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#1 09-05-2022 16:20:00

Eust_4che
Membre
Inscription : 09-12-2021
Messages : 158

Injection canonique dans un bidual qui n'est pas injective.

Bonjour à tous et à toutes,

Étant donné un module $E$ sur un anneau $A$ quelconque, on définit une application de $E$ dans son bidual $E^{**}$ grâce au crochet de dualité. Si $A$ est un corps, cette application est injective ; c'est un résultat connu et présenté dans la plupart des manuels de mathématiques. Si on se restreint à un $A$-module libre de type fini, on peut aussi démontrer qu'elle est injective (et même surjective). Par contre, d'après Bourbaki, elle ne l'est pas en général, et voilà depuis hier que je cherche un contre-exemple.

La seule indication tient encore à Bourbaki : "considérer un module contenant un élément dont l'annulateur contient un élément non diviseur de 0", mais pour moi l'annulateur est un module, donc je vois pas d'où sortent les diviseurs. 

J'ai beau cherché sur internet et dans les livres, je ne trouve pas, la plupart des références ne présentant que le cas où $A$ est un corps. En avez-vous ?

E.

Hors ligne

#2 09-05-2022 17:42:59

Fred
Administrateur
Inscription : 26-09-2005
Messages : 7 207

Re : Injection canonique dans un bidual qui n'est pas injective.

Bonjour,

  Voici une réponse sous toutes réserves (ça fait longtemps que je n'ai pas fait ce genre de maths!).
Si tu prends $A=\mathbb Z$ et $E=\mathbb Z/n\mathbB Z$, je pense que l'application canonique $i:E\to E^{**}$
est identiquement nulle. En effet, prends $\bar k\in E$ et $f\in M^*$. Alors $i(\bar k)(f)=f(\bar k)$.
Mais comme $n\bar k=\bar 0$, $nf(\bar k)=f(n\bar k)=0$ et comme $A$ est intègre, $f(\bar k)=0$.

Cette référence semble indiquer que si $A$ est intègre et $E$ est un $A$-module de type fini, le noyau de l'application canonique de $E$ dans $E^{**}$ est le sous-module de torsion de $E$.

F.

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#3 11-05-2022 12:00:28

Eust_4che
Membre
Inscription : 09-12-2021
Messages : 158

Re : Injection canonique dans un bidual qui n'est pas injective.

Merci beaucoup Fred !

Je vais creuser cette histoire de module de torsion et de noyaux.

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