Algbbres
Gh&iques
Micah zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFE
Artibano
Dbpartement
Universite
des Sciences
M ontpellier
Place Eugene
34095
Nilpotentes* zyxwvutsrqponmlkjihgfedc
Dimensionnellement
M athematiques
11
Bataillon
M ontpellier
Cedex
05, France
et
Departement
Fact&
de M athbatiques
des Sciences
Universite
et lnformatique
et Techniques
de Ouagadougou
03 B.P. 7021 Cuagadougou
03, Burkina
Faso
et
Moussa Ouattara
Departement
de M athtbatiques
Fact&e’ des Sciences
Universite
de Cuagadougou
03 B.P. 7021 Ouagadougou
Submitted
et lnformatique
et Techniques
by Richard
03, Burkina
Faso
A. Brualdi
ABSTRACT
The structure
of dimensionally
nilpotent
and P. L. Manley
for characteristic
zero and by J. M. Osbom
Moreover,
mutative
genetic
J. M. Osbom
studied
Jordan algebras.
algebras
about Jordan
ALGEBRA
nilpotent
was studied
0
AND
1997 Elsevier
nilpotent
Science
by G. F. Leger
for characteristic
commutative
In this paper we give some results concerning
* Supported by Programme
LINEAR
dimensionally
which are dimensionally
algebras.
Lie algebras
in connection
p > 5.
and noncomBernstein
with Osbom’s
and
results
Inc.
Campus.
ITS APPLICATIONS
0 1997 Elsevier Science Inc. All rights reserved.
655 Avenue of the Americas, New York, NY 10010
266:271-290
(1997)
0024.3795/97/$17.00
PI1 SOO243795(97)00009-8
272 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
ARTIBANO MICALI AND MOUSSA OUATTARA zyxwvutsrqp
INTRODUCTION
La structure
&d&e
des algiibres
de Lie dimensionnellement
nilpotentes
par G. F. Leger et P. L. Manley (cf. [3]) en caractktique
J. M. Osbom
Osbom
(cf.
[lo-121)
non commutatives
algebres
de Bernstein
1.
THEOREME
Soient
des algebres
un certain
et genetiques
part,
J. M.
de Jordan commutatives
sur un corps parfait de caracteristique
Dans ce papier nous donnons
LE
p > 5. D’autre
en caracteristique
(cf. [13]) a etudik la structure
a 6th
zero et par
nombre
differente
de resultats
et
de 2 et 3.
concernant
qui sont dimensionnellement
les
nilpotentes.
D’OSBORN
K un corps commutatif
et A une
K-algebre
de dimension
finie
n + zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
1. On dira que A est une K- algsbre dimensionnellement
nilpotente, s’il
existe
une
K-derivation
nilpotente
Dans
[13],
en etudiant
les algebres
tentes,
J. M. Osbom
TH~OR~ME 1.1.
demontre
Soient
K un corps
= 0 et d” # 0.
dimensionnellement
pa$ait
de Jordan
Alors A &t me
nilpotente.
que dnfl
de Jordan
nilpo-
le resultat suivant:
de 2 et 3 et A une K-alg>bre
mmt
d de A telle
de carach-istique
de dimension
jhie
di@ -ente
dimensionnelle-
ou bien dim K( A/ rad( A))
algGbre nilpotente
= 1.
Soit done
A une
algebre
parfait
K de caract&istique
algebre
dimensionnellement
de K-algebres
A = Ke @ JN,
oti
e
est
associatives
A/ N
de dimension
finie
sur un corps
de 2 et 3. On suppose que A soit une
nilpotente
isomorphisme
puissances
de Jordan
differente
non
nilpotente.
II existe
A K avec N = rad(A)
un idempotent
non
nul de
qui n’est pas une nil-algebre
alors
un
et on peut &ire
A (toute
contient
algebre
a
un idempotent
non nul). On note w : A + A/ N ; K le morphisme compose evident de
K-algebres. Pour tout element x de A, I’dlement x2 - w( x)x est dans N et
si r > 2 est un entier tel que N r = {O}, alors [x2 - w(x)x]~ = 0. Etant
don&
que
A est une
algebre
T-algebre
de Jordan
theoreme
1.11). Ces considerations
COROLLAIRE 1.2.
done
Jordan
g&&ique.
associatives,
alggbre
de Joro!an
nous conduisent
alors
&Jordan
dimensionnellement
(cf. [9,
au resultat qui suit:
de dimension finie
nilpotente,
A est une
g&&ique
Soient K un COTS payfLit de caracttkistique
de 2 et 3 et A une K-alg;bre
A est une algibre
a puissances
A est une
diff&rente
non nilpotente.
Si
alors A est une algsbre
de
GENETIC
2.
273 zyxwvutsrqp
ALGEBRAS
SUR
LES
ALGkBRES
DE
Le but de ce paragraphe
BERNSTEIN
est de demontrer
le theorkme
suivant:
TH~OR~ME 2.1. Soient K un corps commutatif de caractf%stique di&
rente
de 2 et (A, o)
une K-algsbre
de Bernstein
de dimension finie dimensionnellement
nilpotente. Alors l’io%al N = KeI(ol
de A est
nilpotent et, par suite, A est une K-al@bre g&&ique.
n + 1
d de A
d”+ ’ = 0 et d” # 0. I1 existe alors une base {x0, x1, . . . , xn} de A
&&ant
sur K telle que xi = d’(x,) = d(x,_l)
(i = 1,. .., n> et on peut supposer
En effet,
soit A une K-alggbre
dimensionnellement
nilpotente
que x0 soit un idempotent
de Bernstein
de dimension
et fmons une d&ivation
de A. Dans le cas contraire,
pour tout idempotent
non nul e0 de A, la famille {e,, e,, . . . , e,,}, ou e, = d(ej_l),
il existemit des scalaires
finie
nilpotente
serait Ii&e done
cza, cxl, . . . , a, non tous nuls tels que C:= a aiei = 0.
w 0 d = 0, on a d(A)
Comme
c N done (Y,, = 0. Soit k le plus petit indice
d”-k ?I la relation cy=, oiei = 0,
x,, = he, + y0
on a ffken = 0 done e, = d”(e,) = 0. Maintenant on &it
yo) et
avec A dans K et y0 dans lid&al N; on a x, = d”(Ae, + y,,) = d"( zyxwvutsrqponml
comme d”(N) = {O}, on a aussi x, = 0, ce qui est absurde. On peut done
supposer que x0 soit un idempotent de A, on arrive h x, E Ann(N) et soit
tel que ‘Ye # 0; en appliquant
( x n1
Z =
par x,.
