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3.5.1 [01Q2]

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3.5.1

Soit XX un espace kk-analytique compact purement de dimension nn et soit f:X→Tf\colon X\rightarrow T un moment sur XX.

L’espace ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X) est un polytope compact de TtropT_{\text{trop}}. Soit 𝒞\mathscr{C} une décomposition cellulaire de ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X).

On construit comme suit un calibrage μf\mu_{f} de ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X) qui est partout non nul. On dit que c’est le calibrage canonique de ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X).

Soit CC une cellule de 𝒞\mathscr{C} de dimension nn. Choisissons un morphisme de tores qq de TT dans le tore 𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} tel que la restriction à ⟨C⟩\langle C\rangle de l’application affine

qtrop:Ttrop→(𝐆mn)trop≃log𝐑nq_{\text{trop}}\colon T_{\text{trop}}\rightarrow(\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n})_{\text{trop}}\simeq_{\log}\mathbf{R}^{n}

soit un isomorphisme, et soit σ:𝐑n→Ttrop\sigma\colon\mathbf{R}^{n}\rightarrow T_{\text{trop}} l’unique section de |q|\mathopen{|}{q}\mathclose{|} dont l’image est le sous-espace affine ⟨C⟩\langle C\rangle.

L’image de ∂X\partial X par (q∘f)trop(q\circ f)_{\text{trop}} est contenue dans un polytope de dimension ≤n−1\leq n-1.

Il existe donc une décomposition cellulaire 𝒟\mathscr{D} de CC telle que pour toute cellule ouverte DD de 𝒞\mathscr{C} de dimension nn, la cellule image qtrop​(D)q_{\text{trop}}(D) ne rencontre pas (q∘f)trop​(∂X)(q\circ f)_{\text{trop}}(\partial X). L’ouvert ftrop−1​(D)f_{\text{trop}}^{-1}(D) est alors, d’après les résultats du §2.4, fini et plat de degré strictement positif sur q​(D)sqq(D)_{\mathrm{sq}}  ; on note dDd_{D} le degré en question. Soit |e1∧⋯∧en|\mathopen{|}{e_{1}\wedge\dots\wedge e_{n}}\mathclose{|} le vecteur-volume de 𝐑n\mathbf{R}^{n} associé à son orientation pour laquelle la base canonique (e1,…,en)(e_{1},\dots,e_{n}) est directe et au nn-vecteur e1∧⋯∧ene_{1}\wedge\dots\wedge e_{n}. Posons alors

μD=dD​((σ)∗​(|e1∧⋯∧en|)).\mu_{D}=d_{D}\,\big((\sigma)_{*}(\mathopen{|}{e_{1}\wedge\dots\wedge e_{n}}\mathclose{|})\big).

Si l’on modifie qq en le composant par un morphisme de tores φ\varphi de 𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} dans lui-même, cela multiplie le degré dDd_{D} par le degré de φ\varphi, c’est-à-dire par |det(Mφ)|\mathopen{|}{\det(M_{\varphi})}\mathclose{|}, où Mφ∈Mn​(𝐙)M_{\varphi}\in\mathrm{M}_{n}(\mathbf{Z}) est la matrice des exposants de φ\varphi. En outre, σ\sigma est remplacé par σ∘φtrop−1\sigma\circ{\varphi_{\text{trop}}}^{-1} et le vecteur-volume |e1∧⋯∧en|\mathopen{|}{e_{1}\wedge\dots\wedge e_{n}}\mathclose{|} est multiplié par l’inverse de |det(Mφ)|\mathopen{|}{\det(M_{\varphi})}\mathclose{|}. Par suite, μD\mu_{D} est indépendant du choix de qq.

On définit ainsi un calibrage (μD)(\mu_{D}) de CC, qui ne dépend donc pas de qq, ni de la décomposition 𝒟\mathscr{D} : il suffit en effet de s’assurer qu’il est insensible à un raffinement de celle-ci, ce qui est immédiat.

En concaténant les familles (μD)(\mu_{D}) ainsi construites sur les différentes pp-cellules de 𝒞\mathscr{C}, on définit un calibrage de l’espace ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X). Il ne dépend pas de la décomposition 𝒞\mathscr{C} : il suffit en effet, là encore, de s’assurer qu’il est insensible à un raffinement de celle-ci, ce qui est clair.

\lemmname 3.5.2.

Soit XX un espace kk-analytique compact purement de dimension nn, soit f:X→Tf\colon X\rightarrow T un moment sur XX, et soit p:T→T′p\colon T\to T^{\prime} un morphisme affine de tores.

Le calibrage canonique μp∘f\mu_{p\circ f} de (p∘f)trop​(X)=ptrop​(ftrop​(X))(p\circ f)_{\text{trop}}(X)=p_{\text{trop}}(f_{\text{trop}}(X)) est égal à ptrop∗μfp_{{\text{trop}}*}\mu_{f}.

