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Démonstration. [01X7]

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Démonstration.

Soit a:W→𝐆mra\colon W\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{r} le moment induit par les aia_{i}  ; on désigne par CC le cône rationnel calibré correspondant. Comme ℋ⁡(x)~\widetilde{{\mathscr{H}}(x)} est de degré de transcendance égal à nn sur k~\tilde{k} (puisque la dimension de VV est égale à nn), le point xx étant de type 2, et n’est situé sur aucun fermé de Zariski de XX de dimension <n<n. Quitte à restreindre XX, on peut donc supposer que X=𝒳anX=\mathscr{X}^{\mathrm{an}} pour une certaine kk-variété algébrique lisse 𝒳\mathscr{X}. On peut également supposer que les aia_{i} sont algébriques, et que |ai​(x)|=1\mathopen{|}{a_{i}(x)}\mathclose{|}=1 pour tout ii.

On considère le corps k~\tilde{k} comme trivialement valué, et l’on note ξ\xi le point de VanV^{\mathrm{an}} qui correspond à la valuation triviale sur k~​(V)\tilde{k}(V). On a k~​(ξ)=ℋ⁡(x)~\tilde{k}(\xi)=\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}. Pour tout ii, on voit ai​(x)~\widetilde{a_{i}(x)} comme une fonction sur (Van,ξ)(V^{\mathrm{an}},\xi), et s~​(x)\tilde{s}(x) comme une section de LanL^{\mathrm{an}} (canoniquement métrisé) sur (Van,ξ)(V^{\mathrm{an}},\xi)  ; sa norme est égale à min⁡|ai​(x)~|\min|\widetilde{a_{i}(x)}|. On note C~\tilde{C} le cône rationnel calibré associé au moment défini par les ai​(x)~\widetilde{a_{i}(x)} au voisinage de ξ\xi.

\lemmname 6.9.5.

Les cônes rationnels C~\tilde{C} et CC coïncident ainsi que leurs calibrages.

Démonstration.

La coïncidence des cônes rationnels C~\tilde{C} et CC est démontrée dans [32] (théorème 3.3 et sa preuve).

Pour démontrer que leurs calibrages coïncident aussi, on choisit une projection de CC vers (𝐑+×)n(\mathbf{R}^{\times}_{+})^{n}, définie sur 𝐙\mathbf{Z}, dont la restriction à chaque face maximale est injective. On note pp la composée de (X,x)→𝐆mr(X,x)\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{r} et du morphisme de tores 𝐆mr→𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{r}\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} qui induit la projection choisie. Comme ptrop​(X,x)p_{\text{trop}}(X,x) est, par construction, de dimension nn, son image p⁡(x)p(x) est le point de Gauß ηk\eta_{k} de 𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n}. On définit de même p~:(Van,ξ)→((𝐆mn)k~,,ηk~)\tilde{p}\colon(V^{\mathrm{an}},\xi)\to((\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\tilde{k}},,\eta_{\tilde{k}}). Notons que ℋ⁡(ηk)~\widetilde{{\mathscr{H}}(\eta_{k})} est égal à k~​(T1,…,Tn)\tilde{k}(T_{1},\ldots,T_{n}).

Soit FF la sous-extension modérément ramifiée maximale de ℋ⁡(x)/ℋ⁡(ηk){\mathscr{H}}(x)/{\mathscr{H}}(\eta_{k}). Son corps résiduel F~\tilde{F} est la fermeture séparable de ℋ⁡(ηk)~\widetilde{{\mathscr{H}}(\eta_{k})} dans ℋ⁡(x)~\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}.

Le corps ℋ⁡(ηk){\mathscr{H}}(\eta_{k}) étant stable,

[ℋ⁡(x)~:k~(T1,…,Tn)]=[ℋ(x):ℋ(ηk)].[\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}:\tilde{k}(T_{1},\ldots,T_{n})]=[{\mathscr{H}}(x):{\mathscr{H}}(\eta_{k})].