On pro&de
de A. Supposons
le theoreme
lid&al de A engendk
rence sur la dimension
de
l’operateur
Bernstein
infkeure
dimensionnellement
i n + 1. L’algitbre
(cf. lemme
2.2 et remarque
nilpotente
quotient
il existe (d’apres
que N” + ’ = {O}. Les lemmes
Ecrivons
1 ,...,
on
l’hypothgse
et remarques
strictement
n
nilpotente
et si
de rkurrence)
un
Z C Ann(N),
il
qui suivent achevent
la
du theoreme.
LEMME 2.2. Si Z est le sous-K-espace
alors 1 est un i&al de A.
relation
par r&cur-
de dimension
N” c Z et puisque
entier s > 1 tel que N” = (6}, ou encore,
demonstration
dimension
A/Z est de Bernstein
2.4), elle est dimensionnellement
N dksigne le noyau wotient,
en r&ulte
de
maintenant
vrai pour toute algkbre
x,” = Cr,,
a
oixi
0 = 2x,d(r,)
n - 1). Ainsi,
oij les
vectoriel
(Y, sont
ok A engendre
dans
= d(xE) = Cy:,’ aixi+,
xf = o,x,,
done
par x,,
K; en derivant
d’ou
0 = <x,2)” = afxf
cette
oi = 0
= (Y~x,
ce
(i =
qui
n
a = 0 ou encore,
cr,, = 0. Cela nous montre que x,2 = 0. De
entrame
cy,,
,.
I .
meme, on ecnt x,_ 1x, = Cn= 1 /$x, oh les pi sont dans K et en dkivant
ARTIBANO
274
cette
relation
MICALI
on a 0 = zrf = d(x,_i)x,
AND
= d(r,_r~,)
MOUSSA OUA’ITARA
= C;:,’
pixi+r
zyxwvutsrqp
done
. . ) n - 1). Cela nous montre que x,_ ix, = &r,.
pi = 0 (i = 1,. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
Soient x et y deux vecteurs
LEMME 2.3.
que xy = (Yy. Alors y est dans U fl Ann(U).
En effet,
on kit
de N et ff dans K, cx # 0, tels
x = u0 + va et y = u + v et il faut demontrer
ry = uau + u0 v + vau + vav = (YU + (YV d’ou
v = 0. Or,
que
LYV = uOu et
(YU = uav + uau + vOv ce
qui nous permet d&ire
ffv = cY1uOcru =
(Y-lu&ov
+ vgu + u(p) = (Y-l[u,(u,v>
+ u,(u,u)
+ u,(u,u)l
= (Y-luo
(u,u> = --(Y-~u(u~v~)
= - ap2(u,v
+ uOu + uOvXuOuO) = 0. On a ainsi
montre
que u = 0.
On revient i la demonstration
06 les Ai sont dans
du lemme
K et on derive
x0 X, = Cl= 1 Ai xi
2.2. On kit
successivement
cette
relation;
on a
r n-l xfl = hix, et si l’on suppose que A, # 0, le lemme 2.3 nous dit que x,
cette formule on
est dans U done x0x, = ix,,. En derivant successivement
xk x, = 0 (k = 1,. . . , n)
voit que
absurde.
On
conclut
alors
que
et,
en particulier,
qui est
1) d’oii xk x, = 0
A, = 0 ou A,, = i. Cela nous montre
(k = l,...,n>
et x0x, = A,x,, avec
que le K-espace vectoriel Z = Ku, coincide
REMARQUE 2.4.
Cette
lemmes precedents,
remarque
d’achever
A, = 0, ce
Ai = 0 (i = 1,. . . , n -
avec lid&al Z = (x,1.
nous permettra,
la demonstration
compte
tenu des deux
du theoreme
2.1. Considerons
la K-derivation zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFED
d : A + A oh d” + ’ = 0 et d” # 0 avec n + 1 = dim K( A).
On note Z = (c) = Ke I’idkal de A engendre par un element e de A tel que
d(e) = 0 (dans le cas du theoreme 2.1, e = x,), coincidant aussi avec le
K-espace vectoriel ZZe. Pour tout element x de I, x = ae avec a dans A,
C 1. I1 existe alors une unique
done d(x) = d(a)e + ad(e) = d( a 1e, soit d(Z) zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVU
vkifiant
60 c = c 0 d, 0; c : A + A/ Z est le
application
2: A/ Z --+ A/Z
morphisme
K-derivation
surjectif
canonique
de la K-algebre
trons que l’algebre
de
K-algebres.
quotient
A/Z
I1 est clair que
et que dim,(
(A/ Z, z) est d’imensionnellement
d est une
A/ Z) = n; mon-
nilpotente
de dimension
n. En effet,
dice,,)
dans
on choisit une base {e,, e,, . . . , e,} de A sur K avec e, = e et
= ej (i = 1,. . . , n) oh e, est un idempotent. On calcule, les hi &ant
= c(Cr,t
Aiei+l),
done
zk(ktCyzrji Aiei) =
1, . . . , n).
I1 s’ensuit
que
d” (CLIai
Aiei> =
c<C:l,’
liei+,)
= c(A,e,)
= 0 soit r?” = 0. Si l’on avait aussi d”-’ = 0, on
Aiei) = c(CyLai A,e,+,_i)
= c(A,e,_,
+ Aie,) = A,e,_,
aurait dnpl(C~~~
soit e,_ i E 1. 11 existerait alors un scalaire A tel que e, _ i = he,, ce qui est
absurde. Done 2-l
# 0 et l’assertion est demontree.
c(C~,~
K:
c?((C~~~ A,E,)
A,e,+,)
(k
=
GENETIC
275
ALGEBRAS
Nous donnerons,
par la suite, un exemple
Soient
rente de 2 et A = G(n
alleles.
algebre
de Bernstein
qui
nilpotente. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONM
est dimensionnellement
EXEMPLE2.5.
dune
Si {e,, . . . , e,}
K un corps commutatif
+ 1,2) la K-algebre
est une base
de caractkistique
gametique
de l’ideal
diffe-
dipldide avec 72 + 1
N = U et si e z 0 est un
de zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
A tel que {e, e,, . . . , e,} soit une base de A, alors ee, = iei
idempotent
n) et si zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHG
d est une derivation de A, ed(ei) = id(ei) (i = 1,. . . , n),
(i = l,...,
car d(e) E N et N est une zero-algebre.
11 suffit done de definir d : A + A
d(ei) = ei+l (i = 1,. . . , R - l), d(e) = e, et d(e,) = 0. I1 s’ensuit
que d”+’ = 0 et d” # 0, ce qui montre que l’algebre de Bernstein
A =
nilpotente.
