Théorème de Wedderburn

Il faut passer du temps sur cette preuve pour bien tout comprendre.
Ce développement se recase bien.
Ne prêtez pas attention aux remarques en noir sur la 1ère page, c'était une ébauche de preuve du lemme que j'ai ensuite fait sur la page suivante. Je traitais le lemme d'abord, puis le théorème (pour que ça fasse 15 minutes).

Irréductibilité des polynômes cyclotomiques sur Q[X]

Je démontre le lemme de Gauss d'abord (dans le Perrin), puis le lemme sur les polynômes ensuite (Gozard) et enfin le théorème (Gozard). A force de m'entraîner, j'arrivais à faire les 3 en 15 minutes mais il faut être rapide et ne pas hésiter. On peut ne pas faire le lemme de Gauss, je le faisais seulement pour que ça rentre dans la 142...
Comme le dit Tintin, pour mettre ça dans la 125, il faut remplacer le lemme de Gauss par un dernier lemme qu'on démontre après donnant le fait que toute racine primitive de l'unité est algébrique et donnant le degré de l'extension.
Il faut comprendre pourquoi démontrer que si $u$ est racine de $f$ alors pour tout $p$ premier ne divisant pas $n$, $u^p$ est aussi racine de $f$ implique que toutes les racines primitives de l'unité sont racines de $f$. J'avais mis le détail en haut de la 2e page mais ce n'est pas passé au scan...
Désolé, la 2e page est un peu coupée, mais tout est dans les références.

Groupe des nombres complexes de module 1. Racines de l'unité. Applications.

Finalement, mon DEV 2 n'était pas Wedderburn mais Kronecker pour cette leçon.
Et d'ailleurs dans ce même développement, je rajoute une application pour durer 15 minutes, il s'agit du résultat suivant :

Soit $G$ un sous-groupe fini de $\text{GL}_n(\mathbb{Z})$. L'application qui va de $G$ dans $\text{GL}_n(\mathbb{Z}/3\mathbb{Z})$, qui à une matrice associe la même matrice dont les coefficients sont réduits modulo 3 est un morphisme de groupes injectif (voir Carnet de Voyage en Algébrie)

Je trouve que cette leçon n'est pas facile à faire, surtout pour ce qui est de trouver de bonnes références...
Je parle des constructions géométriques à la fin et comme j'ai fait cette leçon en tout début d'année, je n'étais pas encore renseigné sur toutes les références qui existaient donc je précise que, pour cette notion, le Gozard fait tout très bien, pas besoin d'aller chercher le Carréga ou je ne sais quoi... (sauf si vous voulez vraiment être expert et aller très loin)
De même, pour la partie "Rotations vectorielles", le Rombaldi fait très bien l'affaire. Pour les angles orientés, le livre de Michèle Audin suffit.
Bon courage pour faire cette leçon ! Elle est un peu longue à s'approprier et travailler mais je trouve que ça vaut le coup, surtout pour tout ce qui est exponentielle complexe, argument, angles orientés...

Groupe des permutations d'un ensemble fini. Applications.

Il faut penser à parler des classes de conjugaison, avoir une idée de la démonstration, savoir dire si deux permutations sont conjuguées.
Il faut aussi connaître la preuve de l'existence et l'unicité de la décomposition en produit de cycles à supports disjoints (comme précisé dans le rapport du jury 2023) ! Et il faut aussi bien sûr savoir faire en pratique
Dans la partie Applications, j'ai choisi de parler des polynômes symétriques, ça peut être remplacé par la théorie de Sylow mais je trouve que ça se justifierait moins bien...
J'ai oublié d'encadrer le DEV 2 mais il s'agit des points 56,57,58 que vous trouverez un peu éparpillés dans le Gourdon et dans un des Francinou Oraux X-ENS...

Exemples de nombres remarquables. Exemples d'anneaux de nombres remarquables. Applications.

C'est la toute dernière leçon que j'ai faite.
La partie sur les nombres décimaux est assez (peut-être trop ?) longue, mais j'avais travaillé les démonstrations. Je pense que c'est ce qu'il faut faire si on choisit de s'étendre autant sur ce sujet.
Je doute un peu de la pertinence des carrés dans $\mathbb{F}_q$ dans cette leçon... C'était un sujet que je maîtrisais bien donc je le mettais partout où je pouvais le mettre :)
Les constructions géométriques à la règle et au compas me semblent être un bon investissement à faire pendant l'année (au moins pour les leçons 125,127,191)

Corps finis. Applications.

