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Démonstration. [01Q0]

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Démonstration.

Soit 𝒜\mathscr{A} l’algèbre des fonctions analytiques sur YY. Il résulte de la proposition 3.4.1 qu’il existe une famille finie (h1,…,hN)(h_{1},\ldots,h_{N}) de fonctions appartenant à 𝒜\mathscr{A} possédant la propriété suivante :

(∗)(*) Soit y∈Yy\in Y, soit JJ l’ensemble des indices jj tels que hj​(y)≠0h_{j}(y)\neq 0, soit Y′Y^{\prime} l’ouvert d’inversibilité simultanée des hjh_{j} pour j∈Jj\in J et soit h:Y′→𝐆mJh\colon Y^{\prime}\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{J} le moment (hj)j∈J(h_{j})_{j\in J}  ; le point htrop​(y)h_{\text{trop}}(y) possède un voisinage ouvert Ω\Omega dans (𝐑+×)J(\mathbf{R}^{\times}_{+})^{J} tel que hh tropicalise chacune des αi|htrop−1​(Ω)\alpha_{i}|_{h_{\text{trop}}^{-1}(\Omega)}.

Soit y∈Ky\in K. Comme dk​(y)=nd_{k}(y)=n, le point yy n’est situé sur aucun fermé de Zariski de YY de dimension <n<n  ; comme YY est purement de dimension nn, cela signifie que yy n’appartient qu’à une composante irréductible de YY, et est Zariski-dense dans celle-ci.

Soit (Yα)(Y_{\alpha}) la famille des composantes irréductibles de YY. On pose 𝒴=Spec⁡𝒜\mathscr{Y}=\operatorname{Spec}\mathscr{A}  ; pour tout α\alpha, on désigne par 𝒴α\mathscr{Y}_{\alpha} la composante irréductible de 𝒴\mathscr{Y} qui correspond à YαY_{\alpha}.

Par le lemme d’évitement des idéaux premiers appliqué sur le schéma affine 𝒴\mathscr{Y}, il existe une fonction ff holomorphe sur YY telle que ff s’annule en tout point de Yα∩YβY_{\alpha}\cap Y_{\beta} dès que α≠β\alpha\neq\beta, et soit génériquement inversible sur YαY_{\alpha} pour tout α\alpha  ; notons ZZ (resp. 𝒵\mathscr{Z}) le lieu des zéros de ff sur YY (resp. 𝒴\mathscr{Y}).

Soit j∈{1,…,N}j\in\{1,\ldots,N\}. L’ouvert D⁡(f)D(f) de 𝒴\mathscr{Y} est la réunion disjointe des ouverts 𝒴α 𝒵\mathscr{Y}_{\alpha}\mathchoice{\mathbin{\vrule height=3.09999pt,width=6.93192pt,depth=-1.63612pt}}{\mathbin{\vrule height=3.09999pt,width=6.93192pt,depth=-1.63612pt}}{\mathbin{\vrule height=2.15277pt,width=3.65973pt,depth=-1.20554pt}}{\mathbin{\vrule height=0.86108pt,width=2.45418pt,depth=-1.03334pt}}\mathscr{Z}. Il existe donc hj′∈𝒜h^{\prime}_{j}\in\mathscr{A} sur YY et un entier njn_{j} tels que pour tout α\alpha la fonction hj′​f−nj|Yα−Zh^{\prime}_{j}f^{-n_{j}}|_{Y_{\alpha}-Z} soit égale à hjh_{j} si hjh_{j} est génériquement inversible sur YαY_{\alpha}, et égale à 11 dans le cas contraire :

Modifions la famille (h1,…,hN)(h_{1},\ldots,h_{N}) en remplaçant chacun des hjh_{j} par hj′h^{\prime}_{j}, et en posant f=hN+1f=h_{N+1}  ; puis écrivons NN au lieu de N+1N+1, pour alléger les notations. La nouvelle famille (h1,…,hN)(h_{1},\ldots,h_{N}) ainsi obtenue satisfait encore (∗)(*) sous réserve que l’on se limite aux points y∈Y−Zy\in Y-Z, c’est-à-dire aux points en lesquels hN=fh_{N}=f est inversible  ; et chacune des hjh_{j} est maintenant génériquement inversible sur toutes les YαY_{\alpha}, et est donc inversible au voisinage de KK.

Le compact KK est contenu dans Int⁡(Y/X)\operatorname{Int}(Y/X). En vertu du lemme 3.4.3, il existe un nombre fini de fonctions analytiques non nilpotentes λ1,…,λr\lambda_{1},\ldots,\lambda_{r} sur YY, de rayons spectraux respectifs ρ1,…,ρr\rho_{1},\ldots,\rho_{r}, telles que :

  • —

    pour tout ℓ\ell et tout y∈Ky\in K, |λℓ​(y)|<ρℓ|\lambda_{\ell}(y)|<\rho_{\ell}  ;

  • —

    pour tout y∈∂(Y/X)y\in\partial(Y/X), il existe ℓ\ell tel que |λℓ|=ρℓ|\lambda_{\ell}|=\rho_{\ell}.

Choisissons pour tout jj un nombre réel strictement positif sjs_{j} tel que |hj|>sj|h_{j}|>s_{j} sur KK, et soit WW le domaine affinoïde rationnel de YY défini par la conjonction d’inégalités |hj|≥sj|h_{j}|\geq s_{j}  ; comme hNh_{N} ne s’annule pas sur WW, on peut écrire W=∐(W∩Yα)W=\coprod(W\cap Y_{\alpha}).