G(n + 1,2) est dimensionnellement
par
Le fait qu’une
algebre
de Bernstein
de dimension
n’entr&e
pas qu’elle soit dimensionnellement
eventuelle
reciproque
EXEMPLE2.6.
la table
Considerons
I’algebre
relative
tous les autres produits
LES
DEUX
ALGkBRES
Autrement
de Bernstein
dit, une
de dimension
B une base {e,,, e,, es} s’ecrit
&ant nuls. Cette
mais elle n’est pas dimensonnellement
SUR
finie soit gerktique
nilpotente.
2.1 serait fausse.
du Theo&me
de multiplication
eaei = iei,
3.
algebre
3 dont
ez = e,
et
est g&&que
nilpotente.
GAMkTIQUES
POLYPLOIDES
AVEC
ALLELES
z&o ou tr&
grande et
ne sont
pas, en g&&al,
de Bernstein sauf si m = 1. Nous allons montrer, dans ce
paragraphe, que pour tout entier m > 1, l’algebre G(2,2m)
est dimensionnellement nilpotente.
Soient
K un corps commutatif
A = G(2,2m)
la K-algebre
En effet, notons
l’anneau
zyxwvutsrq
X, et Xi
de poly&mes
de caractktique
2m-p&de
K[ X,,
naturelle not&e ek = X, m-kx!
tion s’&rit
avec deux alleles. Ces algebres
les deux alleles (ce sont des indeterminees
Xi]);
on sait que G(2,2m>
admet
de
une base
(k = 0, 1,.. . ) m) dont la table de multiplica-
276
ARTIBANO
MICALI
AND
MOUSSA OUATTARA
zyxwvutsrqp
et une zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
base cnnonique not&e zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
&k
=
JJI-k(X()-X,)k=
xc,
dont la table de multiplication
Ei
cl
=
(k=O,l,...,m)
s’kcrit
(“,p I(-’ 2yn;j
Nous savons (cf. [4, lemme
des scalaires uniques
d(el;)
;:(-l)l(;)cJ/
I= 0
= A@(ek_,
-.i)
(i,j=O,l,...,
Ei+j
m).
2.11) que pour toute dkivation
d de A, il existe
LY et p tels que
-fQ)
ITL- k
+ -a(ek
m
-
ek+l)
(k = (),I,...,
VL),
done
Si l’on fait un d&alage
d’indice dans la premihre
exemple,
1 = p), on a
D’autre
on pose I -
des sommes qui suivent (par
part,
,~)(-l)‘(~)b=
~(-l)‘(i”,i(k-z+l)e~
/=o
= -
k(-I)‘(F)(k- z)el+,,
I=0
GENETIC
277
ALGEBRAS
zyxwvutsrq
ce qui nous donne
Finalement
que zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUT
on voit, sans trop de difficult&,
&k -
&k+l
et cela nous donne la formule
finale
m-k
d(Ek)
= ;(cz
On peut ainsi knoncer
base canonique
(k=O,l,...,
m).
/ 3)&k + zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPO
-ask+1
-
m
un lemme
de la K-alg6bre
POW - toute dh-ivation
LEMME3.1.
ff, /3 uniques
analogue
gamgtique
au lemme
2.1 de [4] mais pour la
G(2,2m),
i savoir: zyxwvutsrqponmlkjihgfedc
d de G(2,2m>,
il existe des scalaires
tels que
m-k
d(&J_)
=
;(a
Par rhcurrence
d’(&k)
-
-
p)!?k
convenables
(k=O,l,...,
-aEk+l
m
sur 1, on montre
= (k’/m’Xcx
des fonctions
@ )&k +
facilement
+ cl,k+l&k+l
que pour tout entier
+ ... +cl,k+l&k+l,
de CYet P. Par exemple,
(m
‘ Z,k+l
=
% ,k+Z
=
-
k)(2k
+ 1)
a(a
m2
(m
-
k)(m
112’
-k
-
m).
-
1) (y2
P)>
&hs
1 on a
ck,l soId
278
ARTIBANO
On peut alors enoncer
MICALI
AND MOUSSA
OUATI’ARA
le resultat suivant:
THI?ORI?ME 3.2.
Pour une d&-ivation d de G(2,2m)
dont les scalaires
(z d sont CYet P, les conditions suivantes sont 6quivalentes:
attach&
d est une o!&vation
(i)
int&eure;
nilpotente;
(ii> d est une d&vation
(iii)
ff = / !I.
En effet,
l’equivalence
entre (i) et (iii) est don&e
de [6] et le calcul effect&
avant l’enonce
par le corollaire
du theoreme
nous montre
1.4.4
que (ii)
entrame (iii). Supposons
finalement
que (Y = / 3. Pour tout entier 1 > 1,
d’(Ek) = (u’[(m - k)!/m’(m
- k - l)!]~~+~ ou encore,
dmpk(c,)
=
CX”-~[(~ - k)!/mm-k]em
(k = zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONM
0, 1,.
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPO
. . , m). Comme
d(&,) = 0, il en
resulte que d est une derivation nilpotente.
On a ainsi montre que la
condition
(iii) entraine
(ii).
Pour tout entier m > 1, l’algsbre G(2,2m)
nilpotente.
COROLLAIRE 3.3.
sionnellement
En
d m+l
effet,
pour toute
derivation
d de G(2,2m),
interieure
est dimen-
d” + 0 et
_
- 0.
EXEMPLE 3.4.
pas interieure
done
K-algebre
gametique
il
des
existe
On va donner
ici un exemple
non nilpotente.
G(2,2),
scalaires
Si {e,, e,)
dune
derivation
est la base
qui n’est
naturelle
de la
d de G(2,2),
que d(e,) = ace, - e,)
1 > 1, on a d’+ ‘(e,) =
on sait que pour toute derivation
uniques
(Y et
P
tels
d(e,) = P(eo - e,). Done, pour tout entier
et d’+‘(el)
= (CY - @)‘d(e,). On voit ainsi que si LYz / 3, la
((Y - P)‘d(e,)
derivation d n’est pas nilpotente.
et
4.
SUR
ET
LES
ALGkBRES
GAMkTIQUES
POLYPLOIDES
MULTIALLkLIQUES
Les algebres gametiques 2m-plciides avec n + 1 alleles, notees G(n + 1,
2m), sont construites comme suit (cf. [5]>. En tant que K-espace vectoriel,
G(n + 1,2m> est le sous-K-espace
vectoriel
de l’algebre
de poly&mes
K[X,,
xi,...,
CEEO i, = m.
x,1
engendre
La structure
par
les
d’algebre
monomes
commutative
XooXll
**. Xin
et non
tels
que
associative
sur
GENETIC
279
ALGEBRAS
+ zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
1,2m) est definie par la table de multiplication
G(n
(x;ox;l . . .
