Algèbre (M1)
automne 2025–2026

Équipe pédagogique

  • Responsable du cours : Todor Tsankov
  • Travaux dirigés : Nicolas Ressayre

Avancement du cours

  • 04/09 : Rappels sur les anneaux. Exemples : \(\mathbf{Z}\), \(\mathbf{Z} / n \mathbf{Z}\), \(\mathbf{Z}[\sqrt{D}]\), polynômes en une et plusieurs variables, matrices, anneaux de groupes. Corps. Exemples : \(\mathbf{Q}, \mathbf{R}, \mathbf{C}, \mathbf{Q}(\sqrt{D}), \mathbf{F}_p\). Anneaux intègres. Idéaux, quotients. Idéaux maximaux et premiers, caractérisation par le quotient. Tout idéal est contenu dans un idéal maximal. Corps de fractions. Anneaux euclidiens. Exemples : \(\mathbf{Z}, \mathbf{Z}[i], K[x]\). Tout idéal dans un anneau euclidien est principal. Divisibilité. PGCD et algorithme d'Euclide. Anneaux principaux. Dans un anneau principal tout idéal premier est maximal. Éléments premiers et irréductibles.
  • 11/09 : Anneaux factoriels. Tout anneau principal est factoriel. Dans un anneau factoriel, tout élément irréductible est premier. PGCD dans les anneaux factoriels. Éléments irréductibles dans \(\mathbf{Z}[i]\).
  • 18/09 : Anneaux de polynômes. Lemme de Gauss. Si \(R\) est un anneau factoriel, \(R[x]\) en est un aussi. Corollaire : si \(K\) est un corps, \(K[x_1, \dots, x_n]\) est factoriel. Anneaux noethériens. Théorème de la base de Hilbert, énoncé et début de preuve.
  • 23/09 : Théorème de la base de Hilbert, fin de preuve. Polynômes symétriques. Théorème fondamental des polynômes symétriques.
  • 25/09 : Corps. Caractéristique, sous-corps premier. Extensions de corps. Pour tout polynôme \(p \in F[x]\), \(F\) admet une extension où \(p\) a une racine. Extensions algébriques et transcendentes. Polynôme minimal. Degré d'une extension et d'un élément algébrique. Extensions quadratiques.
  • 30/09 : Les éléments algébriques forment un corps. Corps de décomposition d'un polynôme, existence et unicité. Clôture algébrique, corps algébriquement clos. Existence de la clôture algébrique.
  • 02/10 : Lemme de Zorn. Unicité de la clôture algébrique. Polynômes séparables, critère avec la dérivée, exemples. Endomorphisme de Frobenius. Corps parfaits : dans un corps parfait tout polynôme irréductible est séparable. Les corps de caractéristique \(0\) et les corps finis sont parfaits.

Programme

Anneaux

  • Rappels sur les anneaux.
  • Anneaux principaux et anneaux factoriels.
  • Anneaux de polynômes en une et en plusieurs variables. Lemme de Gauss.
  • Polynômes symétriques.

Corps

  • Extensions de corps.
  • Polynôme minimal, corps de décomposition.
  • Corps algébriquement clos, clôture algébrique.
  • Extensions séparables.
  • Corps finis. Morphisme de Frobenius.
  • Polynômes cyclotomiques.

Représentations

  • Représentations linéaires d'un groupe fini. Représentations irréductibles.
  • Décomposition en irréductibles, théorème de Maschke.
  • Lemme de Schur, représentations de groupes abéliens.
  • Relations d'orthogonalité, caractères.
  • Représentation régulière et sa décomposition en représentations irreducibles.
  • Caractères des groupes abéliens, groupe dual. Analyse de Fourier sur les groupes abéliens finis.

Feuilles de TD

Anciens contrôles

Bibliographie

  • David Dummit et Richard Foote, Abstract algebra, John Wiley & Sons.
  • Daniel Perrin, Cours d'algèbre, Ellipses.
  • Benjamin Steinberg, Representation theory of finite groups: An introductory approach, Springer.