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author | Fabrice (Darwin) <Fabrice.Orgogozo@gmail.com> | 2011-01-31 21:33:35 +0100 |
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[Spec] calculs de Hom (réduction au cas connexe) ; points d'un produit
-rw-r--r-- | chapitres/spectre.tex | 107 |
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diff --git a/chapitres/spectre.tex b/chapitres/spectre.tex index b985442..3fb4a55 100644 --- a/chapitres/spectre.tex +++ b/chapitres/spectre.tex @@ -465,6 +465,7 @@ maximaux}, appliqués à $\Idem(A)$, on a donc : π₀(A) = \japmath{田}\Idem(A)(𝐅₂), \] où l'ensemble de droite est $\Hom_{𝐅₂}(\Idem(A),𝐅₂)$. +% ☡ la notation \japmath{田} s'accorde mal avec ⊞... \begin{proposition2} Soit $A$ un anneau. Les conditions suivantes sont @@ -501,6 +502,7 @@ Un tel anneau est alors non nul et ses idempotents sont l'élément nul $0$ et l'unité $1$. \subsubsection{Fonctorialité} +\label{fonctorialité pi0} Soit $f:A → B$ un morphisme d'anneaux. L'image par $f$ d'un idempotent de $A$ étant idempotent, le morphisme $f$ induit un morphisme d'anneau $\Idem(f):\Idem(A) @@ -734,67 +736,84 @@ dans le second, $ε=1$. CQFD. \end{démo} \subsection{Une application : calculs d'ensembles d'homomorphismes} - -Soient $k$ un anneau et $A,B$ deux $k$-algèbres. Posons $X=π₀(A)$ et $Y=π₀(B)$. +\subsubsection{}Soient $k$ un anneau et $A,B$ deux $k$-algèbres. Posons $X=π₀(A)$ et $Y=π₀(B)$. Chaque morphisme $f:A → B$ de $k$-algèbres induit une application -$π₀(f)=φ:Y → X$. Fixons $𝔶 ∈ Y$. Notons $𝔵$ son image par $φ$ -et $A_𝔵$ (resp. $B_𝔶$) le quotient $A/𝔵A$ (resp. $B/𝔶B$). -Le morphisme composé $A → B ↠ B_𝔶$ se factorise -à travers le quotient $A ↠ A_𝔵$ en un morphisme -$f_𝔶:A_𝔵 → B_𝔶$. En effet, $𝔵=\Idem(A) ∩ f^{-1}(𝔶)$ -est contenu dans $f^{-1}(𝔶)$, lui-même contenu -dans le noyau de $A → B ↠ B_𝔶$. [...] +$π₀(f):Y → X$. Fixons un élément point $𝔶$ de $Y$ ; son +image $𝔵$ dans $X$ par $π₀(f)$ est l'idéal +premier $\Idem(A) ∩ f^{-1}(𝔶)$ de $\Idem(A)$. +Ce sous-ensemble de $A$ est contenu +dans le noyau du morphisme composé $A \dessusdessous{f}{→} B ↠ B/𝔶B$. +Il en résulte que le morphisme $f$ induit un morphisme $f_𝔶$ +de $k$-algèbres $A/𝔵A → B/𝔶B$. Faisant varier $𝔶$, on obtient +un élément de l'ensemble produit $∏_{𝔶 ∈ Y} \Hom_k(A/π₀(f)(𝔶)A,B/𝔶B)$. + +Réciproquement, fixons $φ:Y → X$ et des morphismes $f_𝔶 ∈ +\Hom_k(A/φ(𝔶)A,B/𝔶B)$. On définit un morphisme de $k$-algèbres +$A → ∏_{𝔶 ∈ Y} B/𝔶B$ en envoyant $a ∈ A$ sur $\big(f_𝔶(a \mod φ(𝔶)A)\big)_{𝔶 ∈ Y}$. +Lorsque $Y$ est \emph{fini}, l'isomorphisme canonique $B ⥲ ∏_{𝔶 ∈ Y} B/𝔶B$ nous permet +d'en déduire un morphisme $f ∈ \Hom_k(A,B)$. Par construction, les +applications $d:f ↦ (π₀(f),(f_𝔶)_𝔶)$ et $s:(φ,(f_𝔶)_𝔶) ↦ f$ ainsi construites sont des bijections +réciproques : +%$d ∘ s=\Id$ et $s ∘ d=\Id$. \begin{proposition2} -Soient $k$ un anneau et $A,B$ deux $k$-algèbres -ayant un nombre fini de composantes connexe, l'application +Soient $k$ un anneau et $A,B$ deux $k$-algèbres. +Lorsque $B$ n'a qu'un nombre fini de composantes connexes, +l'application \[ -\Hom_k(A,B) → ∐_{φ: π₀(B) → π₀(X)} ∏_{𝔶 ∈ π₀(B)} \Hom_k(A_{φ(𝔶)},B_𝔶) +\Hom_k(A,B) → ∐_{π₀(B) \dessusdessous{φ}{→} π₀(A)} \hskip1em ∏_{𝔶 ∈ π₀(B)} \Hom_k(A/φ(𝔶)A,B/𝔶B) \] est une bijection. \end{proposition2} -\begin{démo} -\XXX -\end{démo} +Cette proposition