X$)(X@X{l
(?)-I(
=
iO~jO)X;0+jo--x;,+j,
pour toutes les suites d’entiers
que C;=,
i, = m et Ci=,
positifs (i,,
gametique
de caracteristique
Notons
1 < k ( m,
V,,
par
les
(’a,j
m), c’est i dire, l’algibre
des
Vivj = Vi+j (i,j
Supposons
tiques
G(n
que l’entier
v; 63 *** 63 v,:_,
2(m - I)) par
d’entiers
(i,,
= 0. On
definissons
X~-iX~l
. . . , in> telle
voit ainsi
tj =
(train
+ 1,2m)
Plus
m > 2, considerons
que
que
@ V,,, et G(n
I’application
a** Xin
z?Vm) = 0. Si l’on designe
les t-racines
m verifie
= V, @ V, @ ...
et
de
C;=,
pour cela, de
rationnels.
G(n
+ 1,2m)
i, = k.
On
voit
ViVj zyxwvutsrqponml
C Vi+j
est grad&e
par la
precisement
on a
. , , m).
= 0, 1,.
+ 1,2m)
vectoriel
G(n
la zyxwvutsrq
ou K est un corps
I1 suffira,
V,, V,, . . . , V,,.
vectoriels
telles
forment
= V, @ Vi 83 .*. @ V,,, avec
+ 1,2m>
sous-K-espaces
+ 1,2m),
*** XA* avec
X:-kXjl
que
= 0,l ,...,
G(n
sous-K-espace
1e
immediatement
suite
j,, . . . , j,)
Q &ant le corps des nombres
mon6mes
G(n
i,, . . . , in> et (j,,
zero ou t&s grande.
dire que K est une Q-algebre,
engendre
... ~;,~+j,~,
= m. On dira que de tels mon6mes
de la K-algebre
base canonique
commutatif
j,
. . . xb)
C;=,t
i, =
-
q: G(n + 1,2m)
c, a.Xn'-(i+l)X~l
0
q(V,> C Vi’
les algebres
+ 1,2(m
game-
1)) = V,l CD
G(n
+ 1,
toute
suite
+
**f Xifz pour
.
2’ et pour i = 0, 1, . . , m, avec
i = 0, 1, . . , m - 1 et que
.
pour
par
(2z)e1(2mli), (i=O,l,...,
roots) de l’algebre
gametique
G(n
m)
+ 1,2m)
et par
t:=(2(n:L_:))-1(2(m~~!-i) zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIH
(i=O,l,...,m-1)
celles de I’algebre
de I’algebre
*a. X2)
= ti+jXom
q doit itre
-
-
G(n
G(n
+ 1,2(m
+ 1,2m>
l)), la table de multiplication
-
devient
( Xom-iX~~ ... X~~XX~-iXjl
-jx;l+jl
.a.
x++jn,
i zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGF
i,j = 0, 1,. . . , m, et le fait que
un morphisme
2(2m
oi+1=
gametique
gametique
l)[m
[2m-(i+I)][2m_(i+I)
d’algebres
-
entraine
que cyiajti+j
= ti+jcri+j
(i + l)]
-I]
oi
‘Our
i=l” .*‘m-l’
done,
280
ARTIBANO
MICALI AND MOUSSA
OUA’ITARA
zyxwvutsrqpon
= zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
1 et a1 = 1. Ces conditions entrakent
done que 40 :zyxwvutsrqponmlkjihgfedcb
G( 12 + 1,2m)
+
ff0
G(n
+
1,2(m
-
1)) est un morphisme
est l’idkal V,,, de l’algebre
un isomorphisme
Par ailleurs,
de K-algebres
supposons
G(n
que l’algebre
nilpotente; il existe une derivation
d’wrn = () et d’n ,,-1 # 0, o;i
est la dimension
surjectif
G( n + 1,2m).
de l’algebre
de K-algebres
dont le noyau
Par passage au quotient
+ 1,2rn)/V,,
G(n
+ 1,2m)
nilpotente
gametique
2
G(n
-
1)).
soit dimensionnellement
n de G(n
G(n
on deduit
+ 1,2(m
+ 1,2m).
+ 1,2m)
Etant
telle que
don&
que
d(V,,,) c V,,,, d definit, p ar p assage aux quotients, une derivation nilpotente d
de l’algebre gametique
G(n + 1,2(m - 1)) et il est clair que d’n,-m 1 = 0 .
de d est s, tout d’abord
Si l’on suppose que l’indice de nilpotence
et
comme
d”(G(n
+
1,
2m))
c V,,,
necessairement
on a s < r, m -l
d s+dlmK(Vm) -_ 0,’ ce qui entraine que s +dim.(V,,,)
> r,,, m, done s z r,, n, dimK(Vnl) = T,,~_~.
resultat suivant:
TH&OF&M E 4.1.
que s = r,,, ,R~ 1 et cela demontre
On a ainsi montre
Quels que
soient
Ann(Ker
w) est un id&al de l’alg~bre
de m&w
de G(n
le
m > 2 et n > 1, V,,, =
les entiers
+ 1,2m) et il existe un isonwrA G(n + 1,2(m - 1)). En partiphisme de K-a@bres
G(n + 1,2m)/V,,
culier, si l’alg$bre G(n + 1,2m) est dimensionnellement
nilpotente,
il en est
+ 1,2(m
-
1)).
Nous avons vu precedemment
sont
dimensionnellement
L’exemple
toujours
qui suit nous montre
4.2.
Soit
que les algebres
nilpotentes
dimensionnellement
EXEMPLE
G(n
(cf.
G(n + 1,2) et G(2,2m)
2.5 et corollaire
3.3).
G(n + 1,2m) ne sont pas
exemple
que les algebres
nilpotentes.
A = G(3,4)
la K-algkbre
gametique
dipldide
avec
trois alleles et notons e,, = X 0 2 , e , = X ,X ,, e2 = X ,X ,,
e3 = X :, e4 = X ,X ,,
de A relative i
e5 = Xi la base canonique de A. La table de multiplication
cette base s’ecrit
eoe5 = fe,,
e,” = e,,, eOe, = +e,,
2-l
e, - ge3, e1e2 =
nuls. Pour toute derivation
eoe2 = ke,,
rl de A, il existe
d(e,) = exe, + cz’e2, d(e,) =
&e,)
= ye, + y’e2 + $(cxe, + cf’e,&
d(eJ
+
ye, + (y’ + P)e4 + ~'e,, d(e,J = 2(ye,
matrice B le serait aussi done la trace de B,
‘, tels
que
eoe3 = 1e
6 3, eoe4 = +e4,
produits &ant
2-l
ie4, e2 - ge5, tous les autres
des scalaires
(Y, LY’, p, p’, 7,
/3e, + P’e2 + i(ae,
+ cx’e,>,
= 2(@e3 + P’e,),
d(e4) =
y’e,);
si d hit
nilpotente, sa
qui est 4( / 3 + y ‘1, serait nulle
281 zyxwvutsrq
GENETIC
ALGEBRAS
ou encore,
on aurait y ’ = -p.
