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r O, i. i. -J J finitely many branches in t h e s e q u e n c e tTrt we m a y f u r t h e r
finitely for
the
least
and
a
branches
levels
Thus
neighbounhoods the
the
ape
of
them).
that
over
= lim a. (r). i. r i. J J to g e t r i d of the
will
the
which
requirement
addition
type
we
of
extended
correspond
not
zero~
over
i
and
position
many
i. J
Let in
a.
trivialities
finite
further
(]~-m)
proceed
which
almost
only
is
will
determine avoid
summation
all
j
shows
that
obviously
if
i
q
does
y and
~'r
T have
a
not
have
exist the
then
same
"fr
=
formal
type, Otherwise first group
the
neighbourhood G(P)
acts
branches has
T
relative
transitively
on
r
and level VI(P).
i
q
,
By
common
the
point
definition
P of
whose i
q
the
79 i AC C q
Let 6i~
i < "lq~ a s
determine -[:A i X q O
+
AO"
each
of
set _
=-a
of
variety
the
translation
does
occur
) and q points on
any
there
is
AO which
the
relations
8~
and
whose
the
defined by is
epimorphism
the
condition
corollary
(:A O ÷ C
points
epimorphism
by
induced
c~i~
by
5 and an
which
the
element
assigns
to
"~(),).
the any
fibres~
Choose
A
translation
contain all
of
of
by
through
translations~
consider
mot
section
V I(P)
component
with
fibers).
all
an
we
of
subgroup
every
-~ i n d u c e s
defined
end
on
the
transitivity~
and
of
at
contains
(-1(_ai
Ix(r)}
be
particular
would
the AO
G(P)
X ~AO t h e
same
A0
Therefore
non-empty
group
observed
Let
Since
In
the
transformations
G(P).
hypothesis of
we
the
1.
be
fiber
(-1(-a i )~ which q of A 0 (otherwise
component
due
to
the
action
of
A0
is the
itself
on
),E (-1(-a i );then X is a limit point of q n o difficulty in d e t e r m i n i n g a s e q u e n c e converges
to X a n d
such
that
((x(r))
=
(r). I
q Set
X =
( X O ~ . . . , X i _1 ) , ).(r) = (Xo(r)~...,X i _l(r)). Let us q q define a. = a. ( r ) = a. f o r j < q~ set a. = ~. ( r ) = 0 a n d c o n s i d e r I. I. I. I I J J~ J q q the branches Y'Yr defined~ respectively, by short series of the form
= tn
x
,
= t m + tm+s
y
+
~]~
i t m + i 'J J
x
tn
:
~
y
= t m + tm+s
+•ai
(r)tm+i J
J
where
the
us
consider
of
y
take
and X
less
which
by
the
the "T,
and
level
of
coefficients
relations
and, x(r)
than
after
for in iq.
construction
corresponding
Then
i -th q
are
c~, 13 w h i c h
each order
the
translate
r~
of
to
satisfy~
in
relations
c~ i
the
give equation
Yr
(with
and
X and
Bi
. O
to
If
TFr . each
be the By
determined. formal
case,
the
set
)'h
let
equivalence
construction
determine Xi q q ),(r) respectively)
h > i q~
Now
we
may
relations and a
= Xh(r)
of
X.i
(r) q solution = O
if
80
h+nE?, the
and
if
h+n~/r
corresponding
coefficients
of
succesive same
as
for
the
the
Finally proposition r-
n
+
to
giving i
¥
"r'
,
q
but
whose
get
rid
Iterating
this
correspond
to
the
Even
respect
of
true
the
see
what
using it
Corollary
the
levels
of
its
general
to
does~
whose i
of
the i. J
that
clear
the
level
proof
sums
former
under
to
in of
the
degree
equivalent
conditions degree
of
belongs
partial
of
the
is
"~r f o r m a l l y
term
"~r is
and
involved)
same
the
X(r) + x
are
q
neighbourhood
moduli
already
10~
If
could with
the
a
as m
+
¥
and
i
and
q
series, consideration
we
be
prove
continuity
modify
the
polydromy
space
out,
a
of
of
and
the
claim
obteined
from
a
of
continuous
it
given
of
an
algebraic
neverthless the
it
is
no
moduli
with
dependence
were
shortened.
In
order
is
to
observe,
a modulus
order
be
through
considerably
vanishing
can
continuity
such
the
moduli
branch
series
the
that
The
a
pointed
guarantee
proof wrong
of
Puiseux
coefficients.
previous goes
transitive
the
we
the
10.
for
as
section
indeed
those
through
correspondence, in
n
the
with
a
that
of
theorem.
coefficients
possible
lack
"~ a n d
introduced
the
coincide all
fact
-~ a n d
satisfying which
of
by
indetermined
requirements
type
their
branches
the
t
than
altering
determined
determined,
coefficients higher
obtain
the
the
been
values
take
formal
From
the
without
series
the
to
procedure
levels
we
by
the
have
of
7r'
terms
Remark.
~rr
respectively~
defined
way
the
only
this
~'r
therefore
the
to
previous
which and
apply
After
and
and
us
~, a n d
according
respectively.
~
that
Xh(r)
simultaneously
this
let ?
and
series
In
Tr
way
(notice
series
13.
)'h
and,
above
h" a n d
of
for
C~h,
relations
because
m
take
enough may~
ulterior
and
to
sometimes
moduli.
equisingularity
type
that
81
has
two
Proof.
or
more
The
has
already
been
invariant
is
maximum
(by
us
constant
now
formal
the
sequence
the
formal
are
going
get
assuming
in
the
Write
we
for
points.
all
theorem
a
sequence
a of
,
points
above
have
the
tm
=
lim r
c(r)
of
the
the
short
formal
will
As
whose
and
the
there
YP
the
Yr
has in
t m+s
+ c(r)
O.
Let
that
the
no
term
Yr"
We
loss
of
beyond
m
+
st
the
where
form
a i.(r)t J
(m
Suppose
is
m+i +
that
corollary.
degree
the
of
and
of
the
non-vanishing
the
branches
series
type
prove
before
first
=
by
of
coefficientwise.
this
).
r
giving
y
bifurcation the
from
giving
series
y
and
> s(y
that
exponent
+
i
)/n
J
be
the
second
q
by
a
bifurcation
branches satellite
Yr"
Then
point~
invariant
in
occurs~
s < i
which
has
~
q
since
the
already
the
maximum
been
dealt
before. Let
Cr
be
semicanonical point
prior
transforms
a
to
the of
c(r)
Bs w i l l If
P
is
(Dr l e a v e s
relative
into
1. of
force the
transformation
Then
relative
transformation
relation
formal
branch.
neighbourhood
the
non-closed
the
given
branch
different
series
tn
will
a
s(y)
the
=
characteristic
with
no
proved
is
are
contradiction
in
x
value
a
they
to is
that
s = S(Yr).
of
y
have
m
that
of
{Yr}
that
that
converges
to
generality degree
assume
type~
type
We
case
has
9).
Let
so
exponents
statement
bifurcation corollary
characteristic
last
level level
Thus
Yr X0 to point
s if
and
the
all it
branch
points
will
ratio the
semicanon ica I X0
Yr
on
induce
of
consider
a
satisfy
the
homothety
we
into
in
fixed
s a
of
Yr on
c ( r ) -1
relations branch~
into until the
a the
first
since
it
c~ B f o r then
the
= c(r) -1.
second
group
of
satellite
points
on
82
Yr
and
if
{r(Yr)~ the
P'
is
then
origin
point~
the
the
and
since
homologous
point
transformation
improper
these
point
points
G.
in the relation q fulfilled) and hence
i
+
the
satellite
must
semicanonical
VI(P')
respectively
are
I~.
i
VI(P)
on
induced
to
the
points.
vanish
(once
origin
branch
by
~r
and
improper
Consequently
the
previous
sends
the
term
relations
are
q will
6i
be
reduced
to
a
relation
of
the
form
q i
X qa.
~. t
where
a.
is
t
q Now
by
a.
r
r
of
varies
can
i
take
level the
only
i
t
(r) q
(corollary
q
formal
type
finitely
many
6). of
Yr
stays
values.
On
constant the
and
other
hand
q
goes
the
modulus
when
therefore when
the
0
q
to
infinity~
relation
c(r)
established
goes
to
before.
zer%
By
the
hence
X0 g o e s
relation
6i
to
infinity,
above
we
see
q that l im r is
l im r a.
iq
a.
iq
(r)
(r)
is
necesarily
equal
we
to
moduli points
in
if from
it the
take
space~ would
to
that
contradiction different
But the
this
is
second
a
contradiction
since
characteristic
by
coefficient
hypothesis of
y which
non-zero.
Notice
were
O.
be
the
is
proof
allowed
equisingularity the
distinct
topologized
above
that
y
type moduli
coefficient
one has
of spaces
wise~
does
an Yr"
not
reach
equisingularity This
in then
a
suggests
type that
hypothetical the
a
if
union
closedness
of
lost.
REFERENCES
B.I
H.
Bresinsky.
Semigroups
the plane. Proc. Am.
Math.
corresponding
Soc. 32-2~
192:2.
to algebroid
branches
in
83
C.1
E.
Casas.
alabeada.
C.2
E.
E.1
Coll.
F.
J.G.
W.1
-
O.
Sample
de
-
una
Coil.
Chisini.
Bologna~
gen@rica
de
una
rama
de
curva
2~ 1978.
de P u i s e u x .
Enriques
Press~
XXIX~
plana
Singularidades
de su s e r i e
Zanichelli~
S.1
proyeccion
Math.
Casas.
partir
N.
La
hoja
Math.
Teoria
de
superficie
XXIX~
2,
geometrica
algebraica
a
1978.
delle
equazioni
...
1915-1924.
G.T.
Kneebone.
Algebraic
curves.
Oxford
University
1959.
B.L.
Van
der
Waerden.
Infinitely
near
points.
Ind.
Mat.,
12,
1950.
Z.1
O.
Zariski.
of plane
Z.2
Z.3
algebroid
O.
rings
Zariski.
and
O.
rings
Z.4
II.
Am.
J.
Math.
donn& Octobre-
Le
au
of
Science
U.S.A.,
Am.
in
J.
J.
theory
de
56~
of
des
Equivalent
singularities
3~ 1968.
III.
XC~ 3,
Saturation
of
local
1968.
saturation
and
of
saturated
local
1971.
modules
pour
Mat~matiques
de
les
branches
I 'Ecole
planes.
Polytechnique,
1973.
Characterization
diferentials
XC,
Math.
4~
probl&me
Centre
Math.
I.
equisingularity
XCIII~
Novembre
Zariski.
module
equisingularity
Am.
General
Zariski.
Paris~
O.
curves.
Studies
Zariski.
O.
in
equisingularity.
Cours
Z.5
Studies
has
of
plane
maximum
algebroid
torsion.
Proc.
curves Nat.
3~ 1966.
Dep.
Geometri'a y Topologra
Facultad
de M a t e m ~ t i c a s
Universidad
de Barcelona
whose
Acad.
of
INVARIANTS
TOPOLOGIQUES
DE GE~MES D'APPLICATIONS Andr6
I -
Position
que d e u x
sont dits
@quivalents
de
et de
tout
GALLIGO
germes
d'applications
f et g
: (on,o)
s'il
(CP,o)
existe
tels
deux
@quivalent
d'applications
lence
par
pros
leurs
Cette
classification
l'@quivalence
par
: comment
d'applieations
f est dit
h et k
stable
si
de
f, f ( x , t ) = ( f ( ! ) , ~ ) ;
stables
sont
classifi@s
que
~ 6quiva-
associ6es
6tant
insuffisante : dans
sur
stables
sont
et J . M a t h e r
la d @ f i n i t i o n
hom@omorphisme. "lire"
R.Thom
Un p r o b l ~ m e
leurs
alg@bres
pr6c6dente se p o s e
associ~es
topologiquement
ont
remplacer
alors que
6quivalents?
6tudi@
naturelle-
deux
germes
Plus
pr6cis6-
:
D6crire riants
des
classes
num6riques
f ne Iest
soit alors
nous
alg~bres
- (cP,o)
invariant
restreindrons ~ (CP,o)
ouverture
de
un r e p r @ s e n t a n t
de f e n
x que
alg@bre
associ6e
nous
associ6es
stables
Q tels
que
et des si f
~ C et si I ( Q ( f ) ~
@quivalent
inva-
I(Q(g)),
~ g.~
topologique. ici au cas des g e r m e s
avec
d6signe
d'applications
appartiennent
pas t o p o l o g i q u e m e n t un
f: (C n,o)
Par
C de g e r m e s
I des
f et g: (on,o)
II -
d'isomorphismes que
Clxl,...,Xnl/(fl,...,f p)
topologique
isomorphisme
trivial
analytiques
alg6bres
Q(f)=
Nous
germes
- (cP,o)×(ck,o)
au d @ p l o i e m e n t
les g e r m e s
ment
(CP,o)
d6ploiement
f est
ment
analytiques
--~
que g = k o f o h ;
F: (cn,o)×(ck,o) de
ET F I N I E S ~
du p r o b l 6 m e
Rappelons
(on,o)
STABLES
notons
finies
n < p.
la s t a b i l i t 6 de
d'applications
f pour fx
Q ( f x ) est d i t e
on
sait
tout
est un g e r m e voisine
que
si f:U C C n
x voisin
de
0 dans
d'application
~V U,
C Cp
le g e r m e
stable.
Son
de Q(f).