Choisissons une décomposition conique de CC et une décomposition conique de (𝐑+×)n(\mathbf{R}^{\times}_{+})^{n} compatibles avec les différents calibrages considérés. Considérons une cellule ouverte maximale DD de CC, et soit D′D^{\prime} son image dans (𝐑+×)n(\mathbf{R}^{\times}_{+})^{n}.

On peut définir DD comme le lieu de validité sur CC d’une conjonction Φ\Phi d’inégalités de la forme φ<1\varphi<1 où φ\varphi est un monôme en les fonctions coordonnées  ; de même, D′D^{\prime} est définie par une conjonction Φ′\Phi^{\prime}. Soit Ψ~\widetilde{\Psi} la conjonction d’inégalités correspondante portant sur les normes des fonctions ai​(x)~\widetilde{a_{i}(x)}. Quitte à multiplier tous les exposants en jeu par une puissance convenable de pp, on peut supposer que les fonctions qui interviennent dans Ψ~\widetilde{\Psi} appartiennent toutes à F~\tilde{F}  ; on les relève dans FF et l’on note Ψ\Psi la conjonction d’inégalités correspondante. On désigne par Ψ′\Psi^{\prime} (resp. Ψ′~\widetilde{\Psi^{\prime}}) la conjonction d’inégalités entre les |Ti|\mathopen{|}{T_{i}}\mathclose{|}, où les TiT_{i} sont vues comme fonctions analytiques sur 𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} (resp. (𝐆mn)k~(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\tilde{k}}), qui correspond à Φ′\Phi^{\prime}.

Pour montrer que les calibrages de CC et C~\tilde{C} coïncident sur DD, il suffit de montrer l’égalité des degrés NN et N~\tilde{N} correspondants.

Le degré NN peut être caractérisé ainsi : tout point de S⁡(𝐆mn)S(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n}) satisfaisant Ψ′\Psi^{\prime} et suffisamment proche de ηk\eta_{k} a NN antécédents (comptés avec corps résiduels et multiplicités) dans l’ouvert défini par la condition Ψ\Psi.

De même, tout point de S⁡((𝐆mn)k~)S((\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\tilde{k}}) satisfaisant Ψ′~\widetilde{\Psi^{\prime}} et suffisamment proche de ηk~\eta_{\tilde{k}} a N~\tilde{N} antécédents (comptés avec multiplicités égales au produit du degré de l’extension de corps résiduels et de la multiplicité géométrique) dans l’ouvert défini par la condition Ψ~\widetilde{\Psi}.

Soit mm l’entier tel que

[ℋ⁡(x)~:F~]=[ℋ(x):F]=pm.[\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}:\tilde{F}]=[{\mathscr{H}}(x):F]=p^{m}.

L’extension FF définit un revêtement fini étale 𝒴\mathscr{Y} de 𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} au voisinage de son point générique, et (X,x)→𝐆mn(X,x)\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} se factorise par 𝒴an\mathscr{Y}^{\mathrm{an}}.

Si yy désigne l’image de xx sur 𝒴an\mathscr{Y}^{\mathrm{an}} alors (X,x)→(𝒴an,y)(X,x)\to(\mathscr{Y}^{\mathrm{an}},y) est fini et plat de degré pmp^{m}. La condition Ψ\Psi ne portant, par construction, que sur des normes de fonctions sur 𝒴\mathscr{Y}, elle définit un ouvert Ω\Omega de 𝒴an\mathscr{Y}^{\mathrm{an}}. Tout point de S⁡(𝐆mn)S(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n}) satisfaisant Ψ′\Psi^{\prime} et suffisamment proche de ηk\eta_{k} a exactement N/pmN/p^{m} antécédents dans Ω\Omega  ; ces antécédents sont comptés avec les multiplicités données par le degré de l’extension de corps résiduels, mais comme 𝒴→𝐆mn\mathscr{Y}\to\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} est étale, les multiplicités géométriques sont égales à 11.