ramène le calcul d'ensembles d'homomorphismes +au calcul de $π₀$ et d'ensembles d'homomorphismes +entre anneaux connexes. \begin{corollaire2} -$\End_{A}(A^X) → \End_{\Ens}(X)$. -compatible avec composition ; cas où $X=G$ ou $G$-ensemble. \XXX +Soient $k$ un anneau \emph{connexe} et $X$ un ensemble \emph{fini}. +L'application $\End_{k}(k^X) → \End_{\Ens}(X)$, $f ↦ π₀(f)$, +est un isomorphisme d'anneaux non nécessairement commutatifs. \end{corollaire2} -\begin{démo} -cf. aussi : \refext{formes}{H1kSn début} et \refext{formes}{G-torseurs sur k}. -\end{démo} +La compatibilité avec la composition est un cas particulier +de la fonctorialité du $π₀$ (\ref{fonctorialité pi0}). + +%\begin{démo} +%cf. aussi : \refext{formes}{H1kSn début} et \refext{formes}{G-torseurs sur k}. +%\end{démo} + +\subsection{Points d'un produit} +Nous avons utilisé ci-dessus la propriété universelle +suivante du produit d'anneaux : un morphisme vers +un produit (quelconque) correspond bijectivement avec une collection +de morphismes vers les facteurs du produit. +Considérons la situation duale suivante : on se +donne un anneau $k$, un produit fini $A=∏_{i ∈ I} A_i$ +de $k$-algèbres, une $k$-algèbre $B$ et enfin +un morphisme $f ∈ \Hom_k(A,B)$. Pour chaque $i ∈ I$, +notons $e_i$ l'idempotent non nul de $A$ +tel que $Ae_i$ soit l'idéal $A_i$ de $A$ et $f_i$ son +image par le morphisme $f$. Tout comme les $(e_i)$, +les $(f_i)$ sont des idempotents orthogonaux deux-à-deux +et de somme égale à l'unité. Si l'anneau $B$ est \emph{connexe}, +il existe donc un unique $ι ∈ I$ tel que $f_ι=1$. +Il en résulte que pour chaque $x ∈ A$, +l'égalité $f(x)=∑_i f(xe²_i)=∑_i f(xe_i)f_i$ +devient $f(x)=f(xe_ι)f_ι$. En d'autres termes, +$f$ se factorise à travers le quotient $A ↠ A_ι$. +Nous avons démontré la proposition suivante. \begin{proposition2}\label{produit=somme} -Soient $k$ un anneau, $A=∏_i A_i$ un produit fini de $k$-algèbres +Soient $k$ un anneau, $A=∏_{i ∈ I} A_i$ un produit fini de $k$-algèbres et $B$ une $k$-algèbre \emph{connexe}. -Le morphisme canonique -$$ -∐_i \Hom_k(A_i,B)→\Hom_k(A,B). -$$ -déduit des applications $\Hom_k(A_i,B)→\Hom_k(A,B)$ induites -par les surjections $A↠A_i$ est une \emph{bijection}. - -Soit $e_i=(0,\dots,0,1,0,\dots,0)$, l'élément dont la seule coordonnée non nulle -soit l'unité de $A_i$. Ces éléments sont idempotents, orthogonaux deux-à-deux -et de somme égale à l'unité. Si $φ:A→B$ est un morphisme de $k$-algèbres, -leurs images $f_i=φ(e_i)$ satisfont aux mêmes relations $f_i²=f_i$, $∑_i f_i=1$ -et $f_if_j=0$ si $i≠j$, cette fois dans $B$. Puisque $B$ est connexe, -la relation $f_i²=f_i$ ne peut se produire que si $f_i∈\{0,1\}$. La troisième relation montre qu'il y a au plus -un indice $i∈I$ tel que $f_i≠0$. Enfin, la première montre qu'il y en a au moins -un puisque les $f_i$ ne peuvent être tous nuls. Finalement il existe un unique -$i∈I$ tel que $φ(e_i)=1$. Ainsi, $φ(x)=φ(∑_j xe_j)=φ(xe_i)$. -On en déduit immédiatement que $φ$ se factorise par l'application de -passage au quotient $B↠A_i$. Ceci suffit pour conclure. +L'application +\[ +∐_i \Hom_k(A_i,B)→\Hom_k(A,B) +\] +induite par les surjections $A↠A_i$ est une \emph{bijection}. \end{proposition2} -\begin{démo} -\end{démo} - -Pour des compléments ; cf. \refext{Boole}{}. - \begin{exercice2} Soit $A$ un anneau. \begin{enumerate} |