R~sultats
]. On dit est donc
que
f est ~
la d i m e n s i o n
i C N si f est de c o r a n g i, a u t r e m e n t dit i i ' de p l o n g e m e n t de l ' a l g ~ b r e a s s o c i ~ e O(f) qui a d m e t
la p r 6 s e n t a t i o n
:
85
Q(f) =01xl,...,xil/I I d E s i g n a n t un ideal et
avec
~.
I C (J{i)2
l'idEal maximal.
1
R. May puis J . D a m o n ont d @ m o n t r @ que E i e s t que
pour t o u s l e s
germes d ' a p p l i c a t i o n s
2. On dit que f est ~i(j)
un invariant topologi-
stables finis.
si f est E. et si j E N e s t
le corang de la
1
dErivEe seconde intrins~que de f, a u t r e m e n t dit l+i+j = d i m c Q ( f ) / ~ ~Q
d E s i g n a n t l'idEal maximal de O.
J.Damon a d E m o n t r E que Zi(j) germes d ' a p D l i c a t i o n s
3. 6= dim cQ(f)
est un invariant t o p o l o g i q u e pour les
stables,
finis,
Z
i
tels que p-n ~ i(i-l) 2
est un invariant t o p o l o g i q u e pour les germes d ' a p p l i c a -
tions stables finis des deux classes Z z et D.A.T. On dit que f est D.A.T.
(discrete algebra type)
s'il n'existe qu'un
hombre fini de type ~ i s o m o r p h i s m e pros d ' a l g 6 b r e s v o i s i n e s de Q(f) ayant m@me ~.. 1
4. On appelle fonction d ' H i l b e r t - S a m u e l de Q la fonction £ ENI
~h(~)=
dimc(Q(f)/~
J . D a m o n a d E m o n t r E que si f est D.A.T. de Q(f) (n,p) Q(f)
est un invariant topologique.
sont dans les
o
la f o n c t i o n d ' H i l b e r t - S a m u e l Plus p a r t i c u l i @ r e m e n t
"bonnes dimensions"
si
d E f i n i e s par J . M a t h e r
~],
lui-m@me est un invariant topologique.
5. Si f est Z2 notons Q(f)= c I x , y l / i ments de l'idEal I. Alors d'Hilbert-Samuel
III-
+I)
et v (Q) l'ordre minimal des ElE-
f Etant Z2 si p-n i> v(Q)-I la fonction
est un invariant topologique.
A p e r q u des m E t h o d e s
I) Revient ~ d E m o n t r e r par r e c u r r e n c e sur le nombre entier i que si f est ~'l et g est ~k avec k ~< i alors f et g ne sont pas t o D o l o g i q u e m e n t Equivalents
si k~i. On utilise les ensembles Zj(g) , j ~< i,
des points x
voisins de 0 dans O n tels que gx soit Z.. Alors le type ~ h o m E o m o r p h i s 3 :
me pr6s de
Zi_l(g ) U Ei(g)= cn\ (Zo(g)U...U Ei_2(g)) est un invariant t o p o l o g i q u e de g par h y p o t h ~ s e de r e c u r r e n c e et Ei_l(g)U Ei(g) est vide si k < i-l,
est une v a r i E t E t o p o l o g i q u e si k:i-l,
86
n'est pas une v a r i ~ t ~ tenu en c a l c u l a n t
topologique
des groupes
Consiste
~ d~montrer
d'une
fibre de f e n
gique
~vident.
on est ramen~
un point v o i s i n
~ d~former
pr~sente
un point
p ossibl e
si la d i m e n s i o n
ral,
impossible
re de telles nes puis
L'outil
~pais
essentiel
En t r a n s l a t a n t
d'un
exposant ideal
F appel~
est l ' e s c a l i e r
coordonn~es
et
$= dim C Q < ~ ,
dits
c'est un i n v a r i a n t
On d ~ f i n i t
j
g~n~riques, que
ses
analytique
soit
se
ideal
I de C~xl,..., xil: un h y p e r p l a n de R i on d ~ f i n i t ~ toute
s~rie
alors un plus petit
r >i
on associe "marches"
s son plus
des a l g ~ b r e s
Samuel.
Ii s'agit de les d i s t i n g n e r precedents
la structure
, i=o ou i, Z3(2),
s
fini
de
g~n~rique
de hauteur
1 ;
2 est
~ l'escalier
qui permet-
de Q.
D.A.T. puis
d'abord en
en trois
de n o m b r e u s e s
par la f o n c t i o n
topologiquement
grace
de s o u s - e n s e m b l e s
au cran precedent.
la d i r e c t i o n
~ I l'escalier
en I) m a i s o~ le type ~j est r e m p l a c ~ ~tudi~e
N i con-
des c h a n g e m e n t s
aussi par des r a i s o n n e m e n t s
topologique
dans
de Q.
~ la c l a s s i f i c a t i o n
mais
consid~re
sont toutes
de I adapt~s
jusqu'~
sous-classe
ensemble
Q qui en d i m e n s i o n
les d ~ f o r m a t i o n s
Z2,Zr(i),
de E(I)
l'on e f f e c t u e
de l ' a l g ~ b r e
des g ~ n ~ r a t e u r s pr~cis~ment
arriver
Lorsqu'on
d'Hilbert-Samuel
la c l a s s i f i c a t i o n
d~crit
artinien-
soit y a p p a r t i e n n e n t
le c o m p l ~ m e n t a i r e
classes
~j(g)
~ construi-
d'alg~bres
•
classes
une
consiste
classe
en g~n~-
F(~ + N 1 ) .
(I,...,1) et que
~ la f o n c t i o n
tent de d ~ c r i r e
utilisant
est,
classe.
d'associer
sous l'escalier.
de pente lin~aires
topologiques
2 mais
~, qui re-
est toujours
de I tel que
qui a la p a r t i c u l a r i t ~
Utilise
Ceci
est
topolo-
par d~formation,
exp s E N i et de former l'ens~nlble E(I) d e s e x p s des s~ries
tient ~ points
4)
d'un
~ lui-m~me
E(I) =
~quivalent
D.A.T.
de cette
I de C)xl,...,xil . Ii existe
d'hyperplans
de Q(f)
2. La d ~ m o n s t r a t i o n
en a l g ~ b r e s
de points
de c o l o n g u e u r
simples.
pour une c e r t a i n e
que les a l g ~ b r e s
l'escalier
Si Q = C { x } / I
s'obtenant
artinienne
de p l o n g e m e n t
un bon ordre de N i, ceci p e r m e t petit
au nombre m a x i m u m
de Q(f)
une alg~bre
parall~lement
~tant ob-
de 0, qui est un i n v a r i a n t
voisines
si elle exc~de
platement
r~sultat
de la m ~ m e m~thode.
de C i, en 6 points
d~formations
~ montrer
d~forment
proc~de
que 6 est ~gal
Les a l g ~ b r e s
Ce d e r n i e r
d'homologie.
2) Est un peu plus d~licat m a i s
3)
si k=i.
sous-
d'Hilbert-
aux
invariants
en cascade
de C n a n a l o g u e s
par l ' a p p a r t e n a n c e
au
87
5) On commence par d~montrer
la lissit~ des strates d'Hilbert-Samuel
~h(f)=Ix ECn/Q(fx)
Ceci s'obtient ~ l'aide d'un r~sultat sur Hilb{x,y}
:
admet h comme fonction H.S. I.
que l'on remonte
analogue de Brianqon-Iarrobino
"par ~clatement"
dans l'espace des
jets ~2(n,p) . La d ~ m o n s t r a t i o n
de 5) proc~de
la fonction d'Hilbert-Samuel hQ(£) = m a x l h Q , ( £ ) / qui se repr~sente
ensuite par r~currence
sur ~. On d~finit
d~form~e
Q' voisine de Q mais de colongueur
~-i 1
aussi par un escalier g~n~rique.
Passer de hQ ~ hQ revient,
sur l'escalier
g~n~rique
correspondant,
enlever un carreau ~ la derni~re marche qui n'est pas de longueur
1 :
OU
I I I I
1
x,,-
Pour pouvoir repasser de hQ ~ hQ il faut connaItre ~(Q)
des derni~res m a r c h e s
un invariant
en outre le nombre
de hQ. Par hypoth~se de r~currence
topologique.
Pour relier ~(Q) de I adapt~s
~ h Q on d~crit explicitement,
~ l'escalier
g~n~rique,
toutes
~ l'aide des g~n~rateurs
les d~formations
en une alg~bre Q' ayant hQ comme fonction d'Hilbert-Samuel. de d~crire topologique
hQ est
l'incidence de Z hQ
des strates ZhQ et
dont la cohomologie
dim O H * I ~ h Q , Q
Z~Q
de Q(f) Ceci permet
et de calculer
locale redonne ~(Q)
le type
:
) = 2~(Q)-I. loc
Bibliographie Briangon J. Description de Hilb nC{x,y}. Invent.Math. 41,(1977) Brianqon J. et Galligo A. D4formation d'un point de R ~ ou C 2. Ast~risque ~ et 8,(1973) Damon J. Investigating the topological stratification... Proc.llth Col. Brazil, Math. Soc.,(1977) Damon J. Topological Properties of D.A.T. I: Adv. in Math Supp. Ser.,vol.5, (1979) II: Amer.J. Math.101, n°6, (1979) Damon J. et Galligo A. A topological invariant... Invent. Math. 32, (1976)
88
Galligo A.
Apropos
Galligo A.
Stabilit~ et th~or~me de division. Ann. Inst. Fourier, T.24-2,
du th6or~nje de preparation.
Lecture Notes, nQ409,
(1974) (1979)
Mather J. Stability of C~-mappings I & VI (surtout) VI: The nice dimensions, Lecture Notes, n°192, (1970). Mather J. How to stratify a mapping and jet spaces. Lecture Notes, n°535, Damon J. et Galligo A.
The Hilbert-Samuel partition of ~ 2 .
(~ paraftre).
(1975)
SINGULARITES ISOLEES ET SECTIONS PLANES DE VARIETES DETERMINANTIELLES M. GIUSTI M. MERLE Premiere
pattie
SINGULARITES ISOLEES ET NUAGES DE NEWTON
M.
Soit plongement
(X,O)
assoeier
alors
Etant pas
comme n u a g e s
dans
Etant
de d e g r b s
rents
auteurs
Pour
s~ries
Si
on c h o i s i t
i'id~ai
de l ' o r i g i n e ,
de N e w t o n )
i=
d'existence
suivant
on p e u t
comme s u i t
:
N1,...,N
de ~ n ne c o n t e P une singularit~ isol~e
complete)
admettant
N1,...,N P
graphes
de l~n ;
la variahte
, dp p o u r
les
les
p
et
diverses
; al,...,a par
dans
le
donner
consid~r~es
des
admettent
n)
, existe-t-il
une
p polyn~mes quasi-homo-
n donn6s aux variables
al,...,a
conditions
a se
:
dbfinie
poids
consiste
vari~t6s
suivante
(dl,...,dp
probleme,
envisagb
de P o i n c a r ~
certains
de ce p r o b l e m e
codimension
ce d e r n i e r ont
important
p+ n entiers
dl,..,
Iui
:
existe-t-il
intersection
des hyperplans
de
un
d6finissant
1,...,p
non v i d e s ,
de p o i n t s ) ,
p (donc
c'est
dennis
isol~e
genes
ou s u r
xa
p sous-ensembles,
particulier
de ~ , e t
singularit~
nes
= {~E INn [ f'lc~ / 0}
(ou nuages
ouvert
de
~1 an) ( x a = Xl " " " Xn
Ni
probleme
f
de N e w t o n ?
contenus
une action
' ' f" nEIN n l a
complexe.
fl'''"
(ou nuages
=
maximale
Un c a s nuages
le
de Nn
fi
dennis
l'origine
de c o d i m e n s i o n
analytique
des g~n~rateurs
du g e r m e d a n s un v o i s i n a g e
p sous-ensembIes
On s e p o s e
nant
un germe d ' e s p a c e
( X , O ) C ~ ( E n O) e t
un r e p r ~ s e n t a n t
GIUSTI
cas
des hypersurfaces,
n~cessaires
associ~es
(cf.
quelques
associ~s
(cf.
Orlik-Randell
r~f~rences [ 5 ]).
portant
9
diff'sur
dans Arnold
certa£[ I ])
90
Toujours donne des
Nous p r o p o s o n s cas
des
le
cas
particulier
n~cessaires
ci-dessous
intersections
suffisantes isol~es
dans
conditions
et
une m~thode
completes
d'existence
d'intersections
des hypersurfaces,
suffisantes
pour
compl~tement
~ nous donnerons
permettant
de c a r a c t ~ r i s e r
completes,
ainsi
qu'un
le
Kouchnirenko
probl~me
diff~rente
des
pour
conditions
les
nuages
algorithme
E3 ]
g~n~ral. traiter
le
n~cessaires des
et
singularit~s
effectif
pour
les
v~rifier.
Je
tiens
eues
~ remercier
que
j'ai
avec
lui
sur
1.
