Ivan Shishkin, Rye (1878)

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Extension de R\R de degré impair

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Solution by Ancient Tree · translated by Baked_Baguette · FR

Soit xEx \in E ; montrons que xRx\in \R. On considère le corps R(x)\R(x). On dispose d’une tour d’extensions:
RR(x)E.\R \subseteq \R (x) \subseteq E.D’après le théorème de la base télescopiqueEN, on a :
[E:R]=[R(x):R][E:R(x)][E:\R]=[\R(x):\R][E:\R(x)]Puisque l’extension RE\R \subseteq E est supposée être de degré impair, [E:R][E:\R] est un entier impair, donc les degrés [R(x):R][\R(x):\R] et [E:R(x)][E:\R(x)] sont impairs.
Soit désormais PP le polynôme minimal de xx sur R\R. Son degré coïncide avec [R(x):R][\R(x):\R], et est donc impair. Une application du théorème des valeurs intermédiaires justifie l’existence d’une racine réelle α\alpha de PP, et XαX-\alpha divise PP dans R[X]\R[X]. L’irréductibilité de PP permet d’en déduire que P(X)=XαP(X)=X-\alpha, donc que x=αx=\alpha, et xx est réel.

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