Fixons α\alpha. Soit LαL_{\alpha} l’ensemble des indices ℓ\ell tels que λℓ|Yα\lambda_{\ell}|_{Y_{\alpha}} soit génériquement inversible  ; elle est alors inversible au voisinage de K∩YαK\cap Y_{\alpha}. Pour tout ℓ∈Lα\ell\in L_{\alpha}, choisissons deux réels rℓ,αr_{\ell,\alpha} et Rℓ,αR_{\ell,\alpha} différents de 11, tels que 0<rℓ,α<Rℓ,α<ρℓ0<r_{\ell,\alpha}<R_{\ell,\alpha}<\rho_{\ell} et tels que rℓ,α<|λℓ|<Rℓ,αr_{\ell,\alpha}<|\lambda_{\ell}|<R_{\ell,\alpha} sur K∩YαK\cap Y_{\alpha}. Soit VαV_{\alpha} le domaine affinoïde de W∩YαW\cap Y_{\alpha} défini par la conjonction des inégalités rℓ,α≤|λℓ|≤Rℓ,αr_{\ell,\alpha}\leq|\lambda_{\ell}|\leq R_{\ell,\alpha} pour ℓ∈Lα\ell\in L_{\alpha} et soit VV le domaine affinoïde ∐Vα\coprod V_{\alpha} de YY  ; c’est un domaine rationnel de WW, et partant de YY.

Si ℓ∈Lα\ell\in L_{\alpha}, on note λℓ,α\lambda_{\ell,\alpha} la fonction analytique sur VV qui vaut λℓ\lambda_{\ell} sur VαV_{\alpha} et 11 sur V−VαV-V_{\alpha}.

Soit y∈Vy\in V. Il appartient à l’un des VαV_{\alpha}  ; on a donc |λℓ​(y)|≤Rℓ,α<ρℓ|\lambda_{\ell}(y)|\leq R_{\ell,\alpha}<\rho_{\ell} si ℓ∈Lα\ell\in L_{\alpha}, et λℓ​(y)=0<ρℓ\lambda_{\ell}(y)=0<\rho_{\ell} sinon. En conséquence, le point yy n’appartient pas à ∂(Y/X)\partial(Y/X)  ; il vient V⊂Int⁡(Y/X)V\subset\operatorname{Int}(Y/X).

Soit y∈∂(V/Y)y\in\partial(V/Y). Par définition du domaine affinoïde VV, on est dans l’un des deux cas suivants, non exclusifs l’un de l’autre.

  • —

    Premier cas : il existe jj tel que |hj|​(y)=sj|h_{j}|(y)=s_{j}. On a alors |hj​(y)|∉|hj|​(K)|h_{j}(y)|\notin|h_{j}|(K).

  • —

    Second cas : il existe (ℓ,α)(\ell,\alpha) tel que y∈Yα,ℓ∈Lαy\in Y_{\alpha},\ell\in L_{\alpha} et |λℓ,α​(y)|∈{rℓ,α,Rℓ,α}|\lambda_{\ell,\alpha}(y)|\in\{r_{\ell,\alpha},R_{\ell,\alpha}\}. La définition de rℓ,αr_{\ell,\alpha} et Rℓ,αR_{\ell,\alpha} assure alors que |λℓ,α​(y)|∉|λℓ,α​(K∩Yα)||\lambda_{\ell,\alpha}(y)|\notin|\lambda_{\ell,\alpha}(K\cap Y_{\alpha})|  ; et comme rℓ,αr_{\ell,\alpha} et Rℓ,αR_{\ell,\alpha} sont différents de 11, le réel |λℓ,α​(y)||\lambda_{\ell,\alpha}(y)| n’appartient pas non plus à |λℓ,α​(K−Yα)||\lambda_{\ell,\alpha}(K-Y_{\alpha})|  ; il s’ensuit que |λℓ,α​(y)|∉|λℓ,α|​(K)|\lambda_{\ell,\alpha}(y)|\notin|\lambda_{\ell,\alpha}|(K).

Soit gg le moment défini sur VV par la concaténation des hjh_{j} et des λℓ,α\lambda_{\ell,\alpha}  ; il résulte de ce qui précède que gtrop​(∂(V/Y))∩gtrop​(K)=∅g_{\text{trop}}(\partial(V/Y))\cap g_{\text{trop}}(K)=\emptyset. Par ailleurs, soit y∈Vy\in V. Par choix des hjh_{j}, il existe un polytope compact PxP_{x} qui est un voisinage de gtrop​(x)g_{\text{trop}}(x) dans gtrop​(V)g_{\text{trop}}(V) tel que chacune des αi|gtrop−1​(Px)\alpha_{i}|_{g_{\text{trop}}^{-1}(P_{x})} provienne via gtropg_{\text{trop}} d’une forme βi,x\beta_{i,x} sur PxP_{x}. Le lemme 3.2.2 assure que les βi,x\beta_{i,x} sont uniquement déterminées  ; il garantit également leur recollement lorsque xx varie. Ainsi, gg tropicalise chacune des αi\alpha_{i}. ∎

Original mathematics by the credited authors. Source-backed reader collection; mathematical self-containment is not assessed.