On va &ire
la matrice
de d sous la for-me
k > 1,
et il est clair que pour tout entier zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPO
et la nilpotence
de la matrice
B equivaut
0
done
M”
= (j3’
+ P’y)M
0
et la condition
a celle des matrices
M et N. Or,
0
p2 + P’y
= 0 entrame
M 3 = 0.
De meme,
do;
N 3 = 0, compte
done
G(3,4)
B4 = 0. Cela
tenu de la relation
nous montre
est nilpotente,
pas dimensionnellement
que des qu’une
mkessairement
TH&O&M E 4.3.
derivation
d4 = 0. Done
d de l’algebre
Z’uZgc?breG(3,4)
n’est
de ce paragraphe,
nous
nilpotente.
Les notations &ant celles introduites
allons demontrer le theoreme suivant:
ment nilpotente
P 2 + / I‘y = 0. Ainsi,
L’alg;bre
si et seulement
gamhtique
au debut
G(n
+ 1,2m)
si m = 1 ou n = 1.
est dimensionnelle-
282 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
ARTIBANO MICALI AND MOUSSA OUATTARA zyxwvutsrqp
Supposons
nilpotente,
m > 2; si l’alg&bre
aussi dimensionnellement
G(n
+ 1,4)
Notons
tique G(n
G(n
nilpotente
G(n
dimensionnellement
+ 1,2(m
-
descendante,
1)) est
l’algkbre
nilpotente.
. . , m), sont les t-racines
pour toute derivation
d( X,m-kX;l . ..x.+p,
est
et par rkurrence
est dimensionnellement
que si t, (k = O,l,.
+ 1,2m),
+ 1,2n)
4.1 nous dit que l’algebre
le tMor;me
d de G(n
de l’algkbre
+ 1,2m),
gam&
on a
+ zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONM
l
d( x,-)( x,m-“xjl *-*x;q,
t,,...,i,
tk
-
tk+l
pour toute suite d’entiers positifs (i,, . . . , in> telle que C;= r i, = k, ob Pi, _,,, i,
est
un
polyn6me
convenable
du
K-espace
d(V,,,) c V,,,, V,,, &ant le K-espace
Xi1 . . . X’n tels que C;= r i, = m.
Ainsi, l’algkbre
gamgtique
G(n
vectoriel
vectoriel
engendrh
+ 1,4) peut s’ecrire
Vk. En
particulier,
par les mo&mes
G(n
+ 1,4)
= V, @
V, @ V, avec e,, x = $x pour tout x dans V, et e, y = $y pour tout y dans
V,,
0;
G(n
e, = X,Z; et on a, de plus,
Vt
= V,.
Si zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVU
d est une derivation de
d(e,) = a E V,, on a td(x) = d(e,x) = ax +
+ 1,4) et si l’on &r-it zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONML
done d(x)
d( x)e,
= 2ax + 2d( x>e,, pour tout x dans V,; de plus, zyxwvutsrqponmlkjihg
d(Y)
=f (y )
+
&UY>
I
pour tout y dans V,, ou l’application
f(x) y + xfc 41, quels que soient
K-lin&ire
2
f : V, --, V, v&Se
x et y dans V,. Par recurrence
d(xy)
= zyxwvutsrq
sur l’entier
k, on a d (e,> =f”- ‘(a) + IX,“:,”
dk(x> =f”(X)
+
c,“:,’ zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGF
ak,jfJ(a)fk-‘ -j(a),
&jfjb)fk-‘ -j(d
et
dk bY)
quels que soient
rationnels
=
j~ o(:jf w f k -~ ~ YL
x et y dans V,, o?r les (Ye,j et les pk, j sont des nombres
convenables.
Comme
dim ,(I’,>
= n et que l’application
K-lineaire
d”+‘(e,)
=
est
nilpotente,
necessairement
f” (u)
= 0,
done
f
CJ’zt zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
(Y,+l,jfj(u)f” -‘-j(u>.
Cela entraine que d2” +l(e0) = 0 et, par suite,
2n +
1 > rn,2 = +(n + 1Xn + 2), ou encore,
n = 1. On a done ici l’algebre
G(2,4).
Notons que cela redonne, en particulier, le fait que l’algebre
pas dimensionnellement
nilpotente (cf. exemple 4.2).
G(3,4)
n’est
GENETIC
5.
283 zyxwvutsrqp
ALGEBRAS
LES
ALGkBRES
Soient
GAMkTIQUES
K un anneau commutatif
est un K-module
projectif
est dimensionnellement
LEMME5.1.
K-al@ bre
une
L-derivation
c?’ = 0.
dans
contredit
Le
Supposons
l’hypothese
[5]. Soient
x, l’existence
= 0, done
4.3, pour les algebres
de ces algitbres,
K-module
unite,
surjective.
g&&ales.
**a x^i a** x,,
d en une
degre
d’algebre
designe
m.
t
2,”
-1
1
ainsi sur
le sous-K-module
On
ddfinit
commutative
unite en posant, pour x et y parcourant
xy =
xi ne figure pas
- 1, c’est a dire, d : Sz( M) +
m > 1, oh SF(M)
une structure
dans
symh-ique)
de voir que l’on obtient
de degre
de
K-deriva-
pour toute suite x1,. . . , x,
et ou x1 0.. Gi ... x, signifie que le terme
homogenes
et
l’al@ bre
d : S, CM ) -+ S, (M 1, en
le produit ( produit
I1 est facile
un
Voyons
un K-module
M
Si l’on note S,(M)
on peut prolonger
M (cf. [l]),
= Cy=, d(xi)x,
elements
SF(M)
non nul h
= 0, ce qui
qui est d’ailleurs faite dans
a element
K-lin&re
pour tout entier
sans element
scalaire
gametiques
construction
commutatif
une K-derivation
l(M ),
ce paragraphe
la
1 = 0 pour
nilpotente.
symetrique.