On peut faire le même jeu au niveau résiduel. L’extension F~\tilde{F} définit un revêtement fini étale 𝒴~\widetilde{\mathscr{Y}} de (𝐆mn)k~(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\tilde{k}} au voisinage de son point générique, et (Van,ξ)→(𝐆mn)k~(V^{\mathrm{an}},\xi)\to(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\tilde{k}} se factorise par 𝒴an~\widetilde{\mathscr{Y}^{\mathrm{an}}}. Si ζ\zeta désigne l’image de ξ\xi sur 𝒴~an\widetilde{\mathscr{Y}}^{\mathrm{an}} alors (Van,ξ)→(𝒴~an,ζ)(V^{\mathrm{an}},\xi)\to(\widetilde{\mathscr{Y}}^{\mathrm{an}},\zeta) est fini et plat de degré pmp^{m}. La condition Ψ~\widetilde{\Psi} ne portant, par construction, que sur des normes de fonctions sur 𝒴~\widetilde{\mathscr{Y}}, elle définit un ouvert Ω~\widetilde{\Omega} de 𝒴~an\widetilde{\mathscr{Y}}^{\mathrm{an}}. Tout point de OPENS​((𝐆mn))k~)S((\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n}))_{\tilde{k}}) satisfaisant Ψ′~\widetilde{\Psi^{\prime}} et suffisamment proche de ηk~\eta_{\tilde{k}} a N~/pm\tilde{N}/p^{m} antécédents dans Ω~\widetilde{\Omega} (comme précédemment, chaque antécédent est affecté d’une multiplicité égale au degré de l’extension de corps résiduel ; les multiplicités valent 11 car 𝒴~→(𝐆mn)k~\widetilde{\mathscr{Y}}\to(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\tilde{k}} est étale).

Choisissons un groupe ordonné ℷ\gimel contenant 𝐑+×\mathbf{R}^{\times}_{+} tel qu’il existe 𝐠∈ℷ𝐧\bf g\in\gimel^{n} satisfaisant Φ′\Phi^{\prime} et infiniment proche de 11  ; il définit une valuation de Gauß η𝐠\eta_{\bf g} sur k⁡(T1,…,Tn)k(T_{1},\ldots,T_{n}), ainsi qu’une valuation de Gauß ηk~,𝐠\eta_{\tilde{k},\bf g} sur k~​(T1,…,Tn)\tilde{k}(T_{1},\ldots,T_{n}). Remarquons que η𝐠\eta_{\bf g} est la composée de la valuation de Gauß standard ηk~\eta_{\tilde{k}} et de ηk~,𝐠\eta_{\tilde{k},\bf g}.

Fixons une clôture algébrique 𝕂\mathbb{K} de k⁡(T1,…,Tn)k(T_{1},\ldots,T_{n}) et une extension de ηk\eta_{k} à 𝕂\mathbb{K}. Son corps résiduel 𝕂~\widetilde{\mathbb{K}} est une clôture algébrique de k~​(T1,…,Tn)\tilde{k}(T_{1},\ldots,T_{n})  ; munissons-le d’un prolongement de ηk~,𝐠\eta_{\tilde{k},\bf g}. En le composant avec le prolongement fixé de ηk\eta_{k}, on obtient un prolongement de η𝐠\eta_{\bf g} à 𝕂\mathbb{K}. On travaille désormais avec ces prolongements, que l’on note de la même manière que les valuations qu’ils étendent.

Soit P~∈k~​(T1,…,Tn)​[τ]\tilde{P}\in\tilde{k}(T_{1},\ldots,T_{n})[\tau] tel que F~≃k~​(T1,…,Tn)​[τ]/P~\tilde{F}\simeq\tilde{k}(T_{1},\ldots,T_{n})[\tau]/\tilde{P}  ; relevons P~\tilde{P} en un polynôme unitaire PP à coefficients dans k⁡(T1,…,Tn)k(T_{1},\ldots,T_{n}).

