dim(R2) = 3 −2 = 1. Or u3∈Ker(φ) donc, comme G= Vect(u3) est
de dimension 1, on a G= Ker(φ) :
G= Vect(u3) = Ker(φ) = Ker(u∗
1)\Ker(u∗
2).
Exercice 2 :
1. φ√2est un morphisme d’anneaux. Son noyau est donc un id´eal de
Q[X]. Comme Q[X] est principal, Ker(φ√2)=(P0) avec P0∈Q[X].
Nous allons montrer que (`a multiplication pr`es par un ´el´ement de Q∗),
P0=X2−2. En effet, on a clairement que X2−2∈Ker(φ√2). Donc
P0|(X2−2). Si X2−2 ´etait r´eductible dans Q[X], il admettrait un
diviseur de degr´e 1 dans Q[X], ce qui impliquerait que X2−2 admet
une racine dans Q, ce qui est impossible car ses racines sont ±√2
et aucune n’est dans Q. Comme P0|(X2−2), on a donc que P0est
constant ou associ´e `a X2−2. La premi`ere option est impossible P06= 0
car P0|(X2−2) et si P0=λ6= 0, P0(√2) = λ6= 0. On a donc montr´e
que P0est associ´e `a X2−2 donc qu’on peut prendre P0=X2−2 (car
ils engendrent le mˆeme id´eal) :
Ker(φ√2) = (X2−2).
2. Ceci d´ecoule en fait d’un r´esultat plus g´en´eral : Dans un anneau prin-
cipal A, si Iest un id´eal premier non nul, Iest maximal. Ici, soit Jun
id´eal de Q[X] tel que (P0)⊂J⊂Q[X]. Il existe Q∈Q[X] , Q6= 0 tel
que J= (Q). Comme P0∈J, on a Q|P0. Comme P0est irr´eductible,
ceci ne laisse que deux possibilit´es : soit Qest asoci´e `a P0, auquel cas
J= (P0), soit Qest une unit´e et J= (Q) = Q[X]. Ceci montre que
(P0) est maximal. L’anneau Q[√2] = Im(φ√2est donc un corps.
3. Soit x∈Q[√2]. Il existe, par d´efinition, un polynˆome P∈Q[X] tel que
x=P(√2). Effectuons la division euclidienne de Ppar P0=X2−2:
P= (X2−2)Q+R
avec R=bX +a, (a, b)∈Q2, un polynˆome de degr´e 1 et Q∈Q[X].
On a alors
x=P(√2) = 0 ×Q(√2) + R(√2) = a+b√2.
4. On voit facilement que l’application x7→ xsatisfait x+y=x+ypour
tous x, y ∈Q[√2]. (elle est mˆeme Q-lin´eaire). Pour montrer qu’on a
xy =xy pour tous x, y ∈Q[√2], ´ecrivons
x=a+b√2, y =a0+b0√2.
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