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author | David A. Madore <david@procyon.(none)> | 2011-05-18 19:12:12 +0200 |
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diff --git a/chapitres/AVD-Dedekind.tex b/chapitres/AVD-Dedekind.tex index fbe2cf4..086a951 100644 --- a/chapitres/AVD-Dedekind.tex +++ b/chapitres/AVD-Dedekind.tex @@ -118,7 +118,8 @@ $\gtilde{k}=k ∪ \{∞\}$ et [...] \begin{définition2} \XXX -Place : $K → \gtilde{k}$. +Place : $K → \gtilde{k}$. Place sur $K₀$ : isomorphisme +sur $K₀$. \end{définition2} En conflit avec Weil [BNT]. @@ -129,6 +130,7 @@ critère d'intégralité en terme de places. \XXX Groupe abélien totalement ordonné $Γ$. Valuation\index{valuation} : $v:A → Γ ∪\{∞\}$. +(On dit parfois « valuation additive ».) \begin{proposition2} \XXX @@ -197,16 +199,19 @@ Utiliser si possible les constructions du chapitre sur KASW. \end{démo} \subsection{Valeurs absolues}\XXX -Valeurs absolues\index{valeur absolue}. Corps valué\index{corps valué}. -Corps topologique. Cas ultramétrique. +Valeurs absolues\index{valeur absolue} : $|x+y| ≤ |x|+|y|$ (On dit parfois +« valuation multiplicative ».) Impropre : $|x|=1$ si $x ≠ +0$, $0$ sinon. Corps valué\index{corps valué}. Corps topologique. Cas ultramétrique. + +La définition n'est pas parfaitement standardisée : on +autorise parfois variante : $|1+x|$ bornée sur $|x| ≤ 1$. % ☡ +Cf. Bourbaki, AC, tome 2, p. 118-. \begin{proposition2} -Toute valeur absolue est équivalente à un valeur absolue -satisfaisant l'inégalité triangulaire. +Toute (pseudo-)valeur absolue est équivalente à un valeur absolue +(satisfaisant donc l'inégalité triangulaire). \end{proposition2} -La définition n'est pas parfaitement standardisée. % ☡ - Lien avec valuation de rang $1$ (cas ultramétrique). \begin{théorème2} @@ -228,15 +233,27 @@ sous-anneau compact maximal (si corps résiduel fini) etc. Exemple : valuation de Gauß sur $k(X)$ (\cite[VI]{Local@Cassels}). \begin{proposition2} +\label{Ostrowski} \XXX Ostrowski. \end{proposition2} +% peut-être que ce n'est pas un théorème dû à Ostrowski. + \begin{proposition2} -\XXX -$k(X)$. +\label{k-valuations de k(X)} +Soit $k$ un corps et soit $A$ un anneau de valuation +de $k(X)$ contenant $k$ et différent de $k(X)$. Si +l'indéterminée $X$ appartient à $A$, il existe $P +∈ k[X]$ \emph{irréductible} tel que $A=k[X]_{(P)}$ ; +dans le cas contraire, $A=k[1/X]_{(1/X)}$. \end{proposition2} +\begin{démo} +Cf. par exemple Bourbaki, AC, tome 2, p. 91. C'est un cas +particulier d'un résultat général (anneau principal etc.). +\end{démo} + \begin{proposition2} \XXX Formule du produit [cas particulier ?] @@ -730,23 +747,25 @@ local). \subsection{} \begin{proposition2} -Soit $A$ un anneau intègre de corps des fractions $K$. +Soit $A$ un anneau nœthérien intègre de corps des fractions $K$. Les conditions suivante sont équivalentes : \begin{enumerate} \item $A$ est nœthérien, normal, de dimension un ; -\item tout idéal fractionnaire de $A$ est inversible ; +\item tout idéal fractionnaire non nul de $A$ est inversible ; \item $A$ est nœthérien et pour tout idéal maximal $𝔪$ de $A$, le localisé $A_𝔪$ est un corps ou bien un anneau de valuation discrète. +\item tout idéal non