NOTATIONS ET RESULTATS.
ges
finis,
Remarquons tout grace
une singularit~
au
qu'~tre
isol~e
Sans perte qu'aucun sinon
1.1 le
nuage
on s e
{1,...,n] des points
isol~e et
qu'on d'un
toute
enti~rement
partie
de c o o r d o n n ~ e s , on d ~ f i n i t de ~K
alors
~ distance
1
peut
jet
intersection
de g ~ n ~ r a l i t ~ ,
n'est
des nombreuses
et
positives
I
se restreindre
suffisant
d'intersection
ramene ~ une situation
Pour I-plan
d'abord
a l'existence
nissant fair
M. M e r l e
discussions
ce t r a v a i l .
complete
complete
on s u p p o s e r a constitu~ de p -
~ l'~tude
(cf.
une
on n o t e
dans
III
~n-1
le
de H I . On l e
et
ouverte.
toute
la
suite
1 de l ' o r i g i n e
.
cardinal ordonn~
d a n s ~K note
d~fi-
E 4 ])
condition
donnb un c o u p l e
1 de ~ I
Mather
~ distance
dans
des nua-
une application
~galement
de p o i n t s
l'~paississement au p l u s
est
I nuages
de [ 1 , . . . , n ] ,
de ~ n . E t a n t
pour
de I e t IcK
comme l ' e n s e m b l e
~I~K
1.
~I
de
.
.
.
.
.
.
.
.
.
91 ~I,K et
est
une r6union
c'est
une
1.2
disjointe
fonction
croissante
Maintenant~
~n_
6rant
gO} , c o n s i d 6 r o n s
les
nuages
qui
de t r a n s l a t 6 s
pour
coupent
tout
= mi_L_j kEK-I
(~I,K
~I,IU{k))
de K.
de I e t
donn6s
de ~ I
p sous-ensembles
couple
ordonn6
l'6paississement
IcK
~I~K
E(I,K) = ( i E ( 1 , . . . , p ]
non vides
N I ~ . . . ~ N p de
de p a r t i e s
de ~ l , . . . , n ]
:
] N. N ~ I ' K / # ) 1
et
l'entier
:
D(I,K)
E(I,K)
h6rite
E(I,K)
I ] E(I,I kEK-I de I . le
cas
on p e u t
ou l e s
sion
D(I)
K est
pas
en tout
XNC K dans
tuelle
soit EK
larit6
:
isbl6e
mettant
pour
de XN ( ~ ) I E(I~K)
m(I~K)
Etant
pattie
D(I) > 0
(ii)
E(I) < p
de N e w t o n
d'un
E(I)
et
aux 6quations
que
qu'il sous
D(I)
par
de x n g I
aurait
certaines
intersection
g e r m e X,
ne s'annulant
virtuelle
(celle
d6crois-
s'il
: 6tait
hypotheses
complete
de d i m e n -
n'ont
les
pas
id6aux
h l'ordre
interpr6tation
aussi
respectivement
u n U(K) + m 2 ( I ~ K ) / m 2 ( I , K )
pr6cise,
gK e s t
une
d6finissant
mais
ici
la
dimension
n'a vir-
D(I,K).
sommes maintenant
en mesure
de f o r m u l e r
le
:
donn6s
d'intersection
(i)
loin
D(I~K)
~(K)
dans
suivant
nuages
Toute
plus
localement
fonction
dor6navant
dimension
de XNC I
tronqu6
nous
nuages
que
.
et
et
d6finit
en soit~
d'existence
Th6or~me
et
une
une interpr6tationtr~s
Quoiqu'il
1.3
dimension
L'id6al
les
plus
correspond
est
(et
n'est
( not6s
premier
lisse
de I ,
du g e r m e q u ' i l
th6or~me
: le
est
point
habituellement
sont
Le s e c o n d
la
de ~ I , K
D(I,K)
D(I,I)
Nous verrons
XNC I
N6anmoins
CI e t
de
complete).
diff6rent
claire.
et
E 1.
une minoration
intersection
Si
sur
que
consid6r6s
comme s u i t
de g 6 n 6 r i c i t 6 ,
alors
E(I~I)
identiquement
c'est
nuages
IE(I,K)I
de c r o i s s a n c e
U ~k])),
interpr6ter
simplification) pas
propribt6s
=
sante Dans
des
= IKI-
p nua~es
complete
de N e w t o n s i non vide
et
NI,...,N
p d_~e ~ n , i l
de c o d i m e n s i o n seulement
I d__ee g l , . . . , n ]
si
p dans
:
v6rifiant
:
existe
une
sin~u-
~En~o),
les
ad-
92
ppfis~de
la
propri6t6
~(I)
~ (I)
D(I,K) + b(I)
Sup KDI E(I,K)
1.4
Remarque
points est
:
La r 6 s o l u t i o n
des nuages
au p l u s
donn6s
1 ; pIus
dont
du p r o b l ~ m e la
distance
pr6cis6ment
il
V_a_r'_,~._te__qua_~!:_ho_~o_~n_~__d_~__th_~t_~ 2.
type
(dl,-..,dpl
perplans
alt...ta
paralleles
d~fini
n)
si
d'existence
ne d&pend q u e d e s
aux h y p e r p I a n s
suffit
~.s
Un germe de ( ~ n , o )
~ n- p + 1
de c o o r d o n n 6 e s
de c o n n a [ t r e
par p polyn~mes est
l'application
dit
ses n u a g e s de Newton s o n t
d'~quations
de N n IE].
quasi-homog~ne contenus
de
dans des h y -
:
n
E
a
j=l Soient
F(I)
F(I)U
U
le
a
J
= di
J
semi-groupe
(i = ],...,p)
de ~
engendr6
par
les
a.
(iE
I)~
et
P(I~K)
1
la
partie
(ak+ F([))
de F ( K ) .
Alors
:
k~K-I E(I,K)
1.6
Remarque
:
germe g~n~rique complete des
Nons v e r r o n s pour
en t o u t
d~sormais
Enfin
s'il
lution
(i)
a aucune
de c o o r d o n n ~ e s
1.7
C orollaires . . . . . . . . . . .
1.7.1 si ~(I)
et
Ii seulement
(ii)
le
propri~t~
ce q u i n'est
partie
c'est
die
de N e w t o n e s t
(~*~)I,
ou
la
non triviales
exemple
axes
que
nuages
de
parties
n'y
; par
ses
point
deux conditions
nous
= [i ~ ],...,p}
est
*~(I) i m p l i o u e lisse
pas v~rifi~e
non t r i v i a l e ~ bien
et
le
(cf. tout
qu'un
intersection
satisfait
5.5).
si
Aussi
I v~rifiant
probl~me
c o n n u ou c h a q u e
en f a i t
localement
automatiquement
de [ 1 , . . . , n ]
cas
P(I,K)]
l'une
appellerons(i)
et
(ii).
a ~videmment une
nuage
coupe tolls
so-
les
de ~ n .
du t h ~ o r ~ m e .
. . . . . . . . . . .
existe si
une route
singularit~ partie
d'intersection non
triviale
complete
I v~rifie
de
cod~mension
1 affaiblissement
p de
:
D(I)
Voyons maintenant
quelques
~ n- p
conditions
(cf.
n~cessaires
3.3)
d'existence
:
93
1.7.2
Tout
I
non trivial
dolt
v6rifier
2 D(I)
1.7.3
Soit
saire
d'existence Si
les
III+
N la
Cette
2.
2.1
un
traduit
simplement
font
Le c a r d i n a l
route
remarque +e p o u r
algorithme
pour
n~ces-
le
1 de s e s
fait
~paississements
suivant
: sip
complete,
dans
polyn~mes
p combinaisons
d'existence
le
non
cardinal
au p r o b l ~ m e .
v~rifier
consequence
triviale
des
est
parties
(Nous
de
major~
ou i l
donnerons
1.7.2)
par
n + p2
suffit
~ la
fin
1
de v ~ r i f i e r de c e
tra-
I
tri-
~).
EXEMPLES.
Cas
des
courbes.
La c o n d i t i o n vial~
on a
n~cessaire
et
Sup K_DI E(I,K)
En u t i l i s a n t les
suffisante
s'~crit
: pour
tout
non
:
+e(I)
sur
p-
d'intersection
partie
borne
r~pondre
condition
autant.
n~cessaire
de
IIl+
N.
isol~e
p , Une d e u x i ~ m e
:
au m o i n s
coupent
singularit8 en
p+ 1
NI,...,N
suivante
N,
3~me c o n d i t i o n
propri~t~
vail
~n
~ n-
nuages
la
pas
condition
g~n~riques
Cette la
de
des
alors
ne coupe
une
lin~aires
1.7.4
est
~I
1-plans
d~finissent
rbunion
:
parties
les
propri6t~s non
triviales
D(I,K)
de m o n o t o n i e minimales
= 1
de D, Dour
il
suffit
l'inclusion.
m~me de v 6 r i f i e r
+~
94
Exemplel
:
Y ! I ! !
I 1 . i . . . . . .
I."
f2
•
I1 J
I~
t~
/
/,
$
N1
O
N2
~'~'¥'
}
Les 3 parties
non triviales
~paississements IKI v a u t
2,
des axes
chaque
Pour a g6n6rique,
sont coupent
~1}, les
~paississement
les
{2} e t
[3}.
deux nuages
d'axe
Si K est et
sont
ne c o u p e q u ' u n
quelconques non nuls
5,~,~
tout
(1,2,3}
donc ~limin~s.
nuage,
et
D(I,K)
.
les Si vaut
1.
6quations
a l x a y + a 2 y~z + a 5 zVx = 0
a 4 x z + a 5 z C y + a 6 y~x = 0 d~finissent 2.2
une singularit~
d'intersection
complete.
Cas des surfaces. Condition
viale
isolbe
v~rifie
n6cessaire
f ~(I)
Pour
les
fier
~ sur
m~mes r a i s o n s les
et
suffisante
d'existence
: Toute
partie
non tri-
suffit
encore
de v ~ r i -
:
parties
D(]) = 1 Sup D(I,K) KDI E(I,K)
de m o n o t o n i e non t r i v i a l e s
~ 2
que pr~c~demment, minimales
pour
il
l'inclusion.
9S
Exemple
2
:
Pour tout
~,
les
deux 6quations
:
(a,
a',
~,
~',
Vet
522)
a 1 x y + a 2 zY+ a 3 t 5 = 0
a 4 x y + a 5 x a z + a 6 y~z + a 7 x~' t + a 8 y~' t ne d 6 f i n i s s e n t
pas une singularit6
En e f f e t ,
~3,4}
n'est
isol6e
pas
= 0
d'intersection
trivial,
mais
complete.
D({3,4},~1,2,3,4])
= 3.
Casdes_hype~u£faces.
2.3
Dans E ( 1 ) = ~,
et
ce
la
cas,
les
condition
I non ~(1)
triviaux
devient
la
condition Si
[II+
n6cessaire
~ I ne c o u p e p a s
1-plans
et
IK$ + I I I
le
Remarquons que c'est ce c a s
~ celle
les
exclu,)
IiI+ (cf.
Exemple 3
tout
:
par
I,
la
condition
~ n
d'existence [I[
de s e s
:
6paississements
dans
les
font.
la
condition
n6cessaire
Existe-t-il
satisfait
ou n o n ,
Remarque
24,
cette
qui
1.7.3
condition
est
qui
devient
coupant
n6cessaire
en a ppa re nc e
au m o i n s
de c o o r d o n n 6 e s
1.13,
( 2 6 5 ~ 1,
de c o m p a r e r Kouchnirenko
trivial
1-plans [3],
g ~ n e de t y p e Ce t y p e
int6ressant
donn6e
Pour dans
par
dans
suffisante. I1 est
sante
suffisante
N, au m o i n s
de c o o r d o n n 6 e s
caract6risent
:
Sup K~I E(I,K)=~ D'o~
se
plus
1II-6paississements N.
([1,...,n]
est
et
suffi-
restrictive
:
de ~ I bvidemment
(ii)).
une
singularit6
35,
58)
isol6e
d'hypersurface
quasi-homo-
?
a une condition
n6cessaire
d'existence
consistant
dans Arnold
[ 1 ]).
a v6rifier
que d-a.
n j=l
est
un polyn~me
I1 est dr6
ais6
par
n6gative.
(exemple
de v o i r
24 e t
23,
de V.M.
que 241,
un seul
z
Izlev
232 e t
a. j
J
- ]
cit6
207 n ' a p p a r t e n a n t p a s au s e m i - g r o u p e e n g e n r ~ 6paississement de ~ 2 , 3 3 coupe Net la r6ponse est
96
§ 3.
GERMES GENERIQUES POUR LEURS NUAGES DE NEWTON.
Une i d 6 e
naturelle
est
de c o n s i d 6 r e r
l'ensemble
des germes
admettant
N1,...~N
intersec-
tions
comme n u a g e s de N e w t o n , e t de c a l c u l e r pour ceux qui sont P c o m p l e t e s (~ r e c o n n a ~ t r e ) la dimension g6n6rique (a pr6ciser)
de l e u r
lieu
singulier. On e x c l u t
3.1
imm6diatement
Consid6rons
F :
l'espace
5~ ~
(E n , O ) x Y
trivial
n
p Y= T T i=l
I(EP,o)
i
(x ~
Yi~ x
cas
vectoriel
(x,y)
o~ F i ( x , y ) =
le
IN
E
I 1 ~ et
l'application
:
x Y
)(Fl(X,y),-..,Fp(x,y),y)
= x1
...
xn
n)
.
1
Les fibres NI,...~N
Notons les
X = F-l(O~y) d6crivent Y comme n u a g e s de N e w t o n .
P
E
le Y p-mineurs
lieu
critique
de
la matrice
de
ainsi
tousles
l'application
germes
de En a d m e t t a n t
X , Y
d6finissant
obtenu
en
annulant
3acobienne 3F.
