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3.9.2 [01QQ]

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3.9.2

L’intégrale est linéaire dans le sens suivant. Soit (ωℓ)(\omega_{\ell}) une famille localement finie et dénombrable de formes mesurables de type (n,n)(n,n) (resp. (n−1,n)(n-1,n)) à supports fortement paracompacts dans XX, et soit (rℓ)(r_{\ell}) une famille de nombres réels.

La forme ω:=∑rℓ​ωℓ\omega:=\sum r_{\ell}\omega_{\ell} est alors bien définie, et à support fortement paracompact dans XX : pour le voir, on choisit pour tout ℓ\ell un ouvert paracompact XℓX_{\ell} de XX contenant supp⁡(ωℓ)\operatorname{supp}(\omega_{\ell}).

Chaque composante connexe de XℓX_{\ell} est dénombrable à l’infini. Comme les XℓX_{\ell} sont en nombre dénombrable, chaque composante connexe de ⋃Xℓ\bigcup X_{\ell} est dénombrable à l’infini. Par conséquent, ⋃Xℓ\bigcup X_{\ell} est un ouvert paracompact de XX contenant le support de chacune des ωℓ\omega_{\ell}, et a fortiori le support de ∑rℓ​ωℓ\sum r_{\ell}\omega_{\ell}.

On a alors

∫X|ω|≤∑|rℓ|​∫X|ωℓ|\int_{X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}\leq\sum|r_{\ell}|\int_{X}\mathopen{|}{\omega_{\ell}}\mathclose{|}
(resp.​∫∂X|ω|≤∑|rℓ|​∫∂X|ωℓ|​),\text{(resp.}\;\int_{\partial X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}\leq\sum|r_{\ell}|\int_{\partial X}\mathopen{|}{\omega_{\ell}}\mathclose{|}\;\;\text{),}

et

∫Xω=∑rℓ​∫Yωℓ\int_{X}\omega=\sum r_{\ell}\int_{Y}\omega_{\ell}
(resp.​∫∂Xω=∑rℓ​∫∂Xωℓ​)\text{(resp.}\;\int_{\partial X}\omega=\sum r_{\ell}\int_{\partial X}\omega_{\ell}\;\;\text{)}

dans le cas intégrable.

Pour le voir, on commence par choisir un ouvert paracompact ZZ de XX contenant ⋃supp⁡(ωℓ)\bigcup\operatorname{supp}(\omega_{\ell}) (on a vu ci-dessus qu’un tel ouvert existe toujours).

Donnons-nous une famille (Vi)(V_{i}) de domaines affinoïdes de ZZ tels que les V̊i\mathring{V}_{i} recouvrent ZZ, et une partition de l’unité lisse (λi)(\lambda_{i}) sur ZZ, subordonnée à (V̊i)(\mathring{V}_{i}).

Fixons ii. Comme la famille (ωℓ)(\omega_{\ell}) est localement finie, et comme le support de λi​ωℓ\lambda_{i}\omega_{\ell} est constitué pour tout ℓ\ell de points xx tels que dk​(x)=nd_{k}(x)=n (lemme 3.2.5), il existe en vertu de la proposition 3.4.4, un voisinage affinoïde UiU_{i} de ⋃ℓsupp⁡(λi​ωℓ)\bigcup_{\ell}\operatorname{supp}(\lambda_{i}\omega_{\ell}) dans ViV_{i} qui tropicalise λi\lambda_{i} et toutes les ωℓ\omega_{\ell} (celles qui sont nulles sur ViV_{i} sont automatiquement tropicales).

La famille (V̊iλi,Ui)|(\mathring{V}_{i}\,\lambda_{i},U_{i})| est un atlas intégral sur XX adapté à ω\omega et à chacune des ωℓ\omega_{\ell}  ; on peut donc calculer toutes les intégrales en jeu au moyen de cet atlas, et le résultat cherché s’ensuit immédiatement.

\remaname 3.9.3.

Supposons qu’il existe une partition de l’unité mesurable (gℓ)(g_{\ell}) telle que ωℓ=gℓ​ω\omega_{\ell}=g_{\ell}\omega pour tout ℓ\ell. On montre alors par la même méthode que ci-dessus que

∫X|ω|=∑∫X|ωℓ|.\int_{X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}=\sum\int_{X}\mathopen{|}{\omega_{\ell}}\mathclose{|}.

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