Il faut savoir démontrer l'existence et l'unicité du corps à $q=p^n$ éléments et surtout construire par exemple $\mathbb{F}_4$ ou $\mathbb{F}_9$ explicitement en utilisant un polynôme irréductible. Il faut aussi savoir multiplier deux éléments dans un corps fini, trouver les inverses etc...
Pour la cyclicité du groupe multiplicatif des inversibles, j'ai choisi de le faire par l'exposant (comme ça je pouvais le remettre dans les leçons de groupes) mais ça peut se faire par d'autres moyens.
Il faut savoir justifier pourquoi il existe des polynômes irréductibles de tout degré à coefficients dans $\mathbb{F}_q$.
Le Francinou où se trouve le DEV 2 est celui qui s'appelle "Exercices de mathématiques pour l'agrégation, Algèbre 1"

Extensions de corps. Exemples et applications.

Je suis passé sur cette leçon le jour J ! Voir mon témoignage plus bas.

Pour cette leçon, je déconseille de s'aventurer en théorie de Galois parce que ça demande un gros investissement juste pour cette leçon là...
Par contre, la constructibilité c'est cool, c'est joli, c'est pas très difficile... et on peut en parler dans plusieurs leçons !
Comme je le dis dans mon témoignage, je pense que le jury considère cette leçon comme difficile et donc que maîtriser la base suffit.

Le jour J, je n'ai pas fait la même partie I-1), j'ai à la place défini rapidement ce qu'était un corps et j'ai parlé de la caractéristique.
Il faut bien justifier le DEV 2 par le fait que les polynômes irréductibles servent à construire des extensions de corps finis !

Polynômes irréductibles à une indéterminée. Corps de rupture. Exemples et applications.

Pour cette leçon, tout est dans le Perrin et le Gozard ! Le plan a été approuvé par une excellente prof.
Il faut essayer de bien mixer les polynômes irréductibles et la théorie des corps.
C'est bien de penser à parler d'un peu d'algèbre linéaire.
Il faut savoir évidemment montrer qu'un polynôme est irréductible (ou au moins proposer des critères), mais aussi construire des corps finis comme $\mathbb{F}_4$, $\mathbb{F}_9$ avec un polynôme irréductible, puis faire des calculs dans le corps fini ainsi construit (produits, inverses)

Racines d'un polynôme. Fonctions symétriques élémentaires. Exemples et applications.

Cette leçon est relativement difficile même si on trouve facilement plein de choses à y mettre. La difficulté réside dans les polynômes à plusieurs variables : il faut savoir exploiter les relations coefficients-racines et utiliser le théorème de structure sur les polynômes symétriques et comme c'est la seule leçon qui parle de ça (du moins parmi mes plans) cela demande du travail juste pour cette leçon là...
Dans le DEV 1, je rajoute une application pour durer 15 minutes, il s'agit du résultat suivant :

Soit $G$ un sous-groupe fini de $\text{GL}_n(\mathbb{Z})$. L'application qui va de $G$ dans $\text{GL}_n(\mathbb{Z}/3\mathbb{Z})$, qui à une matrice associe la même matrice dont les coefficients sont réduits modulo 3 est un morphisme de groupes injectif (voir Carnet de Voyage en Algébrie).

Exemples d'utilisation de techniques d'algèbre en géométrie.

ATTENTION : J'ai fait cette leçon au mois de mai, puis je me suis rapidement rendu compte que mon plan était mal articulé, j'ai donc échangé et/ou regroupé certaines sous-parties. Il faut prendre en compte le plan général que j'ai mis en page 1 du PDF, puis pour chaque sous-partie se référer à celle qui correspond dans la leçon pour y voir le contenu.
Je suis désolé, je n'ai pas pris le temps de refaire la leçon en entier après avoir modifié le plan, mais c'est juste les mêmes choses mises dans un ordre différent !

Cette leçon est très intéressante car elle permet vraiment de choisir ce qui nous plaît pour en faire une leçon. Elle peut effrayer mais avec un peu travail on s'en sort ! On peut piocher dans les groupes évidemment, mais aussi la géométrie affine, les coniques, et même la théorie des corps en parlant de constructibilité !
Voir aussi la leçon de Tintin qui est très bien !
Les tableaux proposant la classification des isométries vectorielles en dimension 2 et 3 en annexe sont bien mieux que ceux de ma leçon 161... Je recommande donc d'apprendre plutôt ceux-ci (ils sont dans le Garnier et le Combes il me semble)
Pour les références, voir aussi le Aebischer pour les coniques.