La condition Ψ~\widetilde{\Psi} peut ainsi être vue comme portant sur des normes de polynômes en τ\tau à coefficients dans F~\tilde{F} (modulo P~\tilde{P}).

On peut alors voir Ψ\Psi comme une condition portant sur les normes de polynômes en τ\tau à coefficients dans F∘F^{\circ}, relevant les précédents.

Un argument de constructibilité, et d’universalité des formules afférentes, assure que N/pmN/p^{m} est égal au nombre de racines de PP dans (𝕂,η𝐠)(\mathbb{K},\eta_{\bf g}) qui satisfont Ψ\Psi.

De même, N~/pm\tilde{N}/p^{m} est égal au nombre de racines de P~\tilde{P} dans (𝕂~,ηk~,𝐠)(\widetilde{\mathbb{K}},\eta_{\tilde{k},\bf g}) qui satisfont Ψ~\widetilde{\Psi}.

Par séparabilité de P~\tilde{P}, la réduction induit une bijection entre l’ensemble des racines de PP dans 𝕂\mathbb{K} et celui des racines de P~\tilde{P} dans 𝕂~\widetilde{\mathbb{K}}.

Comme Ψ\Psi est une conjonction de formules du type |Q⁡(τ)|<1|Q(\tau)|<1 où QQ est à coefficients entiers relativement à ηk\eta_{k}, comme Ψ~\widetilde{\Psi} est la réduction de la condition Ψ\Psi, et comme η𝐠\eta_{\bf g} est composée de ηk\eta_{k} et de ηk~,𝐠\eta_{\tilde{k},\bf g}, une racine de PP satisfait Ψ\Psi dans (𝕂,η𝐠)(\mathbb{K},\eta_{\bf g}) si et seulement si sa réduction satisfait Ψ~\widetilde{\Psi} dans (𝕂~,ηk~,𝐠)(\widetilde{\mathbb{K}},\eta_{\tilde{k},\bf g}).

Par conséquent, le nombre de racines de PP dans (𝕂,η𝐠)(\mathbb{K},\eta_{\bf g}) qui satisfont Ψ\Psi est égal au nombre de racines de P~\tilde{P} dans (𝕂~,ηk~,𝐠)(\widetilde{\mathbb{K}},\eta_{\tilde{k},\bf g}) qui satisfont Ψ~\widetilde{\Psi}.

Il vient N=N~N=\tilde{N}, ce qu’il fallait démontrer. ∎

Observons maintenant que le point ξ\xi est le seul point de VanV^{\mathrm{an}} qui ait un corps résiduel de degré de transcendance égal à nn sur k~\tilde{k}. On déduit donc du début de la preuve que c1​(Lan)n=μ​δξc_{1}(L^{\mathrm{an}})^{n}=\mu\delta_{\xi}, où μ\mu ne dépend que du cône calibré C~⊂(𝐑+×)n\tilde{C}\subset(\mathbf{R}^{\times}_{+})^{n}, et de la fonction linéaire par morceaux « minimum des coordonnées » sur celui-ci. Comme le cône calibré C~\tilde{C} est égal au cône calibré CC, il vient μ=λx\mu=\lambda_{x}. Par ailleurs, d’après le corollaire 6.4.4, la masse totale de la mesure c1​(Lan)nc_{1}(L^{\mathrm{an}})^{n} est donnée par

μ=∫Van⋀nc1​(Lan)=∫V⋀nc1​(L)=∫(X,x)~⋀nc1​(𝖫~​(x)).\mu=\int_{V^{\mathrm{an}}}\bigwedge^{n}c_{1}(L^{\mathrm{an}})=\int_{V}\bigwedge^{n}c_{1}(L)=\int_{\widetilde{(X,x)}}\bigwedge^{n}c_{1}(\widetilde{\mathsf{L}}(x)).

Cela conclut la démonstration du lemme. ∎

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