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6.7 Variation de la dimension de définition simultanée d’une famille de fibrés métrisés PL [01WP]

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6.7 Variation de la dimension de définition simultanée d’une famille de fibrés métrisés PL

6.7.1

Soit (E¯i)(\bar{E}_{i}) une famille finie de fibrés métrisés PL sur un espace kk-analytique XX équidimensionnel. Supposons que pour tout x∈Xx\in X l’application 𝒪X,x→ℋ⁡(x)\mathscr{O}_{X,x}\to{\mathscr{H}}(x) est d’image dense, et que les fibrés vectoriels EiE_{i} sont localement triviaux sur XX.

\definame 6.7.2.

Soit x∈Xx\in X. La dimension de définition simultanée des E¯i\bar{E}_{i} en xx est le plus petit entier dd tel qu’il existe une k~\tilde{k}-variété algébrique propre VV de dimension dd et une famille (Mi)(M_{i}) de fibrés vectoriels sur WW telles que tout ii, (V,Mi)(V,M_{i}) un prémodèle de 𝖤i​(x){\mathsf{E}_{i}}(x).

Bien sûr, cette dimension de définition est inférieure ou égale au degré de transcendance de ℋ⁡(x)~\widetilde{{\mathscr{H}}(x)} sur k~\tilde{k}.

\propname 6.7.3.

Soit XX un espace kk-analytique purement de dimension nn. Supposons que pour tout x∈Xx\in X, l’application 𝒪X,x→ℋ⁡(x)\mathscr{O}_{X,x}\to{\mathscr{H}}(x) est d’image dense. Soit (E¯i)(\bar{E}_{i}) une famille finie de fibrés vectoriels métrisés PL sur XX, localement triviaux sur XX. L’ensemble des points xx de XX en lesquels la dimension de définition simultanée des E¯i\bar{E}_{i} soit égale à nn est fermé et discret.

Démonstration.

Il suffit de prouver que tout point de XX possède un voisinage sur lequel la trace de cet ensemble est finie.

Soit x∈Xx\in X. Il existe un G-recouvrement fini et relativement strict ((,,,))((X_{\alpha},x)) de (X,x)(X,x) qui trivialise chacun des E¯i\bar{E}_{i}. Pour tout ii, le fibré métrisé E¯i\bar{E}_{i} peut être défini, au voisinage de xx, par un cocycle (gα,β(i))(g_{\alpha,\beta}^{(i)}), subordonné à ((,,,))((X_{\alpha},x)), avec gα,β(i)∈GLn⁡(𝒪X,x♯)g_{\alpha,\beta}^{(i)}\in\operatorname{GL}_{n}(\mathscr{O}_{X,x}^{\sharp}) pour tout (i,α,β)(i,\alpha,\beta). Quitte à raffiner ce recouvrement, on peut supposer que chacun des (Xα,x)~\widetilde{(X_{\alpha},x)} est de la forme 𝐏ℋ⁡(x)~/k~​{fα​,1,…,fα,nα}\mathbf{P}_{\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}/\tilde{k}}\{f_{\alpha,1},\ldots,f_{\alpha,n_{\alpha}}\} pour une certaine famille (fα,j)(f_{\alpha,j}) d’éléments de ℋ⁡(x)~\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}. En renumérotant l’ensemble de toutes les fonctions fα,jf_{\alpha,j} et en raffinant encore, on peut ensuite supposer qu’il existe une famille finie (fj)(f_{j}) d’éléments de ℋ⁡(x)~\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}, et, pour tout couple (j,α)(j,\alpha), un exposant ϵj,α∈{1,−1}\epsilon_{j,\alpha}\in\{1,-1\} tels que (Xα,x)~=𝐏ℋ⁡(x)~/k~​{fiϵj,α}j\widetilde{(X_{\alpha},x)}=\mathbf{P}_{\widetilde{{\mathscr{H}}(x)}/\tilde{k}}\{f_{i}^{\epsilon_{j,\alpha}}\}_{j} pour tout α\alpha. Relevons chacune des fjf_{j} en une fonction analytique inversible hjh_{j} sur (X,x)(X,x).

Soit VV un voisinage analytique compact de xx possédant les propriétés suivantes :

  • —

    les hjh_{j} sont définies et inversibles sur VV ;

  • —

    si l’on note VαV_{\alpha} le domaine analytique de VV défini par la conjonction des conditions |hj|ϵj,α≤1\mathopen{|}{h_{j}}\mathclose{|}^{\epsilon_{j,\alpha}}\leq 1 alors les VαV_{\alpha} sont affinoïdes et recouvrent VV  ;

  • —

    chacune des gα,β(i)g_{\alpha,\beta}^{(i)} appartient à GLn⁡(V)\operatorname{GL}_{n}(V), sa restriction à Vα∩VβV_{\alpha}\cap V_{\beta} appartient à GLn∘⁡(Vα∩Vβ)\operatorname{GL}_{n}^{\circ}(V_{\alpha}\cap V_{\beta}), et E¯i|V\bar{E}_{i}|_{V} est défini par le cocycle (gα,β(i))(g_{\alpha,\beta}^{(i)}).

