Ah non, ce n'est pas évident! (Quand j'écris
je veux dire "l'intersection sur tous les idéaux premiers".)
Comme tu l'as dit, une des deux inclusions est facile.
Supposons que
ne soit pas nilpotent et notons
. On considère l'ensemble des idéaux de
qui ne rencontrent pas
, partiellement ordonné par l'inclusion. Cet ensemble est non vide (il contient l'idéal nul), donc par Zorn il admet un élément maximal
, qui par hypothèse ne rencontre pas
, et donc ne contient pas
. Montrons que
est premier, ce qui prouvera que
n'est pas dans
.
Si
et
sont hors de
, par maximalité de
il existe deux entiers
et
tels que
et
. Mais alors
et
ne peut être dans
car sinon on aurait
ce qui serait absurde. Finalement
est premier.
Remarque: en adaptant la preuve on peut montrer plus généralement que, si
est un idéal de
, on a
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.
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