1. Montrons d’abord que √Iest un sous groupe de A. On remarque que I⊂√I, donc 0∈√I.
Soit x, y ∈√I, il existe n, m ∈Ntels que xn, ym∈I. Alors
(x−y)n+m−1=
n+m−1
X
k=0 n+m−1
k!xk(−y)n+m−1−k.
Pour tout k∈ {1, . . . , n +m−1}soit k≥n, soit n+m−1−k≥m, donc tous les éléments de
la somme sont dans I, et la somme elle même est dans I.
Reste à prouver que √Iest stable par multiplication par les éléments de l’anneau A. Soit x∈√I,
n∈Ntel que xn∈Iet a∈A. Alors (ax)n=anxn∈I.
2. Soit x∈√I.J, et n∈Ntel que xn∈I.J. On remarque que I.J ⊂I∩J, donc xn∈I∩J. On a
donc √I.J ⊂√I∩J.
Soit x∈√I∩J,n∈Ntel que xn∈I∩J. Alors x∈√Iet x∈√J. On a donc √I∩J⊂√I∩√J.
Soit enfin x∈√I∩√J,n, m ∈Ntels que xn∈Iet xm∈J. Alors xn+m=xnxm∈I.J, donc
x∈√I.J. On a donc √I∩√J⊂√I.J
Finalement on a la succesion d’inclusions
√I.J ⊂√I∩J⊂√I∩√J⊂√I.J.
Toutes les inclusions sont donc des égalités.
3. Notons k=pα1
1. . . pαr
rla décomposition de ken facteurs premiers. On montre alors que √kZ=
p1. . . prZ.
D’après la deuxième question,
√kZ=qpα1
1Z∩. . . ∩qpαr
rZ
=pp1Z∩. . . ∩pprZ
=pp1. . . prZ
On vérifie alors facilement que puisque les pisont premiers
pp1. . . prZ=p1. . . prZ.
Exercice 3. Suite décroissante d’idéaux
Soit Aun anneau principal tel que tout suite décroissante d’idéaux est stationnaire. Montrer que A
est un corps.
Solution de l’exercice 3. On suppose que An’est pas un corps est on considère un élément anon nul
et non inversible de A. On a alors la suite décroissante d’idéaux
hai⊇ha2i ⊇ . . . ⊇ hani ⊇ . . .
Par hypothèse cette suite est stationnaire et il existe n∈Ntel que hani=han+1i. On a alors l’existence
de b∈Atel que
an=ban+1
⇔an(1 −ba)=0
⇒ba = 1 car Aest principal donc intègre
On en déduit que aest inversible. C’est absurde !
Exercice 4.
2