3 = [3ij]i=l,..., j=l,...,n
X est un Y si X N Ey
germe se
ce p o u r
singularit6
r6duit
]Y ] (~)I IC~], • • • , n} et
de
isol6e
a l'origine.
de E n,
il
En
suffit
(~ij
p
- ~xT ) 3
d'intersection utilisant
d'6tudier
compl~te
la partition
si
et
seulement
canonique
l'intersection
de X
N Ey
avec
EI
Y
'
un y g 6 n 6 r i q u e . ,
En un p o i n t
x de EI~
~ij
~N.
, ~ o Yi~
s'6crit
~N. ~ __.~1 ~I ~x.N 3
axT
= {c~ ~ 1~ n
I ~+ (O,...,O,I,0,...,O)E
t
j-~me pIace
1 3
j - i e m e nuage d6riv6 de Ni ~N.
x ~ ' ou ~
N.]I
est
le
97
D'o~
l'introduction
naturelle
Z(I)
= {(i
de
j) E [1,
l'ensemble
:
• p] × [ l , .
8N. , n ] ] ----&N ~ I =~] 8X. J
""
Ainsi
~ii
s'annule
identiquement
Remarquons
que
sous
E(I)
et
que ~ restreinte
~ ¢I
'
""
E1 s i e t s e u l e m e n t
sur
l'hypothese
:
faite
{i E { l , . . . , p ]
se met sous
si
au d6but
(i,j)
est
du § 1 s u r
dans
Z(I).
nos nuages
] {i] × I~Z(I)]
la
forne
:
I
E(I)
3(i)
~'(I) n'est X A ~I. Y
pas
autre
D6montrons permettre
5.2 des
chose
que
maintenant
de p r 6 c i s e r
la
points dans
lisses Y tel
F-I(w×
que~
:
partout pour
si
tout
West
la matrice
jacobienne
dont
y dans
cet
famille
nombreuse
cas
trivial
od V N ( ~ * ) n
et
~2 ~ F - I ( w × Y) N V N ( ~ * ) n fibre
w×~dim¥
de Y o~ l a Zariski dense
-p
fibre
x21(y)
au-dessus des
points
est
duquel lisses
6quations
existe
fibre
l'est
(cf. et
par
la
vide~
l'image
est
lisse
de F - I ( W × ¥ )
en dehors
l'ouvert
de Z a r i s k i
des non vide
fibre
appartient
exemple
n'existe
lisse dont
dans Y n (C*) n est
Kleiman
les
canoniques.
s'il
(En,o)
va nous
¥.
celle
aussi.
consid6rons
projections
dans
un ouvert
soit
d6finissant
ad hoc qui
(EP~o)
codimension
part~
x21(y)
de
de
~ la Bertini-Sard
vide,
des
. D'autre
il
sa
cette
ancienne est
des
besoin
V un germe
ouvert~
soit
Ce lemme de t r a n v e r s a l i t 6 une
avons
(W~O) u n ~ e r m e hlors
vide~ lisse~
nous
Soient et
dense,
{ y ] ) NV n ( C * ) n e s t
d_~e W. De p l u s
3"(1)
u n l e m m e de t r a n s v e r s a l i t 6
de c o o r d o n n 6 e s ~ est
O
g6n6ricit6
Lemme de t r a n s v e r s a l i t 6 hyperplans
3'(1)
=
deux
d'ouvert
de ~2 c o n t i e n t en tout nVN (~*)n
E 2 ]).
une
de l ' o u v e r t :
le
xl
et
fibration
dense
un ouver£
point et
Excluons
restrictions
~1 e s t
pas
6videmment
de
de Z a r i s k i dense
de
partout
:
98
dim ~ l ( y )
+ dim Y = dim F - I ( w x
¥) n v N ( E * ) n
= dim W+ dim Y - p + dim (V N ( ¢ ~ ) n )
D'oh
la
conclusion
voulue
: pour
y g6n6rique,
Codim
n21(y)
on a l ' 6 g a l i t 6
qui
reste
3.3
vraie
quand ¢~1(y)
Corollaire I1
et
existe
: lemme du r e j e t un o uvert
localement
est
dense
intersection
Ii s u f f i t
cP
vide
avec
dans
les
de Z a r i s k i
complete
d'appliquer
les
conventions
t6h~bres
habituelles.
ext6rieures
dans Y au-dessus
en dehors
:
duquel
X est lisse Y de c o o r d o n n 6 e s .
des h~perplans
lemme p r 6 c 6 d e n t
le
W
: Codim
VN(¢~) n
~ la
situation
V = ~n e t
w = {o}. En p a r t i c u l i e r , pour
tout
tout
point
il
y dans
existe
cet
un o u v e r t
de Z a r i s k i
non vide
~(I)
de Y t e l
que~
ouvert,
X N (C~) I e s t lisse, intersection c o m p l e t e de Y dimension D(I) ; si D(I) est nbgatif ou n u l , X n ' a p a s de p o i n t s d a n s ( ¢ ~ ) I Y Darts l e c a s c o n t r a i r e ~ la matrice jacobienne ~'(I) e s t de r a n g maximum E ( I ) en
fortiori
de X N ( ¢ ~ ) I . D ' a u t r e Y de r a n g maximum e n t o u t
calement
intersection
Ces d e r n i ~ r e s dans
1.2
trivial,
complete
remarques
ainsi
que
X est
lisse
la
part point
en t o u t
justifient
les
d6finition et
si
des
localement
E(I)
vaut
p,
~(I)
lui-m~me est
de X N ( f ¢ ) I : X est Y Y p o i n t de ( ¢ ~ ) I . interpr6tations
parties
de E ( I )
non triviales
intersection
donc
complete
lisse
de D ( I )
dans en tout
a
1.6
et
donn6es
: si
point
lo-
Iest
de
(¢~)I
3.4
{o
D6monstration
px n-matrice
m(I)
m..(I)
du t h 6 o r 6 m e
:
D6f£nissons
pour
tout
I non v i d e
la
:
si
~N ~ i N INI = ~
(i.e.
(i,j)E
Z(I))
(i.e.
(i,j)~
Z(I))
a
13
8N.
si
zij
1 ~I XF7 n /~ 3
coefficients L'annulation nantielle la
dans EEzij](i,j)~Z(I des p-mineurs
g6n6rique
~(z(I)).
par
de m ( I )
un c e r t a i n
) . d6finit
une section
(np-Iz(I)i)-plan
d'une
vari6t6
de c o o r d o n n 6 e s
d6termi; appelons.
99 Pour
acc6der
aimerait
~ la
codimension
appliquer ~N.
I
nuages~n Mais ceci
HI nous
le
de X N Z n ( ~ ) I dans X n (~)i, on y y y lemme de t r a n s v e r s a l i t ~ 3.2 a la situation des np-IZ(I)
((i,j)~ est
g6n6rique
Z(I))
interdit
de H I , a v e c ~ cause
de l a
W= ~ D ( Z ( I ) ) d6pendance
c o m m u n e e n y de X n g I y o~ l a d i m e n s i o n de
et x NgI : rien ne prouve en effet que l'ouvert Y Zy N X N (~)I est g6n6rique contienne Yo ' Yo C e p e n d a n t d a n s l e c a s ou I e s t non trivial, le rang X N (~)I Y p- IE(I)I. Ce n ' e s t
(yE ~(I))
n'est
certainement
Dans le
cas
mineurs
de ~"(I)
maximum d'apr~s
pas
contraire~
le
soit
cas
Y
D(I)
germe
N Z ) N~I Y
est
que
de ~ ( I )
si
le
en un point
rang
strictement
obtenu
:
d6terminantielle
d6finie
(X Y
Z"(I) = Z(I) N (({1,...,p]
Introduisons
3.5
est
grand
que n-
plus
en annulant
de
de ~ " ( I )
les
p.
(p-IE(I)I)-
: (X
vari6t6
si
E" l e Y
V = Xyo n CI ( y o ~ ~ ( I ) )
et
n E l ) n Z" Y
- E(I))× ([1,...,n]
par
l'annulation
-
des
I))
et-D(z"(I))
la
(p-]E(I)l)-mineurs
de m " ( I ) . I1
est
dans
maintenant le
sens
agr6able
suivant
de c o n s t a t e r
: Y est
que_ X y n g I
somme d i r e c t e
Y, = ~ , lEE(I)
E
des
X"y s o n t
ind6pendants
deux sous-espaces
vectoriels
IN.I 1 ×[o] IXil
,
Y":
et
~oj×/
,
i~E(1) y = (y' ,y") et
,
X N~I Y
~'(I)
appliquer
l'ouvert le
partout
dense
lemme de t r a n s v e r s a l i t 6
(n-III)(p-IE(I)I)-
Iz"(I)I
nuages
,
y " E Y"
= Xy, NE 1
~11 Y Soit
y ' E Y'
=
de Y'
Tv
Ey. projection
a la
de ~ ( I ) .
situation
~N. .5_x..! n H I
de H I
On p e u t
maintenant
des ((i,j)
~ Z"(I)),
avec
3 V = Xy, n E I
I1 existe
donc un ouvert
dense
(y' E~'(I))
de Z a r i s k i
et
~"(I)
W =o(z,,(I))
dans
Y" t e l
que~
pour
tout
y"
~00
dans
cet
ouvert,
codimension Voil~
qui
C(I)
suffit
de Xy, N Zy,,N ( ~ * ) I
d a n s Xy, n ( ~ * ) I
d a n s g ( n - I I I ) (' p - l E ( I' ) l ) - I Z'" ( I )'l '
l'6tude,effectu6e
d6terminantielles
maintenant
du t h 6 o r ~ m e
5.5
codimehsion
de ~ ( Z " ( I ) )
motive
des vari6t@s il
la
en c o l l a b o r a t i o n 66n6riques
de c o n n a ~ t r e
la
par
pour
la
'
avec
des plans
codimension
est
M. M e r l e ,
des
sections
de c o o r d o n n 6 e s ,
achever
la
dont
d6monstration
:
Lemme
:
Pour
tout
C(I)
I non trivial,
= Sup(O,
D(I,K))
Sup
n- p+ 1-
KDI E(I,K)
tout
I non trivial
X n Z n (g*)I est Y Y cas, sa dimension
En e f f e t ,
vide
pour
dim x
si
serait
N (¢*)I _ c(I)
tout
d'apr~s
le
propri6t6
*(I)
est ; si
v6rifi6e, ce n ' 6 £ a i t
lemme de t r a n s v e r s a l i t 6
3.2
pas
le
:
_<
Y dim X n (~'x) I + Y
Sup KDI E(I,K)
D(I
D(I,K) - (n-
+
Sup K~I E(I,K)
0
suffisante pas
D(I,K) - (n-
p + 1)
(lemme
3.5)
lemme 3 . 3 )
p + 1)
contradiction
La mSme c o n c l u s i o n
fient
la
y dans ~'(Y) ×q"(Y)
est
restant
d6montr6e,
vraie
pour
puisque
les
un I t r i v i a l seuls
(cf.
I exclus
3.3),
(D(I)>
la
condition
n - p)
ne v 6 r i -
*(I).
R6ciproquement,
dim
si
X
un I non t r i v i a l
n z Y
n ~ I ~ dim X Y
ne v 6 r i f i e
n ~ I + dim Z Y
>
pas ~(I),
N~ I-
on a p o u r
tout
II[
Y
D(I) - C(I)
= Sup(D(I)
> 0
,
, D(I) +
Sup K~I E(I,K)
D(I,K) - (n-p+
1))
y
101
et X n'est pas une singularit6 Y p dans (~n,o).
D6monstration t(Z"(I))
de 3 . 5
:
de l a m a t r i c e
isol6e
d'intersection
La c o d i m e n s i o n m"(I)
t(z"(I))
(cf.
C(I)
se
2~me p a r t i e ~
:
complbte
calcule 1.1)
Sup
~ partir
de c o d i m e n s i o n
de l a
taille
:
(Idl + IJ'l)
~tJc{1,...,n]-I ~iJ'c[1,...,p]-E(1) J×J 'c Z " ( I )
grace
~ la
Or on l i t
formule
tr6s
(2eme p a r t i e ,
c(I)
= Sup(O,
n-
bien
l'application
1.3)
II[-
:
Sup(p-
E sur
E(I)
,
la matrice
t(Z"(I)))+
1)
m(I)
K f
I
I n
#%
~(I,K)(
{
i i
m'(1)
i i i I i i
E(I)
m"'(I i i i m
)
m(1) et
on d 6 d u i t
ais6ment
Pour v6rifier des Z(I)
(KDI~
* il
5.5.
suffit
Z(I)cZ(K))
de c a r d i n a l 1)
III ~ n+ p- 1 2 2 D(I) ~ n- p+ 1
2)
t(Z"(I))
~ (n-
d o n c de c o n s t r u i r e et (cf.
de v 6 r i f i e r 1.7.4)
l'ensemble que toute
satisfait
p+ 1- 2 D(I)) + (p-
IE(I)I)
:
partie]lement
partie
non t r i v i a l e
ordonn6 I
102
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nombres
de M i t n o r ,
finitely
Inv.
determined
Math.
map-
127-156.
of weighted "Several
homogeneous
complex
polynomials
variables",
57-64.