S,( M > des
dun
evidence,
8
est de demontrer,
dans
l’algebre
Sg-
de toute
d” -‘(r)
d” = 0,
poursuivi
dans ce produit
S,(M)
est
que
= 0, soit d” -’
d” -‘(x)
de M, oh x1 a** x, designe
S,(M)
L
A, l’applica-
x@ lr-,d(r)@ l
n &ant,
- 1 de S,( M 1, que l’on note encore
posant d( x1 0.. x,)
l’algebre
dn- ’ = 0,
pour chaque
du K-module
tion de degre
d’klements
par
La condition
: M + K une application
symktrique
de la K-algebre
definie
L.
un anneau
K
A +
que A soit dimensionnellement
du theoreme
done la construction
alors la L-a@ bre
A CQ L et si l’on suppose
A s
Ad” -l(x)
but principal
analogue
d
que
A entrame,
L et A une
de corps de fractions
type zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUT
fini et de rang constant n. Si
nilpotente
L
de la L-algitbre
tel que
K
de
A est une K-derivation
de la L-algebre
tout x dans
A
d de
nilpotente.
d : A @+ L +A@&
L-lin&ire
dimension
int;gre
projectif
dimensionnellement
est aussi dimensionnellement
En effet, si di A +
nilpotente
# 0. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONML
Soient K un anneau
tion
n. On dira que
s’il existe une K-derivation
nilpotente
qui est un K-module
A est une K-a@ bre
unite et zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba
A une K-algebre qui
?I element
de type fini et de rang constant
A telle que d” = 0 et d” -’
alors
GkNkRALES
alors
de
sur le
non associative
et
SF( M 1,
c +#(x)d’(
y)> zyxwvutsrqponmlkjihgfed
i+j=m
284
ARTIBANO
MICALI
AND
MOUSSA OUA-ITARA
zyxwvutsrqp
d’ = d 0 ... 0 d (i fois). I1 est clair que, pour que cette dgfinition
O?I l’on note zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCB
garde un sens, il faut supposer que l’on puisse inverser tout nombre
non nul dans K et pour ce faire, il suffira de supposer
une Q-algkbre.
On notera
est la K- al,@ bre garnktique
EXEMPLE 5.2.
trk
grande
dimension
S;(M )
SF(M ,
K un corps commutatif
n + 1 et supposons
: S;(M)
+
S;-
de carackistique
M un K-espace
la
z&-o ou
vectoriel
de
de l’application
symktrique
soit la K-dkrivation
K-d&ivation
d = Cy =,, d/dXi
:
+ S;p’ (M ). Dans les deux cas on a un isomorphisme de K-alg&bres
d) G G(n + 1,2m), dans le premier cas G(n + 1,2m) est muni de
la base canonique
l’isomorphisme
dkrivation
Pour
et dans le second, de la base naturelle.
M , d) q
S$
d entraine
toute
G( rl + 1,2rn)
A, 06
et le choix de la
+ 1,2m).
K est un anneau
A” l’id&al de A engendrk
Sous nos hypothkes,
existe toujours
le choix de la base de G(n
K-alg&re
unit&, on note
commutatif
par les produits
2 616ment
xy avec
x et y
A. On a le rksultat suivant:
parcourant
PK~POSITION 5.3.
Soit K un anneau
tout K- module (M , d), l’al,$bre
En effet,
dit que,
cornrrmtatif
SjJ( M , d) &tije
si e est un Glkment de A4 tel que
SE(M )
pour tout &ment
M = Kcc @ Kerct,
nous
ou
‘(M )
( M, d). zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba
que le prolongement
cl : A4 -+ K h l’algitbre
surjective
d = d/dX,
du K- module
g&&ale
K soit
alg&bre et on dira que SF(A4, d)
cl) cette
K est une Q-alg$bre,
ou encore,
finie
K-lingaire
Soient
Sg(M,
rationnel
que l’anneau
done
=
6 &%nent unit&. Pout-
SE( M , cl)’ = SF( M , (I).
d(e) = 1, on peut &ire
CBij_,,, Sk(Ke) @ K SjK(Kerd)
et ceci
x de Sg(M, cl), il existe des &ments
xi E Sk(Ker d) (i = 0, 1, . . . , n), uniques, tels que x = YLy=,, Xie” ‘- ‘. Comme
e” ‘(xie” ‘~i)
= tiXie” ‘-’
(i = 0, 1,. . . , m), 0; les
sont les t-racines
x = X.I” ,(l/ ti)e” ‘(x,e
Nous
de l’alg&bre gamktique SF(11/ 1, d), il s’ensuit que l’%ment
“‘- ‘) est dans l’idkal S;;l( M, d)‘, d’oti la proposition.
renvoyons
renseignements
le lecteur
compldmentaires
?I la bibliographic
cit&e (cf.
sur les alg&bres gamktiques
[5]) pour
des
g&&ales.
Re-
marquons, nkanmoins, que l’unique pond&ration possible w : Sg( M , d) + K
de l’algiibre S;;l( M , d) s’ticrit w = (l/ m!)ct” ‘.
De plus, pour toute dkivation
6 de l’alg&bre Sg(M ,
d), on a w 0 6 = 0 mais la rkciproque
est, en g&&al,
GENETIC
285 zyxwvutsrqp
ALGEBRAS
fausse (cf. [5, Note 5.81) sauf si zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPO
m = 1. En effet, dans ce cas on le lemme
suivant: zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
LEMME 5.4.
Soient K un anneau
M un K-module
w
sans
torsion
muni
: M + K. Un endomorphisme
de la K- algsbre
gamktique
d:
M +
s’&rit
LEMME 5.5.
Soient K un anneau
sur lequel tout module
de type fini
muni
projectif
d’une
intigre
de Si(M,
D’aprks les hypotheses
K-lineaire
dans lequel
subjective
le
lemme
= ej+I,
I’algebre
5.4,
y], pour x et
2 est inversible
w
il existe un vecteur
M = Ke,
l’application
: M + K.
et
libre
Alors
la
nilpotente.
e, dans M tel que
CBN, oti N = Ker w est aussi un
libre de type fini dans lequel nous choisissons
D’apres
d(ej)
du lemme,
= 1 done on peut &ire
K-module
w), qui coincide
+ o(x)
est &Zmentaire.
K- alge?bre SA< M, w) = M est dimensionnellement
o(e,)
K-d&ivation
de type fini est libre et M un K-module
forme
et
surjective
si o 0 d = 0.
xy = $[ w( y)x
M. La suite de la demonstration
2 est inversible
K-lineaire
M est une
si et seulement
que la multiplication
avec M en tant que K-module,
y parcourant
dans lequel
application
K-liniaire
Sk( M, o)
I1 suffit de remarquer
integre
d’une
K-lin&ire
d
une base {e,, . . . , e,].
:M + M
definie
par
i = zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
0, zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFED
1,. . . , n - 1 et d(e,) = 0 est une K-derivation
de
w) = M verifiant
Si(M,
d” +’
= 0 et d” + 0.
NOTE 5.6.
