Soit un nombre premier de la forme avec premier impair. Montrer que la classe de est un générateur de
References
- Exercice d'un TD de théorie des nombres de M1
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Remarquons que n’étant pas premier, est nécessairement premier impair.
Le groupe des inversibles est de cardinal . Par le théorème de Lagrange les ordres possibles de la classe de sont parmi On va écarter toutes les possibilités sauf
- La classe de ne peut être d’ordre car alors on aurait ce qui est absurde dans un corps.
- Si alors mais n’est pas de la forme donc c’est exclus.
- Si alors dans donc mais ni ni ne sont de la forme avec premier.
- Si alors en remarquant que on a où désigne le symbole de Legendre. Mais par la deuxième loi de réciprocité quadratique est un carré dans si, et seulement si . Or ici, puisque est impair donc n’est pas premier. Ainsi ne peut être d’ordre
- Si alors, en passant au carré, ce qui nous ramène au cas précédent.
La seule possibilité est donc que soit d’ordre donc un générateur de