C e n t r e de M a t h ~ m a t i q u e s Ecole Polytechnique F-91128
PALAISEAU C e d e x
"Laboratoire
A s s o c i ~ au
C. N. R. S. n ° 169"
Deuxi~me p a r t i e
SECTIONS
DE
VARIETES DETERMINANTIELLES
P A R LES PLANS
DE
COORDONNEES
M. GIUSTI M. MERLE
E t a n t donn4s deux entiers n e t clos k, on consid~re dans
p
(n ~ p) e t un corps a l g ~ b r i q u e m e n t
i' espace v e c t o r i e l ~ ( n , p )
des n x p - m a t r i c e s &
coefficients dans k la s o u s - v a r i ~ t ~ D des m a t r i c e s singuli~res,
sur laquelle
s'annule l'id4al ~ engendr~ par les p-mineurs.
Soit un m o r p h i s m e V - / ~ ( n , p ) r~sultats g ~ n 4 r a u x sur ~ )
(V v a r i 4 t 4 affine sur k)
lay ("The algebraic theory of m o d u l a r systems" cas o~ V e s t
; les p r e m i e r s
ont ~t~ obtenus & notre connaissance par F.S. M a c a u ~ 19[6 [ 8] t h e o r e m 53) dans le
un espace affine sur k : la c o d i m e n s i o n de ~ - l ( D ) d a n s V e s t
m a j o r ~ e par n-p+l. Si elle est 4gale ~ n-p+l, ~)~ ~ )
d 4 f i n i t une vari~t~ de
Cohen-Macaulay, qui est par ailleurs g ~ n 4 r i q u e m e n t lisse donc r4duite.
est donc l'id~al des fonctions s ' a n n u l a n t sur D, q u ' o n a p p e l l e r a d~sormais v a r i 4 t ~ d 4 t e r m i n a n t i e l l e g~n~rique.
Dans le m~me esprit, p l u s i e u r s auteurs dont Eagon, Eagon-Northcott, Buchsbaum-Rim,... [ 3,5,1] ont p r o l o n g ~ l'4tude aux id4aux d 4 t e r m i n a n t i e l s d'une m a t r i c e ~ coefficients dans un anneau, en i n t r o d u i s a n t un complexe de Koszul g~n4ralis~.
Dans ce travail nous 4tudions la section de D par un p l a n de coordonn~es de ~ ( n , p ) .
Pour ce faire nous n ' u t i l i s o n s pas les techniques p r ~ c 4 d e n t e s
mais la c o n s t r u c t i o n naturelle d'une r ~ s o l u t i o n des singularit4s de D qui p e r m e t une 4tude plus g~om4trique.
104
On trouve v r a i s e m b l a b l e m e n t cette idle p o u r la p r e m i e r e lois dans le livre de T.G. Room
("The g e o m e t r y of d e t e r m i n a n t a l loci" 1938 [ 11]
est reprise entre autres par I.R. P o r t e o u s [ 9]
, F. R o n g a [ IO]
. Elle
, G. Kempf [ 7] . . . .
Signalons enfin que E a g o n - H o c h s t e r [4], et De C o n c i n i - E i s e n b u d - P r o c e s i [2] d 4 m o n t r e n t d i r e c t e m e n t le caract~re r~duit de l'anneau q u o t i e n t par ~
.
E a g o n - H o c h s t e r c o n s i d ~ r e n t d ' a i l l e u r s certaines sections de D par des plans de coordonn~es particuliers.
I - N o t a t i o n s et ~nonc4 des r~sultats.
1.1
Soit Z un s o u s - e n s e m b l e de {1, .... n} x {1, .... p}
•
Sa taille t(Z) est le d e m i - p ~ r i m ~ t r e m a x i m u m d'un rectangle non vide I x J contenu dans Z ( I C { I .... ,n} , J c { coordonn~es de ~ ( n , p )
I .... ,p} ). Si L(Z) est le p l a n de
d~fini par les ~quations
: Xij = 0
((i,j)£ Z) nous
nous int~ressons ~ la section D(Z) de D p a r L(Z). Nous appellerons d4sormais Z une c o n f i g u r a t i o n de z~ros. D admet une s t r a t i f i c a t i o n canonique p a r le rang :
D =
p-1 U D 1 i=o
(o~ D. est la strate des matrices de rang e x a c t e m e n t i.) 1 De plus,
les D. (i=o, .... ,p-l) forment une f i l t r a t i o n croissante. 1 M a i n t e n a n t soient r(Z) le rang m a x i m u m des ~l~ments de D(Z), et D. (Z) 1 (i=o, .... ,r(Z)) la p a r t i t i o n par le rang de D(Z).
1,2 Prol~osition : Les D. (Z)(i=o,...,r(Z)) 1 s t r i c t e m e n t croissante de D(Z).
forment encore une filtration
105
Ce r~sultat n'est pas du tout g4n~ral
; p o u r une section
p a r un p l a n q u e l c o n q u e il p e u t devenir inexact comme le montre le contreexemple suivant : C o n s i d ~ r o n s la sous-vari~t~ de de la matrice
k2
d~fini p a r l'annulation du d 4 t e r m i n a n t
:
0!ix0 [
D2(Z) ne contient pas D I (Z). 1.3
Th~or~me.
r a n g g4n4rique
La c o d i m e n s i o n c(Z) de D(Z) dans L(Z) et le
r(Z) des ~14ments de D(Z) ne d 4 p e n d e n t
que de la taille
de la c o n f i g u r a t i o n des z~ros. Ils
sont donn4s de mani~re explicite par les formules suivantes I
(Z) = n - p + r(~Z)
Quand tousles
i
- [Inf(t(Z),n+l)
Inf(p- l,n+p-
:
- Inf(t(Z),p)]
t(Z)).
p - m i n e u r s s'annulent i d e n t i q u e m e n t sur L(Z), la codimension
est ~videmment nulle ; plus g ~ n 4 r a l e m e n t on a l e
1.4
Th4or~me.
La c o d i m e n s i o n ne d 4 p e n d en fait que de l'ensemble
des p - m i n e u r s ne s ' a n n u l a n t pas sur L(Z). La formule explicite sera donn4e au chapitre 3. 1.5
Corollaire. (i) (ii) (iii)
Les trois assertions suivantes sont ~quivalentes :
La c o d i m e n s i o n est maximale t(Z) ~ p A u c u n des p - m i n e u r s ne s'annule i d e n t i q u e m e n t sur L(Z).
Dans ce cas D(Z)est une vari4t~ de C o h e n - M a c a u l a y [8~..]
106
1.6
Dans tout ce p a r a g r a p h e nous excluons les configurations de z4ros
qui c o n t i e n n e n t des rectangles de largeur m a x i m a l e p. Nous ~laborons alors un p r o c ~ d 4 p e r m e t t a n t de d ~ t e r m i n e r les composantes i r r ~ d u c t i b l e s de D(Z) ce qui nous p e r m e t de donner un crit@re d'irr4ductibilit~ puis
1.6.1
de
Th~or~me.
d ~ c i d e r q u a n d D(Z) est de C o h e n - Macaulay.
D(Z) est irr~ductible si et seulement si la taille
n'est ~as l'intervalle
1.6.2
Th~or~me.
[p,n].
D(Z) est de C o h e n - M a c a u l a y si et s e u l e m e n t si la
taille n ' e s t ~as dans l'intervalle
[~+1,n].
I Taille
Codimension
Rang g~n~rique
Nombre de ~p-mineurs non i d e n t i q u e m e n t nuls
Cohen-Macaulay irr4ductible
0~t(z)
Maximal
p- 1
Observations
n -p + 1 Cohen-Macaulay r~ductible
t(Z)=p
p
~ n
n - t(Z)+ i
n < t (Z)~ n + p
p-i
~on Cohen~Macaula) r~ductible
non nul non m a x i m a l
n+ p - t(Z)
Lisse
1.7. Q u e s t i o n : l'id~al des fonctions s ' a n n u l a n t sur D(Z) est-il encore engendr~ par les p - m i n e u r s ? 2 -
M o d i f i c a t i o n e t s t r a t i f i c a t i o n canoniques d'_une vari4t~ d~terminantielle. A la v a r i ~ t ~ d ~ t e r m i n a n t i e l l e
simple
D
est associ~ un o b j e t e x t r ~ m e m e n t
: la famille des syst~mes lin~aires associ~s.
S o i t donc S = {(x,l) 6 ~ ( n , p )
x pp-I
I Ker x 9 X}
m u n i e des deux restrictions des p r o j e c t i o n s canoniques
:
107 2
s -
~;p-1
Mk(n,P)
-i 41 ( D ) P
est vide, et la r e s t r i c t i o n de
sur D. , de fibre l L'image de
S
pp-i-1
par
~i
( 0~i~
~I ~
~l(Di)
est une fibration
p-i ) . D , et ces d e u x v a r i ~ t ~ s ont m~me
n ' e s t autre que
d i m e n s i o n car : dim
S
=
Sup 0 ~ i ~ p-I p- i
( dim D
+
dim
~11(D i)
Sup (dim D . - i ) 0 ~ i ~ p-I
=
dim
Dp_ I
=
dim
D
est une fonction s t r i c t e m e n t croissante de i) l
Examinons m a i n t e n a n t c o m m e n t cette s i t u a t i o n p a s s e ~ la section par L(Z). Si la p a r t i t i o n de
D(Z) par le rang v4rifie 1.2, on a : dim D(Z) = dim S(Z) - p + r(Z) + 1 .
Ceci cesse d'etre vrai p o u r une section q u e l c o n q u e de la vari~t4 d~terminantielle g~n~rique.
(Reprendre l'exemple donn4 dans 1.2).
D 4 m o n s t r a t i o n de i. 2. C o n s i d 4 r o n s la suite
Soit
Xo
un p o i n t de Di_l(Z)
(1~i~r(Z)).
x
(0 ~ j ~ p ) de points voisins de x , d~finie par j o ~me r4currence comme suit : on o b t i e n t x en g 4 n 4 r i s a n t dans L(Z) la j 3 colonne de Xj_ 1. Le rang de x
est d o n c au plus celui de x~-13 major~ de un, et comme celui 3 de Xp est r(Z), un des ~l~ments de la suite est dans Di(Z ). Le p o i n t est ~vidermment que ces g 4 n ~ r i s a t i o n s successives sont ind4pendantes, ce qui serait d'ailleurs assur~ par des h y p o t h e s e s plus g4n4rales.
108
3 -
Etude de la vari~t~
Ce paragraphe
S(Z).
est consacr~
l'aide de la projection 3.1
~ l'4tude 7
2
Calcul de dimensions.
#2
au dessus de chaque Soit
J
F(J) = Ej
=
Sj
=
Pour tout de
S(Z), principalement
: S(Z) + ~ P - i
Si l'on stratifie p P - I de
de la varlet4
par les plans de coordonn~es,
strate est une fibration
un sous-ensemble
la restriction
vectorielle.
non vide de {l,...,p}.
Notons
{i6{i ..... n} ; V j 6 J , (i,j) E Z } { I 6 ~ ~p-I ; V j E J
19 ~ 0
19 = 0 }
, V j ~J
721 (Zj).
7; I (I)
I 6 ~. , ]
est un produit
de n sous-espaees
vectoriels
k p, d~finis dans L(Z) par les ~quations Vi
#21(I)
3.1.i
6 { I ..... n} - F(J)
est de codimension
Sj = 7 2 1 ~ j )
n-F(J)
dans L(Z),
est donc de dimension
(Sj)~@ Jc{l,...,p} de d4terminer
~ I j 6 J J xlj
la dimension np-IZl-
de
S
[n
71 , au-dessus
-
sup
de l'ouvert
donc de
Compte
Izl -
tenu de la d~finition
IF(J)I + IJl- I .
finie de S , nous venons
p}
Dr(Z)
La dimension
np-
sur ~ . J
(IJl + IF(J~ I)+ i] .....
r(Z) ) a des fibres
Dr(Z),
np-IZI-n+
constante
~gale &
de L(Z) de rang maximum de
codimension
~tant une partition
~ Jc{l La projection
= 0
(des matrices
isomorphes
~
singuli~res
~p-r(Z)-i
D (voir 1.2) est ~gale
[n - s u p CIJl + I F (J)l) + p - r(Z)] .
de la taille
(i.I) nous avons montr~
le
109
3.1.2
Th~or~me.
La c o d i m e n s i o n
Soit
Z
une c o n f i g u r a t i o n de z~ros et
c(Z) de la v a r i ~ t ~
t(Z) sa
taille.
D(Z) des m a t r i c e s singuli~res ayant
cette c o n f i g u r a t i o n de z~ros est donn~e par
c(Z) = n - s u p ( p , t ( Z ) ) + p - r ( Z ) .
3.1.3
Remarqu 9 :
c(Z)
ne d ~ p e n d en fait que de la taille t(Z) car r(Z)
s'exprime lui aussi en f o n c t i o n de t(Z). E n e f f e t : - Lorsque
c(Z) ~ 0
(i.e. D(Z) ~ L(Z))
t(Z) ~ n
-
Par contre, si
et
Corollaire
:
c(Z) = 0 , la formule 3.1.2 - t(Z).
D~monstration
t(Z) ~ p .
I1 suffit de m o n t r e r que
cas, il e x i s t e r a i t u n e n s e m b l e F(J)
nous montre que
Si aucun des p - m i n e u r s ne s'annule i d e n t i q u e m e n t ~gale ~
Les lignes de
(voir 1.2),
(t(Z) > n ) .
sur L(Z), la c o d i m e n s i o n c(Z) est maximum, :
I
c(Z) = n - sup(p,t(Z)) + 1
r(Z) = n + p 3.1.4
r(Z) = p -
n - p+l. Si tel n'~tait pas le
j c { 1 .... ,p} tel que
seraient alors de rang
p-IJl
IJl + IF(J)l > p.
