[PDF] Corpsfinis - Futura



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Polynômes irréductibles et corps finis - uni-stuttgartde

nômes irréductibles sur un corps Z= n:=Z=nZ où n 2 est premier, dans l’objectif de construire le corps fini de cardinal nd pour d donné Les programmes sont à rédiger en C/C++, ou Java, ou tout autre langage avec accord préalable Les exemples explicités ci-dessus sont écrits en C++ Leur traduction en



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5– Existence de corps finis Proposition 8 Soit K un corps fini Soit a un ´el´ement primitif de K L’ensemble des polynomes qui ont a comme racine est un id´eal premier de F p[x] D´emonstration Soit f et g deux polynˆomes a coefficients dans K 0 = fg(a) ⇒ f(a) = 0 ou g(a) = 0



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Corollaire 7 Sous-corps d’un corps fini Soit Fpm un corps à pm éléments Si K est un sous-corps de Fpm, alors K a pd éléments où d divise m Réciproquement, pour tout diviseur d de m, il existe un unique sous-corps de Fpm à pd éléments De plus, ce sous-corps est l’ensemble des racines de P = Xp d −X Preuve



Chapitre III - Corps nis

Chapitre III - Corps nis Nous admettrons que tout corps ni est commutatif Ce r esultat a et e etabli en 1905 par Wedderburn Les premiers exemples de corps nis sont les quotients de l’anneau Z F p= Z=pZ; ou pest un nombre premier D’autres exemples sont fournis par les quotients F p[X]=(F); ou F est un polyn^ome irr eductible de F p[X]



Corpsfinis - Futura

Dans la suite on ne considérera que des champs particuliers : les corps fi-nis4(bien qu’un certain nombre de résultats s’établissent à l’identique pour des champsinfinis) Un corps fini Fq est un champ qui ne contient qu’un nombre fini q d’éléments Un exemple de corps fini est l’ensemble5 F2 = {0,1}, avec la règle 1+1 = 0



TD6 : Extensions de corps; corps finis

TD6 : Extensions de corps; corps finis Diego Izquierdo Les exercices 3, 7, 9 et 11 sont à préarper avant le TD Pendant la séance de TD, les exercices seront traités dans l'ordre suivant : 3, 7, 9, 11, 13, 25 Exercice 1 : Partiel 2012 Soit Kun corps Soit Lune extension algébrique de Kcontenue dans K(X) Montrer que L= K



Arithmétique - Dunod

11 1 Caractéristique d’un corps 173 11 2 Sous-corps 174 11 3 Quotient d’un anneau de polynômes 177 11 4 Extension de corps 181 Exercices 185 Solutions 187 Chapitre 12 • Corps finis 12 1 Structure des corps finis 195 12 2 L’automorphisme de Frobenius 199 12 3 Sous-corps 200 12 4 Polynômes irréductibles et corps finis 202



François Liret Arithmétique - dunodcom

11 1 Caractéristique d’un corps 173 11 2 Sous-corps 174 11 3 Quotient d’un anneau de polynômes 177 11 4 Extension de corps 181 Exercices 185 Solutions 187 Chapitre 12• Corps finis 12 1 Structure des corps finis 195 12 2 L’automorphisme de Frobenius 199 12 3 Sous-corps 200 12 4 Polynômes irréductibles et corps finis 202



Université Clermont Auvergne

Created Date: 11/29/2010 2:38:13 PM



ALGÈBRE 2 ÉCOLE NORMALE SUPÉRIEURE 2012–2013

Si un anneau Aest intègre, on définit son corps des quotients (ou corps des fractions) K A comme l’ensemble des « fractions » a b, avec a2Aet b2A f0g, modulo la relation d’équivalence a b ˘ a0 b0 ()ab0= a0b: Muni des opérations (addition et multiplication) habituelles sur les fractions, on vérifie que K Aest bien un corps

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Corps finis

Olivier RIOUL

ENST/COMELEC

Version 2.0 (1996-2006)

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Avant-Propos

Ce fascicule décrit les principales propriétés des corps finis, avec toutes les preuves mathématiques. Ce sujet déroute souvent parce que très abstrait : j"es- père que cette petite présentation clarifira les esprits. Comprendre ces propriétés est essentiel pour l"étude des codes linéaires et cycliques, et ce document a été conçu comme annexe de cours sur le codage correcteur. Il est cependant loin d"être exhaustif; les sujets suivants ne sont pas abordés : - Sous-corps d"un corps fini : Tout ce qui est ici dans la cadre "Fq=Fpm extension deFp» peut être refait à l"identique dans le cadre plus général "Fqmextension deFq». - Ordre d"un élément quelconque, polynômes cyclotomiques. donné. - Propriétés d"espaces vectoriels des champs, bases. Norme, trace, bases duales. - Algorithme de Berlekamp de factorisation polynômiale, utilisant le théo- rème des restes chinois, l"algorithme d"Euclide pour le calcul du pgcd, et la résolution de systèmes linéaires. transformations de Rader, de Good-Thomas, de Cooley-Tukey, etc. Le lecteur intéressé pourra avec profit se référer aux références de la bibliogra- phie donnée en fin de document pour ces sujets plus avancés.