Si M est un K-module libre de type fini muni dune forme
surjective
w : M -+ K, K &ant un anneau dans lequel 2 est
K-linkaire
inversible,
il n’est pas difficile
Sk(M,
= M. En effet,
u)
automorphisme
w(e,+ l)eo
linear&
de construire
K-linkire
:M + M
d
M. Comme
de l’algkbre
ne pas &re la bonne
&rivation
K-module
en
posant
de l’algebre
de M, on d&nit
d(ei)
= w(e,)e,+
un
1 -
o 0 d = 0, le lemme 5.4 nous dit que d
Si(M,
w). Mais une telle
pour montrer
que l’algebre
dkvation
peut
est dimension-
nilpotente.
TH~ OR~ ME 5.7.
supposons
K-derivations
i = zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFED
0, 1, . . . , n - 1 et d(e,) = 0 et en etendant
d par
pour
ZItout le module
est une K-d&viation
nellement
des
sur une base (eO, e,, . . . , e,}
que
tout
Soit K un anneau
K-module
lihre de rang
K. Une condition
dimensionnellement
projectzf
intigre,
> 3 muni d’une forme
necessaire
K &ant
de type fini
une
K-lin&!aire surjective
et suffisante pour que la K- algsbre
nilpotente
est que m = 1.
Q-algsbre,
soit libre.
et
Soit M un
o
:M +
SE( M, w) soit
286
ARTIBANO
Soit
L
le
corps
de
dimensionnellement
d’aprits
L-lin&ire
de
K;
surjective
definie
AND
si la
la L-algebre
4.3, m = 1. Notons
le th&o&me
forme
fractions
nilpotente,
MICALI
K-algebre
SF(M,
o>
W : M C+ L -+ L est la
x B h e
o(x)h.
Le
lemme
Soit K un anneau integre qui est une Q-algkbre
NOTE 5.8.
libre de type fini muni dune forme K-k&ire
surjective
nilpotente
fractions
et ce
suppose
que
la
alors la L-algebre
de K. D’apres
demier
et compte
turer le r&&at
K-algebre
Sz( M, 01
o : M -+
dit que
4.3, on a m = 1 ou dim,(M
le module
tenu du thioreme
projectif
2 muni
K-al@ bre
M, o) est dimensionellement
Ainsi, par exemple,
ment nilpotente
d’une forme
sans torsion
K-liniaire
2. Ces
a conjec-
tout module
projectif
locaux ou semi-locaux.
(voir lemme
Ainsi, on sait que
K = Z), tout K-module
5.4)
o
: M -+ K, alors la
pour tout entier m > 1.
G(2,2m)
m > 1 (cf. corollaire
est dimensionnelle-
3.3). Comme
finalement
de Dedekind
on peut
que un module
peut ne pas &tre tr& difit-ent
si K est un anneau
exemples
de type fini est libre,
Notons
sur
Si M est un K-module
surjective
nilpotente
si K est un corps, l’algebre
pour tout entier
sur lesquels
les anneaux
libre.
L) = 2
qui est une Q-alg&bre,
de type fini est libre.
libre de rang
titer
s
est de rang
M
4.3, nous conduisent
Soit K un anneau integre,
CONJECTURE
5.9.
tout K-module
d’anneaux
libre
suivant:
lequel
S$
est dimensionnellement
Sp( M C+ L, 0) l’est aussi, ou L est le corps de
le theoreme
cas nous
consid&ations
5.5
et M un
K-module
Si l’on
est
du theoreme. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQ
acheve la dgmonstration
K.
zyxwvutsrqp
% zyxwvutsrqponmlkjihgfedcb
L, W ) l’est aussi et
Sr(M
ici que
par
MOUSSA OUA’ITARA
dun
module
(par exemple,
de type fini sans torsion est libre.
NOTE 5.10.
Soient K un anneau dans lequel 2 est inversible et M un
projectif muni dune forme K-lineaire surjective
o : M + K. I1
existe alors un K-module libre L muni dune forme K&&ire
surjective
K-module
W : L + K tels que Si< M, w> est une sous-K-alg6bre
de l’alghbre Sk(L, W >.
En effet, il existe un L-module libre L et un K-module projectif M’ tels que
= L. Sur L, on a une forme
M @ M’
par (x, x ‘> ++ w(x) et si l’on considere
K-linkire
surjective
la multiplication
0 :L +
K d6finie
de l’alghbre Sk< M, u)
et l’on pose ry ’ = $o< x) y ’ pour x parcourant M et y ’ parcourant
x’y’ = 0 quels que soient x ’ et y ’ dans M ‘, alors la multiplication
M’
et
sur L
devient (x, x’X y, y’) = i[O(x,
x’X y, y’) + W( y, y’Xx, x91, pour (r, x’)
( y, y’) parcourant
L. Cela nous montre
que L = Si(L, W I en tant
et zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
qu’algsbre
g&n&ale,
alg;bre
et que Si(M,
CO)en est une sous-alghbre.
c’est i dire, pour tout entier
de l’alghbre
SF( L, W ).
m 2 1, Sg(M ,
Cette
construction
w> est une
est
sous-K-
GENETIC
6.
LA
287
ALGEBRAS
D’ALGkBRES
DUPLIQUkE
DIMENSIONNELLEMENT
NILPOTENTS
Nous nous posons,
dans ce paragraphe,
qu’une algebre soit dimensionnellement
Nous
verrons
differents
que,
en general,
le probleme
nilpotente
ceci
n’est
de savoir si le fait
est h&it& par sa dupliquee.
pas vrai et nous
rapports entre l’aspect dimensionnellement
analysons
nilpotent
dune
les
algebre
et celui de sa dupliquee.
Soient done
D,( A,
o)
K un corps commutatif,
sa dupliquee
(A, o) une K-algebre
(cf.
[7]).
de la dupliquee
pour x et y parcourant
definie
pour x et y parcourant
d’apres certains
auteurs,
en bas de page]).
Leibnitz
Si l’algebre
d de A telle que dnfl
nilpotente
DK( A, o)
dim,(D,(A,
est
aussi
nilpotente,
isomorphisme
de
ment nilpotente
K-algebres
si et seulement
nilpotente,
la formule
alors
de
dupliquee
2n
+ 1 z
n Q 1. Si n = 0, il existe un
/ _L
: DK( A, w) A A et
D,( A,
n + 1, &die
de plus, que l’algebre
+ 2) ou encore
si
finie
p. 1221;
cf. [2, p. 2,
il existe une derivation
= 0 et d” # 0. D’apres
dimensionnellement
= $(n + lxn
0))
m > 0 (cf. [l, III,
serait plus correcte:
A, de dimension
on a d*2n+1 = 0 et si l’on suppose,
.y + x *
de Leibniz
x) * dj( y)
A et pour tout entier
la graphie
A = A2 et si elle est dimensionnellement
Leibniz,
pond&r&e et
le morphisme
par d*( x * y > = d(x)
A. I1 s’ensuit la firmule
d”_j(
note
Considerons
o)), d e d* oh d* (extension
Der,( A) --) Der,(DK(A,
de Lie zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGF
d’algebres
de d) est la derivation
d(y)
commutative
A est dimensionnelle-
w) lest aussi. On a ainsi le resultat
suivant:
PROPOSITION6.1.