Démonstration.

Choisissons une décomposition cellulaire 𝒞\mathscr{C} de ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X) et une décomposition cellulaire 𝒟\mathscr{D} de ptrop​(ftrop​(X))p_{\text{trop}}(f_{\text{trop}}(X)) telle que ptrop​(C)∈𝒟p_{\text{trop}}(C)\in\mathscr{D} pour toute cellule C∈𝒞C\in\mathscr{C}.

Soit DD une nn-cellule de 𝒟\mathscr{D}, et soit 𝒞D\mathscr{C}_{D} l’ensemble des nn-cellules de 𝒞\mathscr{C} s’envoyant sur DD  ; pour toute cellule C∈𝒞DC\in\mathscr{C}_{D}, l’application ftropf_{\text{trop}} induit des isomorphismes

⟨C⟩≃⟨D⟩​et​C≃D.\langle C\rangle\simeq\langle D\rangle\;\text{et}\;C\simeq D.

Soit qq une projection affine de T′T^{\prime} sur un 𝐆mn\mathbf{G}_{\mathrm{m}}^{n} telle que qtrop|Dq_{\text{trop}}|_{D} soit injective, et soit Δ\Delta une cellule de dimension nn contenue dans l’intérieur de qtrop​(D)q_{\text{trop}}(D) et ne rencontrant pas (q∘p∘f)trop​(∂X)(q\circ p\circ f)_{\text{trop}}(\partial X). On note ΔD\Delta_{D} l’image réciproque de Δ\Delta sur DD, et ΔC\Delta_{C} l’image réciproque de Δ\Delta sur CC pour toute C∈𝒞C\in\mathscr{C}.

On note σD\sigma_{D} la réciproque de l’isomorphisme ⟨D⟩≃𝐑n\langle D\rangle\simeq\mathbf{R}^{n} induit par qtropq_{\text{trop}} (et le logarithme)  ; pour tout C∈𝒞DC\in\mathscr{C}_{D}, on note de même σC\sigma_{C} la réciproque de l’isomorphisme ⟨C⟩≃𝐑n\langle C\rangle\simeq\mathbf{R}^{n} induit par ptrop∘qtropp_{\text{trop}}\circ q_{\text{trop}}.

Soit dDd_{D} le degré de (p∘f)trop−1​(ΔD)(p\circ f)_{\text{trop}}^{-1}(\Delta_{D}) sur DsqD_{{\mathrm{sq}}}  ; pour tout C∈𝒞DC\in\mathscr{C}_{D}, soit dCd_{C} le degré de ftrop−1​(ΔC)f_{\text{trop}}^{-1}(\Delta_{C}) sur DsqD_{{\mathrm{sq}}}.

Comme (p∘f)trop−1​(ΔD)(p\circ f)_{\text{trop}}^{-1}(\Delta_{D}) est la réunion disjointe des ftrop−1​(ΔC)f_{\text{trop}}^{-1}(\Delta_{C}) pour C∈𝒞DC\in\mathscr{C}_{D}, on a dD=∑C∈𝒞DdCd_{D}=\sum_{C\in\mathscr{C}_{D}}d_{C}.

Munissons 𝐑n\mathbf{R}^{n} de l’orientation donnée par sa base canonique, et soit ee le nn-vecteur standard de 𝐑n\mathbf{R}^{n}. On note oDo_{D} l’orientation de ⟨D⟩\langle D\rangle déduite de oo via qtropq_{\text{trop}}  ; pour tout C∈𝒞DC\in\mathscr{C}_{D}, on note oCo_{C} l’orientation de ⟨C⟩\langle C\rangle déduite de oo via ptrop∘qtropp_{\text{trop}}\circ q_{\text{trop}}.

Pour tout C∈𝒞DC\in\mathscr{C}_{D}, le calibrage μf\mu_{f} vaut (oC,dC​σC​(e))(o_{C},d_{C}\sigma_{C}(e)) sur ΔC\Delta_{C}  ; et le calibrage μp∘f\mu_{p\circ f} vaut (oD,dD​σD​(e))(o_{D},d_{D}\sigma_{D}(e)) sur ΔD\Delta_{D}.

Comme ptrop∘σC=σDp_{\text{trop}}\circ\sigma_{C}=\sigma_{D} pour toute C∈𝒟C\in\mathscr{D}, la valeur sur ΔD\Delta_{D} du calibrage ptrop​(μf)p_{\text{trop}}(\mu_{f}) est égale à (oD,(∑C∈𝒞DdC)​σD​(e))=(oD,dD​σD​(e))(o_{D},(\sum_{C\in\mathscr{C}_{D}}d_{C})\sigma_{D}(e))=(o_{D},d_{D}\sigma_{D}(e)), c’est-à-dire à μp∘f​(ΔD)\mu_{p\circ f}(\Delta_{D}). ∎

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