2. Les « nombres idéaux » de Kummer
• Entiers cyclotomiques
Considérons, avec Kummer, un nombre premier impair λ et une racine λ-ième imaginaire α de 1 ; ainsi :
L'équation de degré λ − 1 précédente est irréductible sur le corps Q des nombres rationnels, donc les nombres 1, α, α2, ..., αλ-2 sont linéairement indépendants sur Q ; les entiers cyclotomiques correspondant à λ sont les nombres de la forme :
où
a0,
a1, ...,
aλ-2 ∈
Z, c'est-à-dire les éléments du sous-anneau
Z[α] de
C engendré par α. Il résulte des remarques précédentes que l'écriture d'un entier cyclotomique sous la forme
f (α), polynôme en α de degré ≤ λ − 2 à coefficients entiers, est unique (il n'en serait pas de même avec des polynômes de degré ≤ λ − 1 qu'il est parfois utile d'introduire). L'anneau
Z[α] des entiers cyclotomiques ne dépend pas du choix de α parmi les racines λ-ièmes imaginaires de 1, puisque toutes ces racines sont les puissances de l'une d'elles ; à l'entier cyclotomique
f (α), on associe ses
conjugués f (α
2),
f (α
3), ...,
f (α
λ-1) et sa
norme N
f (α) =
f (α)
f (α
2) ...
f (α
λ-1), qui est un entier ordinaire car elle ne change pas lorsqu'on remplace α par une de ses puissances. Comme α
j et α
λ-j sont complexes conjugués,
f (α
j)
f (α
λ-j) est réel positif, et N
f (α) est donc un entier positif ; on vérifie facilement que la norme est multiplicative : N(
f (α)
g(α)) = N
f (α) ( N
g(α). On dit qu'un entier cyclotomique
f (α) en divise un autre
h(α) […]
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