Ce livre s'adresse aux étudiants de mathématiques qui désirent approfondir leurs connaissances en algèbre. Nous supposons qu'ils ont déjà acquis les éléments de base de l'arithmétique des nombres entiers et de l'algèbre linéaire.
Dans les trois premières parties, nous exposons les concepts fondamentaux de la théorie des groupes, des anneaux et des corps commutatifs. Nous illustrons les notions introduites par de nombreux exemples et applications issus de la géométrie ou de l’arithmétique : groupes de symétries des polyèdres réguliers et groupe des déplacements de l’espace euclidien, factorisation en éléments premiers dans l’anneau des polynômes et des entiers de Gauss, constructions à la règle et au compas.
Les deux parties suivantes s’adressent à des étudiants plus avancés et développent la théorie de Galois, qui traite de la résolubilité par radicaux des équations polynomiales, ainsi que celle des modules sur un anneau commutatif. Cette dernière s’applique en particulier à la classification des groupes abéliens et des endomorphismes d’espace vectoriel.
Cet ouvrage sera utile aux étudiants préparant la licence ou la maîtrise de mathématiques, les concours du CAPES ou de l’Agrégation ainsi qu’aux enseignants qui pourront l’utiliser comme base pour un cours.
Alain Jeanneret est professeur de mathématiques à l’université de Berne.
Daniel Lines a été professeur de mathématiques à l’université de Bourgogne.
Table des matières :
1 Préliminaires
1.1 Rappels de théorie des ensembles
1.2 Lois internes et groupes
1.3 Anneaux
1.4 Corps
1.5 Quaternions
1.6 Exercices
I Théorie des groupes
2 Généralités sur les groupes I
2.1 Définitions
2.2 Homomorphismes de groupes
2.3 Groupes quotients
2.4 Exercices
3 Exemples de détermination de groupes
3.1 Groupes d’ordres inférieurs à huit
3.2 Groupe des unités de Z/n
3.3 Exercices
4 Généralités sur les groupes II
4.1 Théorèmes d’isomorphie
4.2 Centre d’un groupe
4.3 Commutateurs
4.4 Groupes résolubles
4.5 Produits directs
4.6 Produits semi-directs
4.7 Exercices
5 Groupes de permutations et groupes de symétries des polyèdres
5.1 Groupes symétriques
5.2 Groupes alternés
5.3 Groupes de symétries des polyèdres réguliers
5.4 Exercices
6 Actions de groupes
6.1 Définitions
6.2 Applications à la théorie des groupes
6.3 Dénombrements d’objets coloriés
6.4 Théorème de Sylow
6.5 Exercices
7 Groupes de matrices et groupes d’isométries de l’espace euclidien
7.1 Groupes linéaires
7.2 Groupes orthogonaux et unitaires
7.3 Groupes d’isométries de l’espace euclidien
7.4 Exercices
II Théorie des anneaux
8 Généralités sur les anneaux
8.1 Définitions
8.2 Anneaux de polynômes à une variable
8.3 Anneaux de polynômes à plusieurs variables
8.4 Exercices
9 Arithmétique dans les anneaux
9.1 Anneaux euclidiens et principaux
9.2 Anneaux factoriels
9.3 Arithmétique de l’anneau des entiers de Gauss
9.4 Le Grand théorème de Fermat
9.5 Factorialité des anneaux de polynômes
9.6 Exercices
III Théorie des corps
10 Extensions de corps
10.1 Définitions
10.2 Éléments algébriques et transcendants
10.3 Polynômes cyclotomiques
10.4 Corps des racines d’un polynôme
10.5 Corps finis
10.6 Exercices
11 Constructions à la règle et au compas
11.1 Lien avec les extensions de corps
11.2 Applications
11.3 Exercices
IV Théorie de Galois
12 Groupe de Galois et extensions galoisiennes
12.1 Groupe de Galois
12.2 Extensions galoisiennes
12.3 Réalisation de groupes comme groupes de Galois
12.4 Groupes de Galois des extensions de corps finis
12.5 Démonstration de la formule du sous-corps fixe
12.6 Exercices
13 Résolution des équations par radicaux
13.1 L’Équation XI' — a = 0
13.2 Équations résolubles par radicaux
13.3 Équations non résolubles par radicaux
13.4 Exercices
V Théorie des modules
14 Généralités sur les modules
14.1 Définitions
14.2 Sous-modules d’un module libre
14.3 Démonstration du théorème de la forme normale
14.4 Exercices
15 Classification des modules sur un anneau principal
15.1 Décomposition d’un module selon ses facteurs invariants
15.2 Décomposition primaire d’un module
15.3 Démonstration de l’invariance des idéaux élémentaires
15.4 Exercices
16 Module associé à un endomorphisme d’espace vectoriel 359 16.1 Facteurs invariants du module associé à un endomorphisme 360 16.2 Décomposition primaire du module associé à un endomorphisme et blocs de Jordan
16.3 Exercices
Glossaire
Bibliographie
Index
Les commentaires sont fermés.