<:~F(J)l
et il e x i s t e r a i t
donc un m i n e u r i d e n t i q u e m e n t nul, ce qui est contraire ~ l'hypoth~se. • 3.1.5
Exemple
:
corollaire 3.1.4
Lorsque
(que nous a indiqu~ D. Eisenbud)
singuli~res de la forme
:I
est de c o d i m e n s i o n i dans
identiquement
n ' e s t plus un p l a n de coordonn~es,
le
(et donc le th4or~me 3.2.1 qui suit) p e u v e n t ~tre faux.
C o n s i d 4 r o n s l'exemple
D
L
x
0
O
x
y
z
des matrices
J
k 3 . C e p e n d a n t a u c u n des 2-mineurs ne s'annule
(ils sont m~me l i n 4 a i r e m e n t ind~pendants).
110 3.2
Soit
Ic{l,...,n}
extraite
de
lorsque
iIl=
3.2.1
.
x, c o n s t r u i t e
Nous noterons
sur les l i g n e s de
:
La c o d i m e n s i o n
ne d ~ p e n d q u e de l ' e n s e m b l e non i d e n t i q u e m e n t
D@monstration
:
reconsid@rons
un i n s t a n t
Si
c(Z)
rappelons-le,
v i d e de Pour
t(Z)
et
I
AI
la m a t r i c e
IIlXp
son d ~ t e r m i n a n t
{(il...i nuls sur
= 0
P
de la v a r i @ t @
d@terminantielle
) 6 {i ..... n} p ; A
~ 0}
il---i p
D(Z) des
L(Z).
le r @ s u l t a t
est trivial.
Si
c(Z)
~ 0
la c o d i m e n s i o n
= n - sup(p,t(Z)) + i
e s t le d e m i - p @ r i m @ t r e
maximum
d'un rectangle
non
Z .
i 6 {i ..... n}
le c o m p l @ m e n t a i r e t(Z)
c(Z)
la f o r m u l e q u i d o n n e
c(Z) o~,
I
x
p.
Th@or@me
p-mineurs
d4sormais
peut alors
, notons
de
Z
=
s'exprime
que
UU i I
IUui
#P.
I I
) n - p+
g
la f o n c t i o n
It
)
l-IIl+l U U . l I I I l
n - p + l - I I l + r(I),o~ r(I)
est
g@n4rique. I e s t 4gal &
Inf
f(I)
UU.I< P I at & l ' a i d e de l ' e n s e m b l e
non identiquementnuls =
Sup
;
A
P
et que la f o n c t i o n
non vide
il.--,i
sur L(Z).
(il, .... i ) A I
~0
A. ll-..,i
I
notons
{(i I...... i ) 6 { i ..... n} p P
r(I)
I =@ # I C {sup p+l~l 1 ..... n}
la f o n e t i o n
c(Z)
et
.
f
uniquement
des m i n e u r s
{j 6 {i ..... p~(i,j) 6 Z }
:
Z i #~
I c { i ..... n}
Remarquons
{i ..... p }
sup IIl + I N z i @ ~ I C { 1 ..... n } I
~
le r a n g d ' u n x
l'ensemble
dans
i
se c a l c u l e r p a r
t(Z)
Pour tout
Z. 1
P
p
~ 0 }
En effet 1 • I
g
U. l
111
Le t h @ o r @ m e
3.2.2
r@sulte
alors du lemme
suivant
:
Lemme
I D@monstration minore
:
Inf UU. I l
f(I)
=
Inf g(I) r(1) < p
< p
Cosine
r(I)est
major@ par
I_UUil, le d e u x i @ m e
terme
le premier.
R~ciproquement,
si le d e u x i ~ m e
- Le rang d ' u n
x
est
@gal ~ g(l
g@n@rique
o
), deux cas sont p o s s i b l e s
est m a x i m u m
(et n @ c e s s a i r e m e n t
:
@gal
I iiol),
o g(I
le r a n g d ' u n pouvons
lui
rectangle
appliquer non vide
x le
J
o
et de d e m i - p @ r i m ~ t r e
x
o
) = n-p+
i
=
f(~)
g @ n @ r i q u e n ' e s t p a s m a x i m u m : nous I o. theoreme 3.1.2 et en d~duire l'existence .
H
p+
Alors
o
de
Z, inclus
]Iol - r(Io)
:
dans
I
o
x {i,...,p}
d'un , maximal
Done
g(I o) = f(j ) . o ceci termine
3.3
la d @ m o n s t r a t i o n .
La transform@e
s t r i c t e de D(Z)
Le m o r p h i s m e
Dp_ 1 des m a t r i c e s
de
p a r 71 l ' a d h 4 r e n c e
santes de
S
les
matrice
~ @ JC{l
construite
lignes
{I ..... n}
construite
Nous d @ f i n i s s o n s d@pendant
~ 0).
de r a n g p - i.
Nous a p p e l o n s
z?l(Dpl i) et nous v o u l o n s
transform@e caract@riser
qui sont dans T.
Soit la m a t r i c e
(c(Z)
71 est un i s o m o r p h i s m e a u - ~ essus de l ' o u v e r t p a r t o u t
dense D
p a r 71
que de
..... p}
Jet
.
Notons J
et PR(J)
sur les lignes
comme
T
les compoJ
sur les colonnes - F(J),
stricte
R
suit un nouvel
P (J) et sur 0
la sous-
( R c { l ..... n}-F(J)). invariant
de la c o n f i g u r a t i o n
ne
de z@ros Z :
P(J)
I
F(J)
112
T(J)
=
Inf ..... n} - F(J)
RC{1
L~I = IJl o~
t(PR(J))
i
e s t la t a i l l e de la c o n f i g u r a t i o n
sur la m a t r i c e 3.3.1
t(PR(J))
de z~ros i n d u i t e p a r
PR(J) ;
Proposition
:
Une c o n d i t i o n
n4cessaire
et suffisante
s o i t i n c l u e d a n s la t r a n s f o r m ~ e
stricte
T
D4monstration
dans
si e t s e u l e m e n t
:
S
est i n c l u e
J au m o i n s une m a t r i c e La proposition 3.3.2
de r a n g
va r ~ s u l t e r
Lemme
vectoriel
:
F.
Soient
T(J)
p o u r que S
J
ne d ~ p a s s e p a s l J l - i si
~l(Sj)
contient
p - I. suivants
sous-espaces
vectoriels
q
Les d e u x c o n d i t i o n s
suivantes
l i b r e de
Vi6{l
..... q}
dim
V I c {i ..... q}
T
est q u e
des d e u x l e m m e s
(i) I1 e x i s t e un s y s t ~ m e
(ii)
Z
q v
l
FI,...,F q d'un espace
sont 4quivalentes
vecteurs 6F
:
:
vl,...,v q v~rifiant
1
~i ~ 111
Z iEI
D4monstration
: i)
~
ii)
ii)
~
i)
D~finissons {I ..... p} 3.3.3
~(Z)
qui v~rifient
Lemme
:
se m o n t r e p a r r 4 c u r r e n c e
comme
l'ensemble
des p a r t i e s
sur q. • J
n o n v i d e s de
: T(J) < IJl - i.
Les d e u x c o n d i t i o n s
i) ZI(S{I, .... p}) ii)
est clair
contient
suivantes
des m a t r i c e s
sont 4quivalentes
de r a n g
p-I
{i ..... p} £~C(Z).
D4monstration I 6 ~ r~l ,1- -7. , P
:
Etant donn~s ' la fibre
V(i,j) 6 Z Vi6
une c o n f i g u r a t i o n
de z 4 r o s
Z
et u n p o i n t
(l) est d ~ f i n i e p a r les r e l a t i o n s
(i.e. j 6 Z i)
{i ..... n}
xij = 0
~ 1 x = 0 . j=l j j
suivantes
:
113
Notons
E
le
sous-espace vectorial de
kp
d4fini par
i VjEZ et
A
l'hyperplan de
kP
x
i
dual de la droite -i 2
Avec ces notations on a :
Pour qu'une matrice
x
une matrice dont la c o l l e c t i o n Vi6
{l,...,n}
3.3.2 qua
xiEANE
= 0
j
~ . n
(l)
=
i=l
'gl (g21 ()t)) (c'est-&-dire
appartenant & (xi) 1~
i) soit de rang
(ANE) 1
des vecteurs lignes v~rifie
p-i il faut et il suffit d'apr@s
:
-~{i
.....
n}
Prenons alors
'
IRI
= p-
v~cR,
;
i
I g@n@rique dana
I1 eat facile de voir, par r4currence sur =
E ADE i iEI
z{i
dim
. . . . .
Ii I
Z iEI
A nE
p}
(donc dana
i
>
pp-1).
I I, qua
AN(
Z E) 16I z I
En c o n s 4 q u e n c e
En r4sum~
dim
~ A D E = (dim E E iEI i i£I i
~I(S{I .... ,p}) rencontre
i
-i = p - I ozil-1. i6I
Dp_ 1 si et seulement si
3 R c { l ..... n},i~l = p - i
; V~cR,
L~1+Inz
L< p-i,
i61 1 ce qui eat l ' a s s e r t i o n du lemme. Fin de la d 4 m o n s t r a t i o n de 3.3.1
:
A p p l i q u o n s la m o d i f i c a t i o n de
R o o m & la v a r i 4 t 4
D'
des matrices singuli~res
(n-IF(J) I ) × IJl ayant la c o n f i g u r a t i o n de z4ros
Z'
({i ..... n} - F(J)) × J.
induite par
Z
dans
On o b t i e n t alors une vari~t~ Ii eat clair qua S
J
S'
J
-i = (~[)2 (~'J)"
eat le p r o d u i t de S'
En a p p l i q u a n t le lemme 3.3.3 ~ S'
J
par un espace affine.
on termine la d~monstration de 3.3.1. •
114
Nous poss~dons les ~14ments
de la partition
Nous voulons de
T
maintenant
(at donc de
3.3.4
Remarque
3.3.5
Lemme
maintenant
Si
I6~(Z)
S c S I J i)
D~monstration
:
(Sj)@ ~ J C { 1 , . . . , p } d4terminer
et
lorsque
ICJ
JCI
qui sont dans
les composantes
point ~ de l'image
, alors
T.
irr~ductibles
Jq~((Z).
les deux conditions
suivantes
sont r~alis~es
(i.e. ~i c ~j)
Ii suffit de montrer inverse
qui coupent un voisinage
l'inclusion
d'un point de V
V fl ~ soit
de caract~riser
D).
:
:
un crit~re permettant
(
suffisamment )
~I"
au voisinage
d'un
Les seules parties de
petit de
~
est donc de dimension
(~j)
sont les SK(I c K c J ) .
~gale ~ celle de Sj
n p - IZI + IJl - i - (n-IF(J) I) I
I n
D'autre part V N ~ 2 1 ( ~ ) par les
n-IF(J) 1
~quations
E j6J
~21 (~j) est donc, compl~te, puisque
ce qui prouve qua S
3.3.6
I
D~crivons
Une composante
J
de
maintenant
de
au voisinage
un proc4d4
l'ensemble
irr4ductible
avec
~
, une intersection
de ~ , et donc partout
qui donne les composantes
de
~(Z) T
= { J C { l ..... p}; T(J) ~ IJl - I} .
est n4cessairement
l'adh4rence
d'une
J 6 ~(Z) .
r~es composantes
~(Z)
(Vi6{1 ..... n} - F(J)).
au voisinage J
I
L(Z)X ]P IJT
de T.
Consid~rons
Sj
~ x =0 3 ij
dans
est irr~ductible.
irr~ductibles
partie
ScS I
est d~finie
tels qua
de dimension
maximum
sont associ~es
aux ~l~ments
IJl + IF(J) L = sup(p,t(z)).
Remarquons alors qua pour de tels
J'
z~iz (ZJ) est intersection
compl~te
115
et
~i (~
(
))
est une r~union de composantes de d i m e n s i o n maximum.
(C'est m ~ m e le p r o d u i t d'un espace affine par une vari~t4 alg~brique D' (Z) . J D~(Z)
(n-IF(J)I ) ×
est la v a r i 4 t ~ des m a t r i c e s
Z
c o n f i g u r a t i o n de z4ros induite par mension maximum -
sur
p(J).
J
singuli~res ayant la D~(Z)
est de codi-
et c'est une vari~t~ de C o h e n - Macaulay)
n - I J l - IF(J) I + 1
Pour o b t e n i r les composantes de
T
de d i m e n s i o n i m m 4 d i a t e m e n t
inf~rieure ~ la d i m e n s i o n maximum, on consid~re l'ensemble en r e t i r a n t &
~(Z)
les p a r t i e s
~I(Z)
obtenu
J d 4 j ~ nomm4es et toutes leurs sous-
parties. Les ~l~ments dans
~I(Z)
3.3.7
D4montrons m a i n t e n a n t
t(Z) > n
tels que
IJll + IF(JI) I e s t
d o n n e n t les composantes r e c h e r c h 4 e s , etc
minons q u a n d
D(Z)
Si
le
maximum
...
crit~re d ' i r r 4 d u c t i b i l i t 4 et d4ter-
est de C o h e n - Macaulay.
