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Mathématiques · Glossaire

Qu'est-ce que « contenu d'un polynôme » ?

Définition 2.22 Mathématiques universitaires — Licence 3 · Chapitre 2 — Anneaux et arithmétique

Le contenu c(P)c(P) d’un P≠0P \neq 0 de A[X]A[X] est un pgcd de ses coefficients (défini à une unité près) ; PP est primitif si c(P)∈A×c(P) \in A^\times. Tout P∈A[X]P \in A[X] s’écrit P=c(P) P1P = c(P)\,P_1 avec P1P_1 primitif, et tout P∈K[X]∖{0}P \in K[X]\setminus\{0\} s’écrit P=λP1P = \lambda P_1 avec λ∈K×\lambda \in K^\times et P1∈A[X]P_1 \in A[X] primitif (chasser les dénominateurs, puis extraire le contenu).

Exemples

Exemple 2.26

Xn−pX^n - p est irréductible sur Q\Q pour tout premier pp et n≥1n \geq 1 (Eisenstein en pp) : il existe des polynômes irréductibles de tout degré sur Q\Q — en contraste frappant avec C\C (degré 11, d’Alembert–Gauss, démontré dans le Chapitre 16) et R\R (degrés 1,21, 2). Le tour du décalage élargit la portée d’Eisenstein : le pp-ième polynôme cyclotomique Φp=Xp−1+⋯+X+1=Xp−1X−1\Phi_p = X^{p-1} + \dots + X + 1 = \frac{X^p - 1}{X - 1} a

Φp(X+1)=(X+1)p−1X=Xp−1+(p1)Xp−2+⋯+(pp−1),\Phi_p(X + 1) = \frac{(X+1)^p - 1}{X} = X^{p-1} + \binom{p}{1}X^{p-2} + \dots + \binom{p}{p-1},

Eisenstein en pp (p∣(pk)p \mid \binom pk pour 0<k<p0 < k < p, et (pp−1)=p≢0 mod p2\binom{p}{p-1} = p \not\equiv 0 \bmod p^2) : Φp(X+1)\Phi_p(X+1), donc Φp\Phi_p, est irréductible sur Q\Q. C’est le cœur algébrique de l’histoire du 1717-gone racontée dans le Chapitre 4.

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