Paris, septembre 2006

iii iv

Table des matières

1 Domaines et champs 1

1.1 Définitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Un peu d"artihmétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.3 Construire un champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2 Propriétés des Corps Finis 7

2.1 Entiers et Caractéristique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3 Ordre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.4 Description primitive deFq. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.5 Adjoindre un élément : Polynôme minimal . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.6 Description primitive deFq(suite) et unicité . . . . . . . . . . . . . . 14

3 Construction des Corps Finis 17

3.1 Il existe un corps fini àqéléments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2 Construction pratique deFq. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.3 Tables des corps finisF2m. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.4 Eléments conjugués . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4 Transformée de Fourier 27

4.1 Séquences et convolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.2 Séquences et convolution cycliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.3 Transformée de Fourier discrète . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.4 Inversion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4.5 TFD et Convolution cyclique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4.6 Décimation cyclique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.7 Contraintes de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.8 Accords de conjugaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

v viTABLE DES MATIÈRES

Chapitre 1

Domaines et champs

Le titre de ce chapitre pourrait s"intituler aussi " Anneaux et Corps ». Je rap- pelle ici quelques propriétés de base des structures algébriques indispensables à l"étude des corps finis. La présentation axiomatique des anneaux et des corps a été développé par l"école mathématique allemande à la fin du XIX esiècle et au début du XX du grand théorème de Fermat. Il a été traduit parField(Champ) en anglais. Le terme " Anneau » (Ring) a été inventé par Hilbert un peu plus tard1, au départ pour des entiers (Zahlring). On utilise aussi le mot " domaine » pour un anneau intègre.

1.1 Définitions

En bref, undomaine2est un endroit où l"on peutadditionner, soustraire et multipliercomme on a l"habitude de le faire pour les entiers. Cela signifie qu"on avec un certain nombre de propriétés : - Ces opérations sont commutatives (a+b=b+a,ab=ba) et associatives ((a+b)+c=a+(b+c), (ab)c=a(bc)), de sorte que l"on peut manipuler des sommes? iaiet des produits? iaifinis sans tenir compte de l"ordre des termes. - Ajouter 0 ou multiplier par 1 ne change rien. Multiplier par 0 donne 0.1 Je me suis longtemps demandé (peut-être est-ce aussi votre cas) quel est le rapport avec l"anneauqu"on se passe au doigt. Une explication possible est que cela n"a aucun rapport : ce serait une (mauvaise) traduction deRing, qui, en anglais, signifie aussi uncercle(au sens d"un

cercle d"amis). En effet, les noms de structures mathématiques font souvent penser à des regrou-

pements de personnes : groupe (groupe de jeunes, groupe professionnel), corps (corps de l"Etat, corps d"Armée).

2Le terme consacré en France est : " anneau commutatif unifère intègre », mais j"espère que

" domaine » vous convient mieux. 1

2CHAPITRE 1. DOMAINES ET CHAMPS

- Additionetmultiplicationsontreliésparlapropriétédedistributivitéa(b+ c)=ab+acce qui permet de développer des produits de sommes (par exemple, la formule du binôme : (a+b)n=? iCinaibn-i). - Onpeutsoustraire(a+x=bdonnex=b-a)maispasdiviser:parexemple, il n"y a pas d"entierxtel que 2x=1. Par contre, on peut toujours simpli- fier (a+c=b+couac=bcdonnea=b). Pour la multiplication cette propriété provient de :ab=0 impliquea=0 oub=0. Deux modèles de domaines sont constamment utilisés : lesnombres entierset lespolynômes. Ils sont particulièrement agréables en ce qu"ils permettent de faire de l"arithmétique (voir ci-dessous). debx=a. Il est notéx=ab . En particulier l"inverse deaesta-1=1a . Noter que l"écriturex=ab esta prioriambiguë puisqu"elle peut signifierab-1oub-1a. Mais ici, comme la multiplication est commutative, cette ambiguïté disparait.

1.2 Un peu d"artihmétique

Pour nous, l"arithmétique concerne uniquement les propriétés multiplica- tives des nombres entiers (domaineZ) ou des polynômesP(x)=? nanxnà co- efficients dans un champF(domaineF[x]). Tout ce qui suit est valable aussi bien pour les entiers que pour les polynômes. L"une ou l"autre des propriétés suivantes sera utilisé tôt ou tard dans la suite. Divisibilité et décomposition en facteurs irréductiblesOn dit quea|b("adi- viseb») sibest multiple dea, i.e., on peut trouverctel queb=ca. Lesquotesdbs_dbs3.pdfusesText_6