nul $I$ s'écrit +de manière unique $I=∏_𝔭 𝔭^{n_𝔭}$… [cf. infra] \end{enumerate} \end{proposition2} \begin{démo} -AC, diviseurs p. 217. +AC, diviseurs p. 217 ou Serre, Corps locaux. \end{démo} \begin{definition2} -Un anneau de Dedekind \index{anneau de Dedekin}. +Un anneau de Dedekind \index{anneau de Dedekind}. \end{definition2} \begin{proposition2} @@ -768,8 +787,12 @@ $L\bo K$, le normalisé $B$ de $A$ dans $L$ est un anneau de Dedekind. \end{théorème2} -\begin{démo} -p. ex. Bourbaki, [Neukirch], chap.I., §12, p. 77, ou [Zariski-Samuel, Ⅴ]. +\begin{démo}[première démonstration] +p. ex. Bourbaki ou [Neukirch], chap.I., §12, p. 77. +\end{démo} + +\begin{démo}[seconde démonstration] +[Zariski-Samuel, Ⅴ] (cas séparable puis radiciel). \end{démo} Corollaire : fermeture intégrale d'un Dedekind est de Dedekind. diff --git a/chapitres/locaux-globaux.tex b/chapitres/locaux-globaux.tex index 0b7a145..9ff0ed3 100644 --- a/chapitres/locaux-globaux.tex +++ b/chapitres/locaux-globaux.tex @@ -67,7 +67,8 @@ précédents. \subsubsection{}Il résulte de \refext{AVD-D}{structure corps discrètement valué complet parfait égale caractéristique} et \refext{AVD-D}{structure corps discrètement valué complet fini inégale caractéristique} -qu'un corps local ultramétrique de caractéristique résiduel $p>0$ est fini sur un sous-corps +qu'un corps local ultramétrique de caractéristique +résiduel \mbox{$p>0$} est fini sur un sous-corps fermé $K₀$ isomorphe au corps des nombres $p$-adiques $𝐐_p$ ou bien au corps des séries de Laurent formelles $𝐅_p((t))$. Un tel sous-corps $K₀$ est unique lorsque $K$ est de @@ -158,7 +159,7 @@ de $μ$ revient à supposer l'existence, pour chaque compact $C$ de $X$ d'une constante $M_C$ telle que pour chaque $f ∈𝒞_c(X;𝐂)$ à support dans $C$ on ait : $|μ(f)| ≤ M_C ‖f ‖_C$. Le nombre $μ(f)$ est appelé « intégrale de $f$ par rapport à $μ$ » -et est également noté $∫ f d μ$, $∫_X f(x) d μ(x)$, etc. +et est également noté $∫f dμ$, $∫_X f(x) dμ(x)$, etc. Une telle mesure est dite \textbf{positive}, si $μ(f)$ est réel dès lors que $f$ est à valeurs réelles et si ce nombre est positif ou nul lorsqu'il en est de même des valeurs de $f$ ; cette dernière condition étant notée : $f ∈ 𝒞_c(X)_+$. @@ -295,7 +296,7 @@ Le niveau induit une filtration naturelle sur le groupe $\chap{K}$. sur $𝐂$, c'est-à-dire un choix fait de $i=√{-1}$ dans $𝐂$. On note alors, pour chaque $x ∈ 𝐑$, $𝐞(x)=\exp(2 i π x)=e^{2 i π x}$. % cf Weil I, §2.1 pour discussion orientation. -De même, $p>0$ étant implicitement fixé, on note $ψ₀$ +De même, \mbox{$p>0$} étant implicitement fixé, on note $ψ₀$ le caractère additif du corps fini $𝐅_p$ défini par $x ↦ 𝐞(\frac{\tilde{x}}{p})$, où $\tilde{x}$ est un relèvement quelconque de $x$ dans $𝐙$. @@ -730,8 +731,8 @@ $μ^{\mbox{\minus $+$}}_ψ$ auto-duale relativement à $ψ$ La dépendance en $ψ$ est triviale : si $ψ ′$ est un autre caractère additif non trivial, il existe une constante non -nulle $c∈ 𝐑^×_{>0}$ telle que $ζ_{ψ ′}= c ζ_ψ$ (cf. -\emph{loc. cit.}). Pour étudier la dépendance en $χ$ de ces +nulle $c∈ 𝐑^×_{>0}$ telle que $ζ_{ψ ′}= c ζ_ψ$ ; si les +niveaux $n(ψ)$ et $n(ψ ′)$ sont égaux, $c=1$ (cf. \emph{loc. cit.