Pour tout α\alpha, on note 𝒜α\mathscr{A}_{\alpha} l’algèbre des fonctions analytiques sur VαV_{\alpha} ; pour tout couple (α,β)(\alpha,\beta), on note 𝒜α,β\mathscr{A}_{\alpha,\beta} l’algèbre des fonctions kk-analytiques sur Vα∩VβV_{\alpha}\cap V_{\beta}.

Soit y∈Vy\in V. Soient α\alpha et β\beta deux indices tels que y∈Vα∩Vβy\in V_{\alpha}\cap V_{\beta}. Soient λα​(y)\lambda_{\alpha}(y), λβ​(y)\lambda_{\beta}(y) et λα,β​(y)\lambda_{\alpha,\beta}(y) les corps résiduels des images respectives de yy sur Spec⁡(𝒜α~)\operatorname{Spec}(\tilde{\mathscr{A}_{\alpha}}), Spec⁡(𝒜β~)\operatorname{Spec}(\tilde{\mathscr{A}_{\beta}}) et Spec⁡(𝒜α,β~)\operatorname{Spec}(\tilde{\mathscr{A}_{\alpha,\beta}}). En vertu de nos hypothèses, Vα∩VβV_{\alpha}\cap V_{\beta} est défini en tant que sous-ensemble de VαV_{\alpha} par une conjonctions de conditions de la forme |g|=1\mathopen{|}{g}\mathclose{|}=1 où gg est une fonction analytique dont la norme sur VαV_{\alpha} est majorée par 1. D’après la proposition 3.1 (ii) de [53], l’injection canonique λα​(y)↪λα,β​(y)\lambda_{\alpha}(y)\hookrightarrow\lambda_{\alpha,\beta}(y) est un isomorphisme. Pour la même raison, λβ​(y)↪λα,β​(y)\lambda_{\beta}(y)\hookrightarrow\lambda_{\alpha,\beta}(y) est un isomorphisme. On dispose donc d’une extension de type fini λ⁡(y)\lambda(y) de k~\tilde{k}, canoniquement identifiée à λα​(y)\lambda_{\alpha}(y) pour tout α\alpha tel que y∈Vαy\in V_{\alpha}, et à λα,β​(y)\lambda_{\alpha,\beta}(y) dès que y∈Vα∩Vβy\in V_{\alpha}\cap V_{\beta}. Le corps λ⁡(y)\lambda(y) se plonge dans ℋ⁡(y)~\widetilde{{\mathscr{H}}(y)}.

La réduction (V,y)~\widetilde{(V,y)} est réunion des (Vα,y)~\widetilde{(V_{\alpha},y)} qui sont tous, par construction, définis par des fonctions appartenant au sous-corps λ⁡(y)\lambda(y) de ℋ⁡(y)~\widetilde{{\mathscr{H}}(y)}. Pour tout indice ii, le fibré résiduel 𝖤i|V​(y){\mathsf{E}_{i}|_{V}}(y) est défini par le cocycle (gα,β(i)​(y)~)(\widetilde{g_{\alpha,\beta}^{(i)}(y)}), constitué lui aussi de fonctions appartenant à λ⁡(y)\lambda(y).

Il s’ensuit que la dimension de définition simultanée des Ei|V¯\overline{E_{i}|_{V}} en yy est majorée par le degré de transcendance de λ⁡(y)\lambda(y) sur k~\tilde{k}. Si, de plus, yy appartient à l’intérieur topologique de VV dans XX, on a 𝖤i|V​(y)=𝖤i​(y){\mathsf{E}_{i}|_{V}}(y)={\mathsf{E}_{i}}(y) pour tout ii, et la dimension de définition simultanée des E¯i\bar{E}_{i} en yy est donc inférieure ou égale au degré de transcendance de λ⁡(y)\lambda(y) sur k~\tilde{k}.

Soit Σ\Sigma l’ensemble des points yy de VV en lesquels λ⁡(y)\lambda(y) est de degré de transcendance nn sur k~\tilde{k}. Il résulte de [7], prop. 2.4.4 (dans le cas strict) et de [53], prop. 3.3 (dans le cas général) que l’ensemble Σ\Sigma est fini, d’où la proposition. ∎

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