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diff --git a/notes-geoalg.tex b/notes-geoalg.tex index 9a702d0..7604b38 100644 --- a/notes-geoalg.tex +++ b/notes-geoalg.tex @@ -2535,6 +2535,51 @@ nouveau, on peut vérifier que la composée dans les deux sens est l'identité. +% +\subsection{Le polynôme de Hilbert-Samuel} + +\begin{thm} +Soit $X$ une variété projective dans $\mathbb{P}^d$ (sur un +corps $k$). Alors pour tout $\ell\in\mathbb{Z}$, le $k$-espace +vectoriel $\mathcal{O}(\ell)(X)$, également noté +$H^0(X,\mathcal{O}(\ell))$, des sections globales de +$\mathcal{O}(\ell)$ sur $X$, est de dimension finie. Pour $\ell$ +assez grand, il s'identifie à l'espace des éléments de degré $\ell$ de +$k[t_0,\ldots,t_d]/I$ si $I = \mathfrak{I}(X)$. Pour $\ell$ assez +grand, sa dimension est une fonction \emph{polynomiale} de $\ell$ : on +appelle \textbf{polynôme de Hilbert-Samuel} de $X$ +(dans $\mathbb{P}^d$) le polynôme auquel elle est égale pour $\ell$ +assez grand. +\end{thm} + +Le terme dominant du polynôme de Hilbert-Samuel est très +significatif : son degré $d$ sera la \emph{dimension} de $X$ (ceci +peut servir de définition pour $X$ projectif), et le coefficient +devant $\ell^d$ est de la forme $\frac{n_X}{\ell!}$ où $n_X$ est un +entier, appelé \emph{degré} de $X$. + +\medbreak + +\textbf{Exemple :} Pour $\mathbb{P}^d$, l'espace $H^0(\mathbb{P}^d, +\mathcal{O}(\ell))$ est l'espace vectoriel des polynômes de +degré $\ell$ en $d+1$ indéterminées. Pour $\ell\geq 0$, sa dimension +vaut +\[ +\frac{(\ell+d)!}{\ell!\,d!} +\] +C'est un polynôme de degré $d$ de $\ell$ (donc le polynôme de +Hilbert-Samuel de $\mathbb{P}^d$), dont le terme dominant vaut +$\frac{1}{d!}\ell^d$. + +Pour le cercle $Z(x^2+y^2-z^2)$ dans $\mathbb{P}^2$, les polynômes de +degré $\ell$ en $x,y,z$ modulo $z^2$ peuvent se réduire en un polynôme +de degré $\ell$ en $x,y$, plus $z$ fois un polynôme de degré $\ell-1$ +en $x,y$ : leur dimension est donc $2\ell+1$ (une base est donnée par +$x^\ell,\penalty100 x^{\ell-1}y,\ldots,\penalty200 y^\ell,\penalty-100 +x^{\ell-1}z,\penalty100 x^{\ell-2}yz,\ldots,\penalty200 y^{\ell-1}z$), +donc le polynôme de Hilbert-Samuel vaut $2(\ell+1)$. + + % % |