}). Pour étudier la dépendance en $χ$ de ces transformées de Mellin, appelées fonctions zêta, on introduit la notation : \[ ζ_ψ(f,χ,s)=ζ_ψ(f,χ ω_s). @@ -773,6 +774,7 @@ Observons que si $f ∈ 𝒮(K)$ est telle que $f(0)=0$, la série $Z(f,χ,X) appartient à $𝐂[X^{±1}]$. \XXX \begin{théorème2} +\label{prolongement méromorphe et équation fonctionnelle cas local} Soient $K$ un corps local, $ψ$ un caractère additif non trivial et $χ$ un quasi-caractère multiplicatif. \begin{enumerate} @@ -900,33 +902,61 @@ donc $γ(χ,s)$ admettent un prolongement méromorphe à $𝐂$. CQFD. \subsubsection{}Esquissons une seconde démonstration -du théorème précédent et notamment de l'équation -fonctionnelle. Pour les détails, nous renvoyons le lecteur -à \cite{Fonction@Weil}, \cite{Bernstein-Zelevinski} ou \cite{Bushnell-Henniart}. -Commençons par traiter le cas ultramétrique. Montrons que +de l'équation fonctionnelle du théorème précédent dans le cas ultramétrique. +(Comme nous l'avons vu, l'existence d'un prolongement +méromorphe en résulte immédiatement.) Montrons que pour tout quasi-caractère multiplicatif $χ$, il existe une fraction rationnelle $c_ψ(χ,X) ∈ 𝐂(X)$ telle que \[ -c_ψ(χ,X)Z_ψ(f,χ,X)=Z_ψ(ℱ(f),\check{χ},1/X) +c_ψ(χ,X)Z_ψ(f,χ,X)=Z_ψ(ℱ_ψ(f),\check{χ},1/X) \] -pour toute fonction $f ∈ 𝒮(K)$. -Considérons l'ensemble $𝒟_χ$ des formes $𝐂$-linéaires $Δ: 𝒮(K) -→ 𝐂(X)$ telles que $Δ([×a]^* f)=χ(a)X^{v(a)} Δ(f)$ +pour toute fonction $f ∈ 𝒮(K)$. L'équation fonctionnelle +\ref{prolongement méromorphe et équation fonctionnelle cas local}.(iii) +en résulte en posant $γ_ψ(χ,s)=c_ψ(χ,q^{-s})$. +Considérons à cette fin l'ensemble $𝒟_χ$ des formes +$𝐂$-linéaires $Δ: 𝒮(K) → 𝐂(X)$ telles que \[Δ([×a]^* f)=χ^{-1}(a)X^{-v(a)} Δ(f)\] pour chaque fonction $f$ et chaque $a ∈ K^×$. -Il est formel que $f ↦ Z(f,χ,X)$ appartient à $𝒟_χ$. - -[...] - - - \[⁂\] +Il est formel que $f ↦ Z(f,χ,X)$ appartient à $𝒟_χ$ : en +effet, $z_n([×a]^*f)=χ^{-1}(a)z_{n-v(a)}$ pour tout $n$, +comme il résulte immédiatement des égalités $[×a]^* +μ_ψ^{\mbox{\minus $×$}}=μ_ψ^{\mbox{\minus $×$}}$ et +$a 𝒰_n=𝒰_{n-v(a)}$. De même, il résulte +de l'égalité \ref{Fourier et mesure locaux}.(iii).(a) +et du calcul précédent que la forme linéaire $f ↦ Z_ψ(ℱ_ψ(f),\check{χ},1/X)$ +appartient également à $𝒟_χ$. Or, et c'est là le point clef, +l'espace $𝒟_χ$ est de dimension un sur $𝐂(X)$. Il suffit +pour cela de montrer que l'évaluation +$𝒟_χ → 𝐂(X)$, $Δ ↦ Δ(𝟭_{1+𝔪^{a(χ)}})$ est \emph{injective}, +où $a(χ)$ est le conducteur du caractère multiplicatif $χ$. +Posons $n=a(χ)$ et supposons $Δ(𝟭_{1+𝔪^n})=0$. Pour tout $r ≥ n$, considérons des représentants $(a_i)$ +dans $1 + 𝔪^n$ du groupe quotient $1+𝔪^n ∕ 1+𝔪^r$, fini (de cardinal $q^{r-n}$). On a d'une part +$𝟭_{1+𝔪^n}=∑_i [×a_i]^* 𝟭_{1+𝔪^r}$ par hypothèse sur +les $a_i$ et d'autre part $Δ([×a_i]^* +𝟭_{1+𝔪^r})=Δ(𝟭_{1+𝔪^r})$ par hypothèse sur $φ$ et $n$ : +$χ(a_i)=1$ et $v(a_i)=0$. +En conséquence, $Δ(𝟭_{1+𝔪^r})=0$. Toute fonction $f +∈ 𝒮(K)$ à support dans $K^×$ étant combinaison linéaire +de translatés (multiplicatifs) de fonctions caractéristiques +$𝟭_{1+𝔪^r}$ pour $r ≥ n$, on a $Δ(f)=0$ pour de telles +fonctions. Il en résulte que $Δ(f)$ ne dépend que de +la valeur de $f$ en $0$, si bien que $Δ([×a]f)=Δ(f)$ pour +tout $a ∈ K^×$ et tout $f ∈ 𝒮(K)$. Compte tenu +de l'égalité $Δ([×a]^*f)=χ^{-1}(a)X^{-v(a)} Δ(f)$, on +a $Δ(f)=0$. CQFD. +Pour une discussion du cas archimédien, voir \cite[§1]{Fonction@Weil}. \subsection{Calculs explicites} \label{calculs explicites zêta} +Nous regroupons ici quelques calculs, ultramétriques puis +archimédiens. Nous conseillons au lecteur de ne s'y reporter +qu'en cas de nécessité. + \subsubsection{}\label{calcul explicite intégrale quasi-caractère I} -Toute fonction $𝒮(K)$ étant combinaison linéaire de +Toute fonction $𝒮(K)$, où $K$ est local ultramétrique, étant combinaison linéaire de fonctions caractéristiques $f=𝟭_{x+𝔪^e}$ ($x ∈ K, e ∈ 𝐙$), le calcul de fonctions zêta locales ultramétriques se ramène -au calcul des séries $Z(𝟭_{x+𝔪^e},χ,X)$. Nous allons +au calcul des séries $Z(𝟭_{x+𝔪^e},χ,X)$, relativement +à un caractère additif que l'on peut supposer de niveau nul. Nous allons distinguer les cas $x ∈ 𝔪^e$ (c'est-à-dire $x+𝔪^e=𝔪^e$) et $x ∉ 𝔪^e$ (c'est-à-dire $f(0)=0$). Il est immédiat que \[ @@ -992,7 +1022,7 @@ Z(𝟭_{x+𝔪^e},χ,X)= \] \subsubsection{} - +\XXX \[ γ(χ,s)=? \] @@ -1017,7 +1047,7 @@ $x=√r$ dans le cas réel ou $x=√r e^{i θ}$ dans le cas complexe. % plus généralement… Bump, 271. - +\XXX \[ γ(χ,s)=? \] @@ -1025,32 +1055,83 @@ le cas complexe. \subsection{Fonctorialité} $N_{L\bo K}$ et lien avec la valeur absolue normalisée par exemple. +[À déplacer ? \XXX] \section{Corps globaux} -\subsection{Définitions} +\subsection{Premières définitions, notations} -\begin{définition2} -Corps global premier : $𝐅_q(t)$, $𝐐$, $𝐑$. -\end{définition2} +\subsubsection{} +Un corps $k$ est un \textbf{corps global} s'il est de +caractéristique nulle, fini sur $𝐐$ ou bien +s'il est de caractéristique \mbox{$p>0$}, de type fini +sur le corps fini $𝐅_p$ et de degré de transcendance $1$ sur +ce corps. Dans le premier cas, on dit que $K$ est un +\textbf{corps de nombres} ; dans le second, on dit que $K$ +est un \textbf{corps de fonctions algébriques} sur le corps +fini $𝐅_p$. -\begin{définition2} -\XXX -Corps global : extension finie d'un corps global premier. -\end{définition2} +\subsubsection{} +On appelle \textbf{point} de $K$ une classe d'équivalence de +valeurs absolues non impropres sur $K$ ; on note $Σ(K)$ leur ensemble. +Un point est dit \textbf{ultramétrique} (resp. +\textbf{archimédien}) si les valuations correspondantes +sont ultramétriques (resp. archimédiennes) ; leurs ensembles +respectifs sont notés $Σ_u(K)$ et $Σ_a(K)$. +Si $x ∈ Σ(K)$, on note $K_x$ le complété de $K$ pour la +topologie induite par une valuation quelconque dans la +classe $x$ ; si $x$ est ultramétrique, on note $𝒪_x$ +l'anneau de valuation de $K_x$ associé et $𝔪_x$ son idéal maximal. + +\subsubsection{} +Pour toute partie cofinie $U ⊆ Σ_a(K)$, on note $𝒪_K(U)$ l'ensemble des éléments $f$ de $K$ +qui sont \textbf{$U$-entiers}, c'est-à-dire appartenant à $𝒪_x$ pour chaque $x ∈ U$. +De façon équivalente, $|f| ≤ 1$ pour toute valeur absolue dans $U$. (La +condition $|f| ≤ 1$ ne dépend pas de la valeur absolue choisie +dans une même classe d'équivalence.) + +\subsubsection{} +Si $K$ est un corps global de caractéristique $p>0$, +la