4.2 Courants [01RH]
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4.2 Courants
4.2.1 Formes à support propre
On dit qu’une forme sur est à support propre si son support est compact et disjoint du bord de .
On note le sous-espace de constitué des formes lisses à support propre.
Cette terminologie a été choisie par analogie avec celle des morphismes propres en géométrie analytique de Berkovich : en effet un morphisme entre deux espaces analytiques est propre si et seulement si l’application sous-jacente entre espaces topologiques est propre et s’il est sans bord ([8], (1.5.3), (iii)).
4.2.2
On appelle courant de bidimension sur une forme linéaire continue sur l’espace des formes lisses de type à support propre. On notera l’image de la forme par le courant .
On note l’ensemble des courants de bidimension . Si est équidimensionnel de dimension , on posera aussi et on dira que c’est l’espace des courants de bidegré .
Ce sont des modules sur l’anneau des fonctions lisses sur . Plus précisément, l’espace vectoriel bigradué , somme directe des espaces , est un module gradué (à gauche) sur l’espace vectoriel des formes lisses sur . Si et est de bidimension , le courant est de bidimension ; si est de bidegré , est de bidegré .
4.2.3 Image directe d’un courant
Soit un espace analytique bon et topologiquement séparé. Soit une extension complète de , soit un -espace analytique (bon et topologiquement séparé) et soit un morphisme propre d’espaces analytiques.
Le morphisme induit une application linéaire naturelle, notée , de dans . Soit une forme lisse à support propre sur . Soit la forme qui s’en déduit sur ; son support est encore compact et ne rencontre pas le bord de car un espace sans bord reste sans bord par changement de base par une extension de corps valués complets. Comme est propre, la forme est encore à support propre.
L’application de dans ainsi définie est linéaire et continue. Elle induit par dualité une application linéaire de dans .
4.2.4 Propriété de faisceau
Soit un ouvert de . Comme , toute forme sur l’espace dont le support est compact et disjoint de peut être vue comme une forme sur dont le support est compact et disjoint de . Un courant sur définit un courant sur ; l’application est un préfaisceau.
\lemmname 4.2.5.
Ce préfaisceau est un faisceau de -modules sur . C’est en particulier un faisceau fin.
Démonstration.
Soit un recouvrement ouvert d’un ouvert de , pour tout , soit un courant sur tels que la restriction à des courants et coïncident, pour tous . Démontrons qu’il existe une unique courant sur dont la restriction à est égale à .
Soit une -forme à support sur dont le support est compact et disjoint de . Soit une famille de fonctions lisses sur , où pour tout , le support de est compact et contenu dans , telles que soit égale à au voisinage du support de . En effet, soit un voisinage ouvert paracompact du support de dans ; pour tout , posons . La famille est un recouvrement ouvert de ; il existe donc (proposition 3.3.6) une partition de l’unité subordonnée à et constituée de fonctions lisses sur .
On a , et seuls un nombre fini de termes de cette somme sont non nuls. Si est un courant sur dont la restriction à est égale à , on a donc nécessairement , d’où l’unicité d’un courant vérifiant les conditions requises.
Soit un second ouvert paracompact contenant le support de ; posons et considérons une partition de l’unité subordonnée à et constituée de fonctions lisses sur . On a aussi , si bien que
où la deuxième égalité découle de la condition de coïncidence des courants .
Il existe donc une unique application de l’espace dans telle que pour tout ouvert paracompact contenant le support de la -forme et toute partition de l’unité subordonnée au recouvrement de formée de fonctions lisses sur . Cette application est linéaire.
C’est un courant sur . Soit une suite de -formes lisses à supports compacts sur qui converge vers . Par définition, il existe une famille finie d’affinoïdes de et pour tout , un moment et des -formes lisses sur telles que , la suite tendant, pour tout , vers sur le polytope . Soit un voisinage paracompact de la réunion des et soit une partition de l’unité subordonnée au recouvrement .
On peut raffiner les cartes tropicales de sorte que pour tout , soit contenu dans l’un des et que, pour tout et tout , la restriction à de soit de la forme , où est une fonction lisse sur .
Pour tout , on a
D’après le lemme 4.1.2, tend vers dans l’espace des formes à support compact sur , donc tend vers . Finalement, tend vers . Cela démontre que est un courant.
Soit une -forme dont le support est compact et contenu dans ; soit et comme ci-dessus, où est contenu dans . Pour tout , le support de est contenu dans , donc . Alors,
Cela démontre que la restriction à du courant est égale à . ∎