Soit (A, w> me K-al@br-e pond&e
de dimension
finie v&jant
A = A2. Si les al&bres A et D,( A, o) sont dimensionnellement
nilpotentes alors l’alg2bre A est de dimension 1 ou 2.
On part maintenant
dune
K-algebre
pond&&e
(A, w) de dimension
finie
D,( A, w) est une algebre dimensionnellement
nilpotente.
Si m = dim K( DK( A, w)), il existe une derivation nilpotente d* de DK( A, w)
telle que Cd*)“’ = 0 et (d*)m-l
# 0. Supposons, de plus, que A = A’; le
morphisme
d’algebres
de Lie Der,( A) -+ Der,( D,( A, w)), d c, d* est
alors un isomorphisme
(cf. [7, thdoreme
2.51) done la derivation
d* de
DK( A, w) provient dune derivation d de l’algebre A via I’isomorphisme
dont la dupliquee
288
ARTIBANO
ci-dessus
et la formule
si l’on y applique
pour
x et
derivation
d’oh
de Leibniz
y parcourant
AND
MOUSSA OUA’ITARA
zyxwvutsrqpo
nous dit que
la multiplication
nilpotente.
MICALI
/ .L: D,(
A, done
A, w) + A, on a
d m = 0, c’est a dire, d est aussi une
1, on a aussi d"+ l = 0
finie n + zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYX
Si A est de dimension
(d*j2”+’
= 0 et, par suite, m = +(n + l>(n + 2) < 2n + 1, ce qui
n2 < n. Cela nous conduit au resultat suivant:
entrjine
finie.
PROPOSITION 6.2.
Soit (A, w) une K-alg&-e
pond&&e de dimension
dimensionSi A = A2 et si la dupliqu&e D,( A, w) e.st une K-alg;bre
nellement
nilpotente,
dimension
1 our 2.
alors l’algibre
A est dimensionnellemnet
nilpotente
de
COROLLAIRE6.3. Soient K un anneau in&gre, qui est une Q-algt?bre, et
( A, w> une K-algt?bre pond&he 02 A est un K-module projectif de type fini et
rang n. Si A = A2 et si la K-alggbre dupliqu&e DK( A, w) est dimensionnellement nilpotente,
Notant
est
L
alors n vaut
le
corps
dimensionnellement
de
fractions
de
K,
si la
est
de meme
K-algebre
D,( A, w)
L-algebre
L, W) (cf. zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSR
le m m e
S.l), oh W : A BK L + L est
nilpotente,
DK( A, w) G&L = DL( A %
la pond&ration
1 ou 2.
d e la L-algebre
il en
A @K L definie
par
de la
x @ h e
o( x)h.
La
proposition 6.1 nous dit alors que dim,( A @K L) vaut 1 ou 2. Comme la
condition A = A2 entrame A @K L = (A @Jo L)2, cela achiive la demonstration du corollaire.
zygotique
Z(n + 1,2m> est dimensionnelleCOROLLAIRE 6.4. L’alg;bre
ment nilpotente
si et seulement si m = 1 et n = 1.
On rappelle
l’algebre
Z(n
que l’al&hre
zygotique
Z(n + 1,2m) est la dupliquee de
(cf. paragraphe 4). Si l’algebre zygotique
est dimensionnellement
nilpotente,
il en est de meme de
gametique
+ 1,2m)
G( n + 1,2m)
GENETIC
1’alg;bre
289
ALGEBRAS
gam&ique
G(n
+ 1,2m)
et sa dimension
<“ ,i
zyxwvutsrq
11> vaut 2 (la dimen-
1 est 2 exclure car m > 1 et n > 1) et 1’algGbre G(n + 1,2m) est
sion zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
dimensionnellement
nilpotente
m = 1 ou n = 1 (cf. th&orS,me
si et seulement
4.3). Or, pour m = 1 la condition
( i
1+n
=2
1
entra?ne
n = 1 et r&iproquement
l’al@bre
zygotique
et n = 1. Rkiproquement,
ment nilpotente
7%= 1 entra?ne
soit dimensionnellement
l’algkbre
zygotique
car si n est une d&ivation
2(2,2>
nilpotente
d* : Z(2,2>
d z 0 et d” = 0, la dkrivation
G(2,2),
dimensionnellement
est dimensionnelle-
de 1’alg;bre
+ 2(2,2),
(d*)” # 0 et (d*)3 = 0. C e 1a nous montre
v&&e
m = 1. Done, le fait que
entratne que m = 1
nilpotente
gamktique
extension
que l’algkbre
Z(2,2)
de d,
est
nilpotente.
Le probl;me
r&olu
dans le corollaire
51, semble
6.4, pour les algitbres
gamhtiques
g&&ales
(cf. paragraphe
&re t&s difficile
et on ne peut pas dire
beaucoup
plus de ce que l’on a dit dans le corollaire
6.3 pour une algkbre
pond&& quelconque.
Par la suite nous montrons
la proposition
que la condition
A = A2 est essentielle
Toute z&o-algsbre
EXEMPLE6.2.
de dimension finie
> 2 est dimension-
nellement nilpotente.
En effet,
de dimension
n + 1 2 2. On sait que dans une z&-o-alg2bre
endomorphisme
lin&ire
finie
liniaire
soit A une z&o-alg;bre
est une
d&ivation;
considkons
0
0
1
,o
d”+l
= 0 et d” # 0, ce qui dkmontre
NOTE6.6.
A2 = 0)
tout
l’endomorphisme
par rapport
s’tkrit zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
10
a
(c’est i dire,
d de A dont la matrice Zi n + 1 lignes et n + 1 colonnes,
j une base don&e,
On
dans
6.2.
0 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYX
0
1
0
notre assertion.
sa dupliqu&e l’est aussi
On sait que si A est une z&o-alggbre,
nilpotente si A est une z&o-alghbre
done DK( A, w) est dimensionnellement
290 zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
ARTIBANO
MICALI
AND MOUSSA
OUA’ITARA
de dimension
dans
finie.
Cela
la propostion
nous
montre
que
la condition
A = A2 est essentielle
6.2.
REFERENCES
N. Bourbaki,
Algibre,
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