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3.11 Positivité, régularité et continuité [01R3]

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3.11 Positivité, régularité et continuité

\propname 3.11.1.

Soit XX un bon espace kk-analytique de dimension nn, soit ω\omega une (n,n)(n,n)-forme lisse sur XX et soit VV un domaine analytique compact de XX tel que ω\omega est nulle sur VV. Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe un voisinage WW de VV dans XX qui est un domaine analytique compact tel que ∫W|ω|≤ε\int_{W}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}\leq\varepsilon.

Démonstration.

En revenant à la définition de l’intégrale, on se ramène au cas où VV est contenu dans l’intérieur d’un domaine affinoïde V′V^{\prime} adapté à ω\omega. Soit f:V′→Tf\colon V^{\prime}\rightarrow T un moment et soit α\alpha une (n,n)(n,n)-forme sur ftrop​(V′)f_{\text{trop}}(V^{\prime}) telle que ω|V′=f∗​α\omega|_{V^{\prime}}=f^{*}\alpha.

Considérons une décomposition polytopale 𝒫′\mathscr{P}^{\prime} de ftrop​(V′)f_{\text{trop}}(V^{\prime}) telle que ftrop​(V)f_{\text{trop}}(V) soit réunion de cellules de 𝒫′\mathscr{P}^{\prime} et qui soit adaptée au calibrages μf\mu_{f} de ftrop​(V)f_{\text{trop}}(V) et ftrop​(V′)f_{\text{trop}}(V^{\prime}). Il existe un voisinage PP de ftrop​(V)f_{\text{trop}}(V) dans ftrop​(V′)f_{\text{trop}}(V^{\prime}) qui est un polyope. Alors, W=ftrop−1​(V)W=f_{\text{trop}}^{-1}(V) est un domaine analytique de V′V^{\prime} qui est un voisinage de VV. Compte tenu de la régularité extérieure de la mesure de Lebesgue sur un espace affine, la définition de ∫V′|ω|\int_{V^{\prime}}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|} montre que cette intégrale est arbitrairement proche de 00. ∎

\propname 3.11.2.

Soit XX un bon espace kk-analytique topologiquement séparé et de dimension nn. Soit ω\omega une (n,n)(n,n)-forme intégrable sur XX (resp. une (n−1,n)(n-1,n)-forme intégrable sur ∂X\partial X). Pour toute fonction lisse uu sur XX, on a

|∫Xu​ω|≤∥u∥K​∫X|ω|,resp. ​|∫∂Xf​ω|≤∥u∥K∩∂X​∫∂X|ω|.\left|{\int_{X}u\omega}\right|\leq\mathopen{\|}{u}\mathclose{\|}_{K}\int_{X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|},\quad\text{\emph{resp.} }\left|{\int_{\partial X}f\omega}\right|\leq\mathopen{\|}{u}\mathclose{\|}_{K\cap\partial X}\int_{\partial X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}.

(On note ∥u∥C\mathopen{\|}{u}\mathclose{\|}_{C} désigne la borne supérieure de |u|\mathopen{|}{u}\mathclose{|} sur une partie CC de XX.)

Démonstration.

Commençons par traiter le cas d’une forme de type (n,n)(n,n). Soit uu une fonction lisse sur XX. Il résulte de la définition de l’intégrale ∫Xu​ω\int_{X}u\omega que l’on a

|∫Xu​ω|≤∥u∥X​∫X|ω|.\left|{\int_{X}u\omega}\right|\leq\mathopen{\|}{u}\mathclose{\|}_{X}\int_{X}{\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}}.

Soit ε>0\varepsilon>0. Il existe un voisinage compact UU de KK sur lequel uu est bornée par ∥u∥K+ε\mathopen{\|}{u}\mathclose{\|}_{K}+\varepsilon ; soit alors λ\lambda une fonction lisse sur XX, de support contenu dans UU, qui vaut 11 au voisinage de KK et telle que 0≤λ⁡(x)≤10\leq\lambda(x)\leq 1 pour tout point de UU. Comme λ​ω=ω\lambda\omega=\omega, on a alors

|∫Xu​ω|=|∫Xλ​u​ω|≤∥λ​u∥X​∫X|ω|≤(∥u∥K+ε)​∫X|ω|.\left|{\int_{X}u\omega}\right|=\left|{\int_{X}\lambda u\omega}\right|\leq\mathopen{\|}{\lambda u}\mathclose{\|}_{X}\int_{X}{\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}}\leq(\mathopen{\|}{u}\mathclose{\|}_{K}+\varepsilon)\int_{X}\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}.

La proposition en découle en faisant tendre ε\varepsilon vers 00.

Le cas des formes de type (n−1,n)(n-1,n) est analogue se traite de même. Soit λ\lambda une fonction lisse égale à 11 au voisinage de ∂X∩K\partial X\cap K. La forme λ​ω−ω\lambda\omega-\omega est nulle au voisinage de ∂X\partial X ; d’après la proposition 3.10.7, son intégrale de bord est nulle. On a alors

|∫∂Xu​ω|=|∫∂Xλ​u​ω|≤∥λ​u∥X​∫∂X|ω|.\left|{\int_{\partial X}u\omega}\right|=\left|{\int_{\partial X}\lambda u\omega}\right|\leq\mathopen{\|}{\lambda u}\mathclose{\|}_{X}\int_{\partial X}{\mathopen{|}{\omega}\mathclose{|}}.

La proposition en résulte en considérons de telles fonctions λ\lambda dont le support tend vers ∂X∩K\partial X\cap K. ∎

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