(D(Z) = L(Z)).
irr~ductible D(Z)
J16 ~(Z)
E x c l u o n s le cas trivial o4
Deux cas r e s t e n t p o s s i b l e s
:
t(Z) < p , le p r o c ~ d 4 ci-dessus ne fournit qu'une composante de
D(Z) ; comme
D(Z)
est de c o h e n - Macaulay,
est irr4ductible. Si
ensembles
t(Z)
est dans l'intervalle
J , non vides, de
[p,n], il existe alors des
~(Z), diff4rents de ~l,...,p} tels que
IJl÷ LFcJII = tcz~ un tel
Pour
Soit
j ~ J.
~(Z)
J , WI(S J) est une composante de
Parmi les sous-ensembles contenant
(ne serait-ce que
l'inclusion. de
~
WI(S J)
{j} lui-mame).
de d i m e n s i o n maximum. j , il y e n
a aussi dans
Prenons en un, K, m a x i m a l p o u r
est une composante de
D
n 4 c e s s a i r e m e n t distincte
(S). iJ Examinons m a i n t e n a n t si
Si la taille est 4gale & Si
D
D(Z)
D
(C.M.).
p , D(Z) est de C.M.
n ' e s t pas 4quidimensionnel,
Supposons donc
est de Cohen - M a c a u l a y
p < t(Z) ~ n
et
D
il ne p e u t ~tre de C.M. ;
4quidimensionnel.
116
Noun allons montrer qua D (4quidimensionnel pan de Cohen-Macaulay
de dimension d telles qua D 1U
Soit
t(Z)
D Iet
D 2 de D
:
D2 = D
,
J c {l,2,...,p}
celles qui v4rifient puisque
de dimension d) n'est
en mettant en 4vidence deux sous-vari4t4s
D1 n
D2
de codimension
au moins deux dans D.
une pantie maximale pour l'inclusion parmi
IJl + IF(J) I = t(z).
J ant diff4rent de {1,2 ..... p}
> p.
Pour toute pantie il est facile de voir qua
K
qui rencontre
Jet
qui v~rifie
IKI+IF(K) I=t(Z)
IJUK 1 + IF(JUK) I = t(Z) ca qui montre qua
Les noun-ensembles
K de {1,2 ..... p} v4rifiant
sont associ4s aux composantes
de
S
K C J.
IKI+IF(K) I = t(Z)
de dimension maximum
d .
Noun venons
de voir qua pour un tel K, K est inclus soit dans J, soit dans son compl4mentaire.
posons alors
SiU S 2
Soient
et
~2(S
D 1 = ~I(SI)
strict~s
Comme
U ~K Kc J
et
2
(voir 3.3) de D 1 et D 2.
DIN D 2
=
avec
-i %1 (DI) = D'I U E I
alors qua
Appelons
Diet
D'2 les trans-
Noun avons alors
DIN D 2
et l'on a
DIN D 2 =
~I(E1n D~)
soit de dimension d-l, et plaqons d'une composante
noun
de dimension d-i
II faut alors qua dim Elf] D'= 2 d-l, et n~cessairement
de dimension
d, d'autre part
~I(~II(DI)A D' 2)
sin s 2 = @ , D~A D~ = @
Supposons
de S de dimension
D 2 = # 1 ( S2) .
et
U KA j = @ K
) c ~ j).
dans un voisinage V d'un point g~n4rique de DIN D 2-
S2 =
contient toute composante
SIN S 2 = ~ (~2(SI) c L
form~es
S1 =
d
qui rencontre
D~.
E l contient une composante
Cette composante
est n4cessairement
dans S 2.
117
Sym4triquement dimension d contenue
nous avons une composante
dans S I telle que 71
exceptionnelle
E 2 de
(E2DD ~) = DIDD 2.
On voit donc que l'image inverse de DIDD2DV par 71 a au moins deux composantes
de dimension d qui se projettent
toutes deux surjectivement
sur
DIAD2AV.
Or l'image inverse d'un point quelconque
de D est un espace projectif
On a donc une contradiction.
DIAD 2 est de codimension d'apr~s un th4or~me
de Hartshorne
de Cohen - Macaulay •
au moins deux dans D. Comme DIUD2=D, ([6] corollaire
3.9. p.46)
D ne peut ~tre
118
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ON
THE
TOPOLOGY
OF
COMPLEX
ALGEBRAIC
MAPS
by M. Goresky and R. MacPherson
In this largely expository note we give some homological
properties
algebraic maps of complex algebraic varieties which are rather surprising topological
point of view. These include a generalisation
of
from the
to higher dimension of
the invariant cycle theorem for maps to curves.
These properties Gabber, Beilinson,
are all corollaries
of a recent deep theorem of Deligne,
and Bernstein which is stated in §2 . This theorem involves
intersection homology and the derived category. larize it by giving corollaries
One of our objects here is to popu-
involving only ordinary homology.
For this reason
some readers may wish to begin with §3.
§]. Intersection homology. For any complex algebraic variety constructible
V , let Db(v) be the algebraically c bounded derived category of the category sheaves of Q-module on
V . (Objects of
Db(v) are bounded complexes of sheaves of q-modules on c are cohomologically locally constant on the strata for some stratification by complex algebraic
If cohomology
submanifolds;
~'C D~(V)
and
see
([GM2],
that
of
V
§l.]l).
U c V , Hk(u,~ ")(resp. H~(U,~'))
(resp. hypercohomology
V
with compact supports)
denotes the hyper-
of the restriction
of
S"
=
to U .
If E tic
from
p E V , let
p , where distance
T° P
be the "open disk" of points at distance is
embedding of a neighborhood
H~(~,~')
are independent
the usual
of
in
~N . For
distance
U
using
=S'C Db(V)c ,
of the choices for small enough
A local system on a space U .
P
Euclidean
less than
some l o c a l
analy-
H k ( ~ , S ")= and
c •
is a locally constant sheaf of
Q-module on
120
Definition -Proposition Let nonsingular
V
([G M2],
§4.1).
be a complex algebraic variety of pure dimension
Zariski open and dense subvariety,
Then there is an object
IC'(V,L)
in
Db(v)
and
L
n , U
be a
be a local system on
U .
called the sheaf of intersection
C
homology chains on isomorphism i) 2) so that if a)
in
V
D~(V)
I C'(V,L) V
with coeficients
in
L , which is defined up to canonical
by the following properties is
L[n]
can be stratified by strata
{Si}
p 6 S
restricted
to
U
: . where
SZ
has dimension
Z ,
,
Hk(~°,IC'(V,L)) p
= O
unless
k
is a dimension marked
$
in the
figure below. b) H~(~,I_~C'(V,L))=
0
unless
k
is a dimension marked
f
below. n
£
n-I
4
£
3
£
2
!/
o .,-4
I .,-4
£
£
£
£
£
£
£
I
f
£
-f
/
O -I -2
o o
£
$
'\$\
-3 -4
-n+l -n
O
I
2
n-I
complex dimension of stratum Z
in the figure
121
Remarks• I.
The regions of marks
and
they are made smaller,existence 2.
IC'(V,L)
is independent
they are both defined, 3•
If
L
a purely topological
Example.
If
V
of
then
is the constant
in the figure are sharp in the sense that if fails and if they are made bigger, U
in the sense that if
IC'(V,L) sheaf
~U ' then
invariant of
IC'(V)
IC'(V,L)
is
Cv[n]
The following theorem was conjectured O. Gabber, A. Beilinson,
Theorem.
f : X ÷ Y
Then there e x i s t £
closed
subvarieties
Rf,IC'(X) ~
where
is : V
~
L' to
is denoted
agree where IC'(V,L')
IC'(~
.
• It
is
.
~ Y
in
§2.10 . It has been proved
[FM]
and I. Bernstein.
([D4])
.
be a proper projective map of complex algebraic varieties. V c y
such that there is an equivalence
**)
and
Db(v) e
theorem.
by P. Deligne,
Let
L
in
fails•
V .
is nonsingular,
§2. The decomposition
is equivalent
uniqueness
in
and l o c a l
systems
L
, and i n t e g e r s
Db(y) c
l, I C • ( V ,L ) [£ ]
is the inclusion.
Remarks• I.
A decomposition
the varieties
V
~)
of
Under this restriction
the objects
in the sense that whenever equivalent tion, the
Rf~IC'(X)
are irreducible
can be found with the restriction
and the local systems i.IC= ~ " (V~,L) [~ ]
L
are indecomposable
i.IC'(V ,L )[~ ] = ~" • ~"
then either
There are generalisations
theorem relative
to
nonsingular
Y
Let V = V
in
~'or ~"
Db(Y)c is
to zero in Db(y) ([GM2] , §4.1 , corollary 2) . Also with this restricc list of s u ~ a n d s i~IC (V ,L ) is uniquely determined. (We do not know
if the category D~(Y) has such unique decompositions into indecomposables 2.
that
are indecomposable.
and
and
of the Poincar~ duality theorem and the hardLefschetz
f . (They specialize
to the classical
theorems when
X
is
is a point).
Loc(V,%) ~ = ~
in general).
be the direct sum of the
. Then P o i n c a r f i d u a l i t y
L
([GM2]
for those
~
, §5.3 and § 1 . 6 )
such that says that
122
there is an isomorphism.
Hard
Loc(V,~)
= Hom(Loc(V,-%)),Q)
([BB])
says that there exists a map
Lefschetz
for all
~
such that for
.
A : Loc(V,~)
÷ Loc(V,~+2)
~ > 0
A ~ : Loc(V,-%)
---+ Loc(V,~)
is an isomorphism. 3.
Although
the theorem is a purely topological
proof uses characteristic
p
techniques.
which is pure in the sense of [D2] of Gabber 4.
If
[D3] and
X
Rf~
result about complex varieties,
Such a decomposition
, §6.2. The complex
preserves purity by [D2]
is nonsingular
the
exists for any complex
I C'(X)
is pure by a result
, §6.2.
and of complex dimension
n , then
HkRf, IC" (X) --~ HkRf,Qx[n] ~-- H n+k(X) -- Hn_ k(X)
where
Hn_k(X)
splitting
**)
is the ordinary homology of
bering of dimensions
of [GM]]
Hk(X) ~ a
where
k
= k-n+dim
in detail, 5.
If
see [BM]
f : X ~ Y
X
in
,
. For an example where this decomposition
of
Rf~ X
will be
of
in the ordinary homology of any resolution of
Suppose
Y c ~pn+]
is the cone with vertex
f : X ÷ Y
is the blow-up of
and
Y , then one of the terms in
I CC'(X) . Thus the intersection homology
~pn . Suppose
divisor,
is worked out
.
~)
is contained
Example.
[CGM]
So the
X . Using the num-
IHk (Va,L a)
+ ~
V
and
with rational coefficients. of the homology of
is a resolution of Singularities
the decomposition of
X
gives rise to a decomposition
cl(N) E H2(D)
Loc(Y,O)
Y
at
p
X .
over a nonsingular
p ,
D
is the first Chern class of its normal bundle.
= ~]y_p
variety
is the exceptional Then
123
Loc(p,~)
and all of the other
Loc(V,%)
The. stalk at in pieces
p
HI(I_C'(Y,~))p
non-primitive
= ~p @ (Image Nc|(N))
are zero.
of the. cohomology and
sheaf
Hl(i~IC'(p,~))p
H)i (=R fo~ x
as
HI(D)
is
Hi(D)
. It splits
splits into primitive and
cohomology.
§3. Resolutions. Let
X
be a nonsingular
a proper projective
algebraic map. For any point
points of distance at most tance exactly
E
complex algebraic variety and let
from
g
from
p
and let
f-](~p)
,
B
be
be
p E Y , let S c Y
~ c Y be the set of P be the set of points of dis-
p . (Here "distance" means the usual Euclidean distance with
respect to some local analytic embedding of a neighborhood be
f : X ÷ Y
f-](S)
, and
B c M c i
S c
of
p
be the restriction
in
~N)
of
f .
. Let
M
X
~)pC Y
It is well known from stratification pact manifold with boundary
T : B ÷ S
B
theory that for small enough
and the topological
g ,
type of the pair
M
is a com-
(M,B)
is inde-
pendent of the choices.
Let
K c H~(B)
be the kernel of
i~ : H~(B) + H~(M)
. In this section and
the next, we address the following
Question. that
f
To what extent is is algebraic)
Remarks. 1. (M,B)
f-1(p)
Just from the topological
see that
K
by the data
T : B + S
(and the fact
in the long exact sequence in homology for the pair
is the only part that could be determined by these data since
blowing up a point in 2.
determined
?
Of the information
, K c H~(B)
K
is a maximal
will change fact that
isotropic
B
H~(M)
.
is the boundary of the manifold
M , we
subsp~ce for the intersection pairing on
H~(B) ;
!
i.e.
K = K ±. (See [Do], prop. 9.6, p. 305). In particular
dim K = ~ dim H~(B)
.
124
Corollary
I.
p
f : X + Y
, and
phism)
If
Y
is an
n
dimensional
is a resolution
of singularities
In
Dp
the decomposition
terms concentrated the following interpretation in
S
(so
T
singular point at
: B ÷ S
is a homeomor-
, then
K = Hn(B) ® Hn+I(B)
Proof.
variety with an isolated
at
@
~*)
... • H2n_I(B)
of the theorem has the form
p . Only the term
: Which cycles
in
of intersection
H~(S) homology
IC'(Y)
effects
are boundaries
in
of [GMI]
[CGM]
and
IC'(Y)
plus
K . So the problem becomes IH(~p)
? Here we use the
(proved to be equivalent
[GM2] ). D is topologically a cone with base S and vertex p . Any cycle Z in P is the boundary of its cone to p . The cone is allowable as a chain in IC'(B)
if (and only if) the dimension of Hn(S) @ Hn+](S) ® it is all of
Examples.
