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Démonstration. [01QC]

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Démonstration.

Soit WW un domaine analytique compact de VV qui s’écrit W1∪W2W_{1}\cup W_{2}, où W1W_{1} et W2W_{2} sont deux domaines analytiques compacts de VV. On suppose que WW contient le support de ω\omega si ω\omega est de bi-degré (n,n)(n,n), et qu’il est un voisinage de ce support si elle est de type (n−1,n)(n-1,n). Fixons une présentation (f:V→T,α)(f\colon V\rightarrow T,\alpha) de ω\omega.

Choisissons une décomposition cellulaire 𝒞\mathscr{C} de ftrop​(V)f_{\text{trop}}(V) qui possède les propriétés suivantes :

  1. 1.

    Les parties ftrop​(W),ftrop​(W1)f_{\text{trop}}(W),f_{\text{trop}}(W_{1}), ftrop​(W2)f_{\text{trop}}(W_{2}) et ftrop​(W1∩W2)f_{\text{trop}}(W_{1}\cap W_{2}) sont réunions de cellules appartenant à 𝒞\mathscr{C}  ;

  2. 2.

    Cette décomposition est compatible avec les calibrages μf,μf|W,μf|W1,μf|W2\mu_{f},\mu_{f|_{W}},\mu_{f|_{W_{1}}},\mu_{f|_{W_{2}}} et μf|W1∩W2\mu_{f|_{W_{1}\cap W_{2}}} (que l’on prolonge par 00 en dehors de leurs polytopes de définition respectifs).

Soit C∈𝒞C\in\mathscr{C}, et soit p:T→𝐆mnp\colon T\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} un morphisme affine surjectif de tores tel que ptrop|Cp_{\text{trop}}|_{C} soit injective. Choisissons un pavé ouvert PP dans l’intérieur C̊\mathring{C} de CC, dont l’image RR par ptropp_{\text{trop}} ne rencontre pas (p∘f)trop​(∂V∪∂W∪∂W1∪∂W2∪∂(W1∩W2))(p\circ f)_{\text{trop}}(\partial V\cup\partial W\cup\partial W_{1}\cup\partial W_{2}\cup\partial(W_{1}\cap W_{2})), et qui possède la propriété suivante : si α|C̊≠0\alpha|_{\mathring{C}}\neq 0 alors PP rencontre le support de α\alpha.

L’ouvert U=ftrop−1​(P)U=f_{\text{trop}}^{-1}(P) est alors fini et plat sur RsqR_{\mathrm{sq}}  ; appelons dd le degré correspondant. En vertu de l’hypothèse faite sur RR, l’ouvert UU ne rencontre aucun des bords des différents domaines analytiques en jeu  ; dès lors, toute composante connexe de UU qui rencontre WW (resp. W1W_{1}, resp. W2W_{2}, resp. W1∩W2W_{1}\cap W_{2}) est entièrement contenue dans W1∪W2W_{1}\cup W_{2} (resp. …). Par conséquent, UU s’écrit U′​∐U1​∐U12​∐U2U^{\prime}\coprod U_{1}\coprod U_{12}\coprod U_{2}, où U′U^{\prime} est la réunion des composantes connexes de UU contenues dans V−WV-W, où U1U_{1} est la réunion des composantes connexes de UU contenues dans W1−W2W_{1}-W_{2}, où U2U_{2} est défini de façon symétrique, et où U12U_{12} est la réunion des composantes connexes de UU contenues dans W1∩W2W_{1}\cap W_{2}.

Les ouverts U′U^{\prime}, U1​∐U12U_{1}\coprod U_{12}, U2​∐U12U_{2}\coprod U_{12} et U12U_{12} sont finis et plats au-dessus de RsqR_{\mathrm{sq}}  ; si l’on note d′d^{\prime}, d1d_{1}, d2d_{2} et d12d_{12} les degrés correspondants on a d=d′+d1+d2−d12d=d^{\prime}+d_{1}+d_{2}-d_{12}.

\lemmname 3.7.4.

Si ω\omega est de type (n,n)(n,n) et si α|C̊≠0\alpha|_{\mathring{C}}\neq 0 alors d′=0d^{\prime}=0.

Démonstration.

Pour le voir, on raisonne par l’absurde en supposant que d′d^{\prime} est non nul.

Par choix de PP, on a α|P≠0\alpha|_{P}\neq 0  ; en conséquence, il existe un polytope compact P0P_{0} contenu dans PP, qui est un voisinage dans PP d’un point de supp⁡(α)\operatorname{supp}(\alpha)  ; l’intersection U′′:=U′∩ftrop−1​(P0)U^{\prime\prime}:=U^{\prime}\cap f_{\text{trop}}^{-1}(P_{0}) est un domaine affinoïde de U′U^{\prime}. Comme on a supposé que d′≥1d^{\prime}\geq 1, on a Rsq⊂p∘f⁡(U′)R_{\mathrm{sq}}\subset p\circ f(U^{\prime}), et donc ftrop​(U′)=Pf_{\text{trop}}(U^{\prime})=P, ce qui entraîne que ftrop​(U′′)=P0f_{\text{trop}}(U^{\prime\prime})=P_{0}. La restriction α|P0\alpha|_{P_{0}} étant non nulle, la restriction à U′′U^{\prime\prime} de ω\omega n’est pas nulle (lemme 3.2.2), ce qui contredit l’inclusion du support de ω\omega dans WW.

