« Anneau de Bézout » : différence entre les versions

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En [[algèbre commutative]] un '''anneau de Bézout''' ou '''anneau bézoutien''' est un anneau où la [[théorème de Bachet-Bézout|propriété de Bézout]] va se trouver vérifiée. Plus formellement, cun '''anneau pseudo-bézoutien'''est un anneau dans lequel tout [[idéal de type fini]] est [[idéal principal|principal]].; Si, en toute théorie, la définition d'un anneau de Bézout n'exige pas la propriété d'[[anneau intègre|intégrité]] de l'anneau, en pratique les anneaux de Bézout que lbézoutien'''on étudieest sontun enanneau généralpseudo-bézoutien intègresintègre<ref>AvivaBourbaki Spirzglas2006, AlgèbreChap. L37, p.exercices 20 et 51121</ref>.
 
== Idéal de type fini et propriété de Bézout ==
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Un idéal de type fini est un idéal engendré par un nombre fini d'éléments. Un idéal engendré par un élément a est dit [[idéal principal]] et se note aA. Un idéal engendré par deux éléments a et b se note aA+bA, il est constitué des éléments de A pouvant s'écrire sous la forme au+bv avec u et v éléments de A.
 
Un anneau intègre est donc de Bézout si et seulement si, pour tous a et b de A, il existe un élément d de A tel que aA+bA=dA. L'implication directe n'est qu'un conséquence de la définition, la réciproque provient du fait que si un idéal engendré par 2 éléments est principal, il en est de même de l'idéal engendré par 3 éléments, puis 4, puis n.
 
Dans un anneau de Bézoutpseudo-bézoutien tout couple (a,b) d'éléments non nuls possède un [[PGCD]] : pgcd(a,b)=d si et seulement si aA+bA=dA. Tout anneau de Bézoutpseudo-bézoutien est donc un [[anneau à PGCD]].
 
De cette égalité, on déduit la propriété suivante appelée [[théorème de Bachet-Bézout|identité de Bézout]] : pour tous éléments a, b et c de A, il existe des solutions à l'équation au+bv=c si et seulement si c est multiple du PGCD de a et b.
 
== Hiérarchie ==
* Puisque tout anneau de Bézoutpseudo-bézoutien est un anneau à PGCD, poursur un tel anneau de Bézout intègre on a :
** le [[Lemme d'Euclide|lemme de Gauss]] et le [[lemme d'Euclide]] sont vérifiés ;
** tout [[primalité dans un anneau#Éléments premiers entre eux et élément irréductible|élément irréductible]] est [[primalité dans un anneau#Éléments indissolubles entre eux et élément premier|premier]] (ces deux propriétés sont alors équivalentes) ;
** l'anneau est [[anneau intégralement clos|intégralement clos]].
* Un anneau de Bézout intègrebézoutien vérifie la propriété supplémentaire suivante :
** un élément est premier si et seulement s'il est [[Primalité dans un anneau#Éléments étrangers et élément extrémal|extrémal]], c'est-à-dire si l'[[idéal principal]] qu'il engendre est non nul et [[Idéal maximal|maximal]].
* Un anneau intègre est de Bézout si et seulement s'il est à la fois à PGCD et de Prüfer, un anneau intègre étant dit de Prüfer si tout idéal de type fini non nul est [[Idéal fractionnaire|inversible]].
* Tout [[Valuation#Anneau de valuation|anneau de valuation]] est clairement de Bézout.
* Un anneau intègre est [[Anneau principal|principal]] si et seulement s'il est à la fois de Bézout et atomique, un anneau intègre étant dit atomique si tout élément non nul et non inversible y est produit d'irréductibles.
** Puisque tout [[anneau factoriel]] est intègre et atomique, tout anneau de Bézout qui est aussi factoriel est un anneau principal.
** De même, puisque tout [[anneau noethérien]] est atomique, tout anneau de Bézout intègre qui est aussi noethérien est principal. (Plus généralement : pour qu'un anneau soit atomique, il suffit que toute suite croissante d'idéaux ''principaux'' soit stationnaire.)
** Il existe des anneaux de Bézout intègres non atomiques (donc non factoriels), comme l'anneau <math>\scriptstyle H(\C)</math> des [[fonction entière|fonctions entières]]<ref>Voir une démonstration dans ''[http://agreg-maths.univ-rennes1.fr/documentation/docs/holomorphe.pdf Arithmétique des anneaux de fonctions holomorphes]'' de David Bourqui</ref> ou celui des [[Entier algébrique|entiers algébriques]]<ref>{{Planetmath reference|id=9220|title=Example of a Bezout domain that is not a PID}}</ref>{{,}}<ref>Pour une généralisation, cf {{en}} Pete L. Clark, ''[http://math.uga.edu/~pete/integral.pdf Commutative algebra]'', [[Irving Kaplansky|Kaplansky]]'s theorem p. 215</ref>. On peut également construire<ref>[[Bourbaki]], ''[[Éléments de mathématique]]'', AC VI.3.4</ref>, pour tout [[Groupe ordonné|groupe abélien totalement ordonné]] ''G'', un anneau de valuation (donc de Bézout) dont le groupe de valuations est ''G'' : pour ''G'' non trivial et non isomorphe à '''Z''', cet anneau sera de valuation non triviale et non [[anneau de valuation discrète|discrète]], donc ne sera pas principal.
 
== Notes et références ==
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== Bibliographie ==
* {{Ouvrage|prénom1= N.| nom1=Bourbaki| titre = Algèbre commutative, chapitres 5 à 7| éditeur = Springer | année = 2006| isbn=3540339418| pages=352}}
*{{Szpirglas}}
*{{article|lang=en|prénom=P. M.|nom=Cohn|lien auteur=Paul Cohn|url=http://www.lohar.com/researchpdf/bezout_rings_and_their_subrings.pdf|titre=Bezout rings and their subrings|revue=Math. Proc. Cambridge Phil. Soc.|year=1968|volume=64|p.=251-264}}
 
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