M1 2020-2021 : Corps, théorie de Galois 1. Extensions de corps 1.1. Corps et espaces vectoriels Rappelons qu’un corps K est par définition un anneau commutatif non nul dans lequel tout élément non nul est inversible, i.e. K∗ = K {0}. La caractéristique de K est l’entier n ∈ N tel que le noyau de l’application Z → K, x 7→x.1K soit nZ.
Ainsi toute extension finie est algébrique (via la caractérisation 3. de l’énoncé précédent), mais on verra que la réciproque est fausse. Le théorème principal sur les éléments algébriques est le suivant : Theorème 1.14 Soit L/K une extension de corps. On note M l’ensemble des éléments de L qui sont algébriques sur K. Alors : F [X] sont de degré 1.
Il existe une extension finie galoisienne M de Q telle que z M et [M : ∈ Q] est une puissance de 2. Autrement dit, la condition pour avoir z constructible est non seulement que le corps de rupture Q(z) de P soit de degré (sur Q) une puissance de 2, mais que le corps de décomposition de P (engendré par z et ses conjugués) le soit.
Nous passons en revue quelques exemples de groupes de Galois. Exemple 4.26 L’extension C/R est galoisienne, de groupe de Galois iso- morphe à Z/2 (il consiste en l’identité et la conjugaison complexe). Plus généralement, si K est un corps de caractéristique différente de 2 et a n’est pas un carré dans K∗, alors K(√a)/K