∎

Revenons à la démonstration des propositions 3.7.2 et 3.7.3. Soit σ\sigma la section de ptropp_{\text{trop}} d’image ⟨C⟩\langle C\rangle, et soit |𝐞||{\bf e}| l’image par σ\sigma du vecteur-volume standard de 𝐑n\mathbf{R}^{n}.

On a alors par définition

μf​(C)\displaystyle\mu_{f}(C) =d​|𝐞|,\displaystyle=d|{\bf e}|,
μf|W​(C̊)\displaystyle\mu_{f|_{W}}(\mathring{C}) =(d1+d2−d12)​|𝐞|,\displaystyle=(d_{1}+d_{2}-d_{12})|{\bf e}|,
μf|W1​(C)\displaystyle\mu_{f|_{W_{1}}}(C) =d1​|𝐞|,\displaystyle=d_{1}|{\bf e}|,
μf|W2​(C)\displaystyle\mu_{f|_{W_{2}}}(C) =d2​|𝐞|\displaystyle=d_{2}|{\bf e}|

et

μf|W1∩W2​(C)\displaystyle\mu_{f|_{W_{1}\cap W_{2}}}(C) =d12​|𝐞|.\displaystyle=d_{12}|{\bf e}|.

Il vient

μf|W​(C)=μf|W1​(C)+μf|W2​(C̊)−μf|W1∩W2​(C),\mu_{f|_{W}}(C)=\mu_{f|_{W_{1}}}(C)+\mu_{f|_{W_{2}}}(\mathring{C})-\mu_{f|_{W_{1}\cap W_{2}}}(C),

et μf​(C)=μf|W​(C)\mu_{f}(C)=\mu_{f|_{W}}(C) si ω\omega est de type (n,n)(n,n) et si α|C̊≠0\alpha|_{\mathring{C}}\neq 0, puisqu’on a alors d′=0d^{\prime}=0 d’après le lemme 3.7.4 ci-dessus.

\remaname 3.7.5.

Tous les vecteurs volumes dont il vient d’être question sont des multiples entiers positifs d’un même vecteur volume, à savoir |𝐞|\mathopen{|}{\bf e}\mathclose{|}.

Supposons que ω\omega est de type (n,n)(n,n). Le calcul des différentes intégrales en jeu dans la proposition 3.7.2 ne fait alors intervenir effectivement que les cellules C∈𝒞C\in\mathscr{C} telles que α|C̊≠0\alpha|_{\mathring{C}}\neq 0. Il en résulte, compte-tenu de ce qui précède et de la remarque 3.7.5, que

∫W1|ω|≤∫V|ω|=∫W|ω|=∫W1|ω|+∫W2|ω|−∫W1∩W2|ω|,\int_{W_{1}}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}\leq\int_{V}|\omega|=\int_{W}|\omega|=\int_{W_{1}}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}+\int_{W_{2}}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}-\int_{W_{1}\cap W_{2}}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|},

et que

∫Vω=∫Wω=∫W1ω+∫W2ω−∫W1∩W2ω\int_{V}\omega=\int_{W}\omega=\int_{W_{1}}\omega+\int_{W_{2}}\omega-\int_{W_{1}\cap W_{2}}\omega

dans le cas intégrable (la remarque 3.7.5 ne sert que pour la première ligne). Ceci achève de démontrer la proposition 3.7.2.

Supposons maintenant que ω\omega est de type (n−1,n)(n-1,n). Soit FF une (n−1)(n-1)-cellule de 𝒞\mathscr{C}. On a en vertu de ce qui précède l’égalité

∂μf|W​(F)=∂μf|W1​(F)+∂μf|W2​(F)−∂μf|W1∩W2​(F),\partial\mu_{f|_{W}}(F)=\partial\mu_{f|_{W_{1}}}(F)+\ \partial\mu_{f|_{W_{2}}}(F)-\partial\mu_{f|_{W_{1}\cap W_{2}}}(F),

d’où l’on déduit (à l’aide de l’inégalité triangulaire pour ce qui concernent les intégrales de bord de |ω|\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}) l’assertion 1) de la proposition 3.7.3.

Il reste à prouver l’assertion 2) de la proposition 3.7.3. On suppose donc que ω\omega est de type (n−1,n)(n-1,n) et que WW est un voisinage du support de ω\omega.

En recouvrant le compact V−Int​(W/V)V-\text{Int}\;(W/V) par un nombre fini de domaines affinoïdes qui ne rencontrent pas le support de ω\omega, on obtient un domaine analytique compact ZZ de XX qui est disjoint du support de ω\omega, et tel que Z∪W=XZ\cup W=X.

Comme ZZ ne rencontre pas le support de ω\omega, les intégrales ∫∂Z|ω|\int_{\partial Z}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|} et ∫∂(Z∩W)|ω|\int_{\partial(Z\cap W)}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|} sont nulles. En appliquant l’assertion 1) de la proposition 3.7.3, déjà établie, il vient alors

∫∂X|ω|=∫∂W|ω|.\int_{\partial X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}=\int_{\partial W}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}.

L’égalité ∫∂Xω=∫∂Wω\int_{\partial X}\omega=\int_{\partial W}\omega dans le cas intégrable se démontre exactement de la même manière. ∎

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