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Démonstration. [01WZ]

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Démonstration.

Soit hh la fonction (x1,…,xm)↦max⁡(x1,…,xm)(x_{1},\dots,x_{m})\mapsto\max(x_{1},\dots,x_{m}) sur 𝐑m\mathbf{R}^{m} ; pour tout ε>0\varepsilon>0, soit hεh_{\varepsilon} la fonction donnée par (x1,…,xm)↦ε​log⁡(∑i=1mexp⁡(xi/ε))(x_{1},\dots,x_{m})\mapsto\varepsilon\log(\sum_{i=1}^{m}\exp(x_{i}/\varepsilon)). D’après le lemme 5.7.2, hεh_{\varepsilon} est convexe et l’on a u=f∗​h=limε→0+f∗​hεu=f^{*}h=\lim_{\varepsilon\rightarrow 0^{+}}f^{*}h_{\varepsilon} (uniformément), d’où la première assertion.

Avec les notations de la troisième assertion, on a u=log⁡max⁡(|a1|−1,…,|ap|−1)u=\log\max(\mathopen{|}{a_{1}}\mathclose{|}^{-1},\dots,\mathopen{|}{a_{p}}\mathclose{|}^{-1}) au voisinage de xx. On peut donc supposer que p=mp=m. Soit PP le polytope ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X) muni de son calibrage canonique μf\mu_{f} ; posons ξ=ftrop​(x)\xi=f_{\text{trop}}(x). On place l’origine de l’espace affine 𝐆m,tropp\mathbf{G}_{\mathrm{m},{\text{trop}}}^{p} au point ξ\xi ; observons en effet que pour tout η∈𝐑m\eta\in\mathbf{R}^{m},

hε​(η)=ξ+ε​h1​((η−ξ)/ε).h_{\varepsilon}(\eta)=\xi+\varepsilon h_{1}((\eta-\xi)/\varepsilon).

Soit θ\theta une fonction 𝒞∞\mathscr{C}^{\infty} sur 𝐑m\mathbf{R}^{m} et soit vv la fonction lisse f∗​θf^{*}\theta sur XX. On a donc

∫Xv​MA⁡(u)=limε→0+∫P⟨θ​d′​d′′⁡(uε)n,μf⟩.\int_{X}v\operatorname{MA}(u)=\lim_{\varepsilon\rightarrow 0^{+}}\int_{P}\langle\theta\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}(u_{\varepsilon})^{n},\mu_{f}\rangle.

Soit (𝒫)(\mathscr{P}) une décomposition cellulaire de PP adaptée à μf\mu_{f}. On a donc

∫P⟨θ​d′​d′′⁡(hε)n,μf⟩\displaystyle\int_{P}\langle\theta\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}(h_{\varepsilon})^{n},\mu_{f}\rangle =∑C∈𝒫n∫Cθ⁡(s)​⟨(d′​d′′⁡hε​(s))n,μf​(C)⟩\displaystyle=\sum_{C\in\mathscr{P}_{n}}\int_{C}\theta(s)\langle(\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}h_{\varepsilon}(s))^{n},\mu_{f}(C)\rangle
=∑C∈𝒫n∫(C−ξ)/εθ⁡(ξ+ε​s)​⟨(d′​d′′⁡h1)n,μf​(C)⟩.\displaystyle=\sum_{C\in\mathscr{P}_{n}}\int_{(C-\xi)/\varepsilon}\theta(\xi+\varepsilon s)\langle(\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}h_{1})^{n},\mu_{f}(C)\rangle.

Si ξ\xi est un sommet de CC, le même argument que celui effectué dans la preuve du lemme 5.7.5 prouve que le terme correspondant à CC converge vers θ⁡(ξ)​λC\theta(\xi)\lambda_{C} lorsque ε→0+\varepsilon\rightarrow 0^{+}, où

λC=∫ξ+𝐑+​(C−ξ)⟨(d′​d′′⁡h1)n,μf​(C)⟩.\lambda_{C}=\int_{\xi+\mathbf{R}_{+}(C-\xi)}\langle(\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}h_{1})^{n},\mu_{f}(C)\rangle.

En revanche, si ξ∉C\xi\not\in C, cette quantité converge vers 00. Par suite, ∫P⟨θ​(d′​d′′⁡h)n,μ⟩=θ⁡(ξ)​λP\int_{P}\langle\theta(\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}h)^{n},\mu\rangle=\theta(\xi)\lambda_{P}, où

λP=∑C∈𝒫nξ∈C∫ξ+𝐑+​(C−ξ)⟨(d′​d′′⁡h1)n,μf​(C)⟩.\lambda_{P}=\sum_{\begin{subarray}{c}C\in\mathscr{P}_{n}\\ \xi\in C\end{subarray}}\int_{\xi+\mathbf{R}_{+}(C-\xi)}\langle(\mathop{\mathrm{d}^{\prime}\mathrm{d}^{\prime\prime}}h_{1})^{n},\mu_{f}(C)\rangle.

On a ainsi ∫Xv​MA⁡(u)=λP​v​(x)\int_{X}v\operatorname{MA}(u)=\lambda_{P}v(x) pour toute fonction lisse tropicalisée par ff. Ce calcul montre aussi que λP\lambda_{P} ne dépend que des faces calibrées de dimension nn de ftrop​(X)f_{\text{trop}}(X) contenant le point ξ\xi. En particulier, λP=0\lambda_{P}=0 si PP n’a pas de face de dimension nn qui contienne ξ\xi, c’est-à-dire si la dimension tropicale de ff en xx est <n<n.

Soit vv une fonction lisse arbitraire sur XX ; soit YY un voisinage de xx qui est un dommaine analytique compact sur lequel vv est tropicale. Alors, il existe un moment f′:Y→T′f^{\prime}\colon Y\rightarrow T^{\prime} et un morphisme affine de tores p:T′→Tp\colon T^{\prime}\rightarrow T tel que f=p∘f′f=p\circ f^{\prime}, une fonction 𝒞∞\mathscr{C}^{\infty} θ\theta sur P′=(f′)trop​(Y)P^{\prime}=(f^{\prime})_{\text{trop}}(Y). Le même calcul montre qu’il existe un nombre réel λP′\lambda_{P^{\prime}} tel que ∫Xv​MA⁡(u)=λP′​v​(x)\int_{X}v\operatorname{MA}(u)=\lambda_{P^{\prime}}v(x) dès que vv est tropicalisée par f′f^{\prime}. Nécessairement, λP=λP′\lambda_{P}=\lambda_{P^{\prime}}.

Autrement dit, ∫Xv​MA⁡(u)=λP​v​(x)\int_{X}v\operatorname{MA}(u)=\lambda_{P}v(x) pour toute fonction lisse vv, soit encore MA⁡(u)=λP​δx\operatorname{MA}(u)=\lambda_{P}\delta_{x}. ∎

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