clôture algébrique de $𝐅_p$ dans $K$ est appelée +\textbf{corps des constantes} de $K$. C'est le plus grand +sous-corps fini de $K$. \XXX + +\subsection{Points de $𝐐$ et $𝐅_p(t)$} + +\subsubsection{}On a vu en \refext{AVD-Dedekind}{Ostrowski} +que toute valeur absolue de $𝐐$ est équivalente +à une unique valeur absolue $| ⋅ |_p$, où $p ∈ 𝒫 ∪ \{∞\}$, +$𝒫$ désigne l'ensemble des nombres premiers et $| ⋅ |_p$ +envoie $f ∈ 𝐐$ sur $p^{-v_p(f)}$ — $v_p(f) ∈ 𝐙 ∪\{+∞\}$ étant la +valuation $p$-adique de $f$ — si $p$ est premier +ou sur la valeur absolue usuelle $|f|_∞$ de $f$ si $p=∞$. +Ainsi, $𝒫 → Σ_u(𝐐)$, $p ↦ \text{classe de }|⋅|_p$ +est une bijection, d'inverse noté $x ↦ p_x$, et +$\{∞\} → Σ_a(𝐐)$, $∞ ↦ \text{classe de }|⋅|_∞$ également. +Par la suite, on identifiera souvent ces ensembles +par les bijections précédentes. Cette identification +est compatible avec les notations introduites ci-dessus. +Par exemple, si $p$ est un nombre premier, $𝒪_{x_p}=𝐙_p$, etc. +Notons que $𝒫$ est naturellement en bijection avec $\Specmax(𝐙)$. + +\subsubsection{}Soient $p$ un nombre premier et $k=𝐅_p$. +Il résulte de \refext{AVD-Dedekind}{k-valuations de k(X)} +et [...] que les valuations non triviales de $𝐅_p(t)$ +sont toutes ultramétriques et que l'ensemble $Σ(𝐅_p(t))$ +est naturellement en bijection avec $𝒫_p ∪ \{+∞\}$, où +$𝒫_p=\{P ∈ 𝐅_p[t] \text{ irréductible unitaire}\}$. +Notons que $𝒫_p$ est naturellement en bijection avec +$\Specmax(𝐅_p[t])$. \XXX + +\ \[⁂\] + +\subsubsection{} -On note $Σ(K)$, ou simplement $Σ$, l'ensemble des places -de $K$. On note $Σ_f(K)$ (resp. $Σ_∞(K)$) l'ensemble -des places finies, c'est-à-dire ultramétriques (resp. -infinies, c'est-à-dire archimédiennes). Pour toute partie -cofinie $U ⊆ Σ_f(U)$, on note $𝒪_K(U)$ l'ensemble des éléments $x$ -de $K$ tels que $v(x) ≥ 0$ pour tout $v ∈ U$. $\Frac 𝒪_K(U)=K$. [...] +\subsection{} + +$\Frac 𝒪_K(U)=K$. $\colim_U 𝒪_K(U)=K$. -\begin{définition2} -Corps des constantes : clôture algébrique de $𝐅_p$ dans $K$ -ou plus grand sous-corps fini. -\end{définition2} \subsection{Lien avec les courbes algébriques sur les corps finis} @@ -1416,7 +1497,7 @@ l'image de $\div$ est constituée des \emph{diviseurs principaux} de $K$. Diviseurs effectifs $\Div_+(K)$ ; relation d'ordre. -Si $K$ est de caractéristique $p>0$ de corps des +Si $K$ est de caractéristique \mbox{$p>0$} de corps des constantes $k$, considérons également l'application \[ \deg:\Div(K) → 𝐙 @@ -1578,7 +1659,7 @@ on a : \subsubsection{} \label{Poisson implique RR} Soient $K$ un corps global de -caractéristique $p>0$, $k$ son corps des constantes, +caractéristique \mbox{$p>0$}, $k$ son corps des constantes, de cardinal $q$ et considérons un caractère $ψ=(ψ_x)_{x ∈ Σ(K)}$ non trivial de $K_𝐀\bo K$. Notons $\div(ψ)$ le diviseur $∑_x o(ψ_x) ⋅ x$, où $o(ψ_x)$ désigne l'ordre d'un caractère (\ref{}). @@ -2063,7 +2144,8 @@ Utilise : \section{Notes} Pour la transformation de Fourier : -\cite{Bushnell-Henniart}, \cite{Bernstein-Zelevinski}, [Colmez, appendice F]. +\cite{Bushnell-Henniart} (d'où on a tiré +la seconde démonstration de l'équation fonctionnelle locale), \cite{Bernstein-Zelevinski}, [Colmez, appendice F]. \ifx\danslelivre\undefined |