·les lois-quotient.
(c) Montrer que (E/ S,+,·) est un corps commutatif.
(d) Montrer que ϕ:A→E/ S, a 7→ ]
(a, 1), est un morphisme d’anneaux
injectif ; en d´eduire qu’on peut voir Acomme sous-anneau de E/ S.
(e) Applications : (i) A=Z; (ii) A=K[X] (⇒E/ S=K(X)).
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