...
is in
Z
is at least
n
([CGM]
K . Since it is a maximal
, §2.1).
isotropic
So
subspace of
H~(S) ,
K o
The simplest
cally the picture
example
is like this
The corollary asserts the one on the right
is a node
(or normal crossing)
of a curve.
Topologi-
:
that the resolution must be the figure on the left rather (as may be seen by several
classical
arguments).
than
125
For surfaces,
the corollary
sion three and more,
§4. Generalized
invariant
Given J c H,(B) such that onto to
U S
T
: B + S
restricted
for each
See
~
[H] and
that each stratum
stratification
to the inverse
. (This can be done of
Y
S
: the
.
Choose a
is a union of interiors
J c H,(B)
J
is independenL
U
{U}
of odd dimension
is a topological fibration may be taken to be restrictions
triangulation of simplices. subdivision
T
of
S
so
(See [G] ). Let of
T
R
be
such that for
is the image of the map
---1 H,(f (R))
Lemma.
by strata U
by complex manifolds with the similar fibration
[T] , p. 276).
U
of
image of
the union of all simplices A of the barycentric i all U ~ , dim ( A N U ~ < ~ dim U ~ .
Definition
For d i m e n
as in the last section, we will construct a subspace
. Choose a Whitney T
blowing down criterion.
cycle theorem.
of a stratification
property.
follows from Grauert's
it seems new.
-->-
H,(B)
of the choices
({U }
and
T)
in its construction.
It is
126
a maximal
isotropic
Example.
If
~
2 m - l , then
subspace
of
is a topological
J = Fm_ | H,(B)
Leray spectral
sequence
f
For any "perversity"
similarly
define a "perverse
lity
dim(A N U )
of
fibration
and
S
is a manifold
F denotes the s . (See [S], p. 4 7 3 - 4 ,
function
p
piece"
. We conjecture c , then
J
fibration theorem
of
that if
p(e)
H.(B)
map
Jp c H,(B)
is independent
of dimension of the
1).
and any stratified
Leray filtered
~ p(dim U )
functions
.
where
for
Remarks.
nondecreasing
H.(B)
B ÷ S , we may
by using
and
c-p(c)
of the choices.
the inequaare both If
p(c) = s ,
P then
J
= F
p
s
Corollary
2.
(That is
J n K = {O},J + K = H,(B)).
Proof.
The subspace
We decompose
H,(B)
H,(B)
Arguing
is always
a vector
space complement
to
J
in
H,(B)
as in §2 remark 4
= OIH.(S
N V ,L )
as in the proof of corollary
K =O
where
K
l, we see that
IH a (S N V ~, L )
~ ... • IH2a -I (S fl V , L )
aa = dimcV a . We claim that
j =O
From this,
corollary
IHo(S n v , L ) $
... @ IH a _I(S O V , L )
2 and the lemma clearly
To establish
the claim,
let
R°
follow.
be an open regular
neighborhood
of
R .
Then
J = image(ll.(~-l(R'))-~
We w i l l
show that
for
all
H.(B)) = # ~
Image(IH~(R ° A V~,L ) ÷ IH~(S O V ~ , L
))
a
IH o ( S n V ,L ) ~ . . . ~ I H
a _1 (SN V~,L ) = Image(IH~(R ° n v ,L ) ->IH~(S N V , L
))
.
127
The inclusion i < a- I
c
since
the fact that
follows from V
J
[GMI] §3.4 plus the fact that
is a union of strata is self-annihilating
U
under the intersection
be seen by using stratified general position isotopic
to the identity such that
Remark.
For general
tion
T
R N V
Va)
considerations.
taking any complement
to
J N H|(B, ~)
pairing.
This fact may h : V
÷ Ve
is empty.
For example,
in
for
then follows from
[M] to find a homeomorphism
h(R N V~) N (R N
is a curve of genus one, there is an automorphism
f
m
f , corollary2 is the best possible result on
: B ÷ S , except for integrality where
R~ C
. The inclusion
for
K
from the data f : T × T ÷ T
of the topological fibra-
HI(B, ~)
as a
~-module
to any
other complement.
Example.
If Let
Y
is a curve, corollary 2 is equivalent ~
: F c B
to the invariant cycle theorem :
be the inclusion of a fiber and let
the monodromy map.
~ : H.(F) ÷ H.(F)
be
Then the composed map
Hi+2(M,B) ÷ Hi+I(B)
~
Hi(F )
is a surjection to the kernel of
(I-~) , i.e. to the invariant cycles
(see [C] , introduction). This follows from the Wang exact ~:equence for the
fibration
f
: B ÷ S
over a circle
([S], p. 456, Cor. 6)
Hi+I(F)
~~*
Hi+I(B) _ ~
and the fact that
J N Hi+I(B)
§5. Leray Spectral
Sequence.
Corollary
f : X ÷ Y
3.
Let
is~ the image of
and
f' : X' ÷ Y
singular complex algebraic varieties phic for all
i , then
spectral sequences of
Proof.
By d~vissage,
may be determined
H.(X) f
and
to
H,(X')
f'
coincide.
V
, L
RXf.~x . Then
mology of the factors
IC'(V , L )
ly, the Leray spectral
sequence fcr
Hi(F)
4,
be two proper projective maps of non" i RIf.~x and R f*~x' are isomor-
Y . Then if
and
the triples
from the
Hi(F ) ~
are isomorphic.
, ~ H,(X)
In fact the whole Leray
occuring in the decomposition
with a dimension shift depending on f
**)
will be a direct sum of hypercoho-
will decompose
~
. Similar-
into a sum of spectral sequences
128
for the hypercohomology
Examples be
1. If the
Y , and the
of each
RIf~Qx
2.
H](C) ÷ HI(S)
at
E2
at
sheaves
then all the
V
wil
so their spectral
(This case was a result in [D]]) V
such that the spectral
E 2 , take any surface
is not injective.
§1.2).
sheaves,
will be locally constant
For an example of a
does not degenerate
, L ) (see [GM2],
are all locally constant
I C'(V , L )
sequences will degenerate
I C'(V
S
sequence for
with a curve
Blow up enough points on
C
C
IC___'(V)
such that
then blow down its
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DES
SCHEMAS DE
HILBERT
GRANGER
dean-~iohel
Dens cette note, on se propose d'@tudier espaces de dimension z@ro de @pais"
en
tuels
0 ~ Cr
Hilbn cr
et ces
et
Hilbn Or
" points "
(~
= C { x 1 ' ° " °, Xr } ]
de longueur fix@e s'expriment
Hilb n C r
oomposantes
principaux -
et
n
Hilbn Or
teur local
-
irr@duotibles,
Une pr@sentation ( [ 7 ] ] Hilb n 0
param~trant
de certains entre sous -
° De la solution de oes probl~mes, des soh@mas de Hilbert ponetuels
d@termination
du germe de
Hilb n C r
d'un morphisme analytique
de lieux singuliers)°
on peut (irr@ducti-
Les deux
: en un point en terme de plstificaconvenable
not@
apparait comme un lieu de ramification
r
oes sous espaces
. Les probl~mes d'existence
outils utilis@s iei sent les suivants
pr@sentation
plates des sous -
en termes de relations d'incidenee
d@duire des r@sultats sur la g@om@trie bilit@,
les d@formations
, et des germes de tels sous espaces ou " points
° Ceci nous conduit ~ oonsid@rer les soh@mas de Hilbert ponc-
types de d@formations ensembles de
Cr
PONCTUELS
m
.Dans
maximum de
oette ~
.
Un th@or~me de oonnexit@ pour les germes d'espaoes enalytiques d~ &
A. 8BOTHENDIEOK feld utilisent ramifications
([ 5 ] ) . Dens
[ 3 ]
et
[ 11 ]
,
ce th@or~me pour obtenir une minoration de morphismes analytiques
T. Gaffney
tion compl§te
et
E
de la dimension du germs C
Hilb n O
R. Lazars-
ou alg@briques°
En appliquant une m@thode analogue & des restrictions obtient une minoration
et
de la dimension des lieux de
param~tre
(Ev, z]
cO
appropri@es z
de
~
, on
est une intersec-
les points d'ordre au moins
v
(de-
r
gr@ minimum d'une hypersurface -
Pour
filtration
de
r = 2
, on en d@duit une bonne propri@t@
Hilbn 0 2
le lieu singulier de
de plongement).
par les
Ev
E I = Hilb n O~
[E v = E v - Ev+1] , r@duit.
de d@croissance et le fair qua
pour la E2
est
131
Dans
E £ ]
lier d'id~aux
, A. IARROBINO montre un r@sultat analogue pour un type particu-
:
les intersections completes dent le gradu@ associ@ est aussi uns
intersection compl~te, Parmi les exceptions qu'il met en @vidence, signalons le cas d'une famille contenue dans l'int@rieur de EXE~PLE I
=
. -
So±t
If, g, h]
On a alors
H(2, 2 t 2]
telles qua I/
v(f]
2/
dim
b/
:
l'ensemble des intersections compl~tes
:
%/I
H(2, 2, 2~
=
v[g]
=
=
dim HI2, 2, 2] = 12
un voisinage de
[
v[h]
=
2
8 , dim [
=
14
[ 4 ] , pattie 2, § V]
(volt
est
, et on peut montrer qua ,
Questions sur les strates d'Hilbert-Samusl -
Lorsque
qu~e que darts le oas
r ~ 3
r = 2
, la description des
[cf° Proposition 3]
ZT
est beaucoup plus oompli-
et les questions suivantes demeu-
rent ouvertes.
nexes de
-
Calcul ou encadrement pr4cis de la dimension de
-
D~termination des composantes irr@ductibles, des composantes con-
ZT
[quand les -
gullet de
ZT
ZT
sont-elles irr@ductibles,
Conditions pour que
ZT
ZT
.
ou connexes ? ]
•
soit lisse, ou d@termination du lieu sin-
.
Le problems des d@formations d'un id@al d'Hilbert Samuel donn@e
T' ~ T[I]
I
sur des id~aux de fonction
est encore plus ardu m@me lorsque
r = 2
. En
terms de sch@ma de Hilbert I on peut s'int@resser en premier lieu & des conditions n@cessaires ou suffisantes pour que ZTC mont
7T,
,
o~
ZT
et
ZT,
des strates d'Hilbert Samuel. Les trois conditions n@cessaires suivantes
fournissent une premibre indication assez utile
I/
dim Z T
<
Pour tout r[T] On trouvera darts [ 4 ]
a
dim ZT, j
r[T']
,
t o + ... + tj•
~
t v +
o
,,,
+
t w.
j
(hombre minimum de gEn@rateurs d'un id@al dans ZT]
divers calculs de relations d'incidence
centre exemples montrant qua lea conditions fisantes.
:
I/
2/
3/
ZT C
7T'
et des
ci dessus ne sent pas suf-
132 -
Pour
r z 3
,
on obtient un rEsultat de nature opposEe
obtenue Etant en gEnEral croissante par rapport & pletes d'ordre
v a 2
sont
Ces r~sultats EnoncEs au
Un point
zI
§ I
zit
de
1
zI
I
constituent
com-
.
une pattie de ma th~se
([ 4 ]] ,
plus dEtaill6es.
ENONCE DES RESULTATS
de longueur
on ideal de definition mation
] : les intersections
presque toutes " non alignables [§ I]
cO on trouvera des demonstrations
§
v
(la minoration
de
n
de support
[ 0 ]
Or = C { x I . . . . .
dans
xr }
Cr
est dEterminE par
et la platitude d'une dEfor-
Equivaut & la condition suivante
:
k
nt
=
E
dimc 0
i = I de la fibre
est constant cO
est le support
zI t
On dit que
zI
est lissifiable
plex et qu'il est aliQnable fibre gEnErale
zlt
siil
(t ~ O]
locale isomorphe &
si il admet une deformation
C [ x ]/[xn] ]
suivants
(
~
vii]
d'un type particulier
dEsigne l'id@al maximal de
L'ordre
de l'idEal
•
La fonction d'Hilbert Samuel de =
n
points sim-
[to,...,
un
[i°e.
d'alg~bre
. Parmi les deformations & support constant,
°
T[I]
en
admet une deformation & support constant dont la
est de dimension de plongement
peut aussi chercher les deformations invariants
{ p I ..... Pk }
zIt'Pi
I
faisant intervenir
C I ft x
..... x r ]~
on
les
]
dEfini par I
tj .... ]
: ,
tij =
dim C I + ~+I
La consid6ration
des deformations
strate d'Hilbert Samuel relative ~ I
tels que
T(I]
=
T
°
(Cfo
• de
Hilb n C r
Hilb n O r Cr
ZT C
constant conduit & la notion de
Hilb n 0
r
paramEtrant
les
idEaux
ces probl~mes est celui des sch6mas de Hilbort
§ 2]
zero et de longueur
{ 0 ]
~
T(I]
.
Le cadre naturel pour @tudier ponctuels
T
@
i
espace analytique paramEtrant n
de
Cr
les sous espaces de dimension
°
, sous espace de
Hilb n C r
[ou les idEaux de colongueur
paramEtrant n
de
0 ]
les " points " de support .
133
Rappelons
que d'mpr~s
Lorsque
THEOREME I
.
, on a l e s
[FOGARTY
-
n-1
2
. -
[ 2 ]
[BRIAN~ON
Notons
W CHilb
n %
2n
C2
Cr
(de dimension
et
L C
U C
D|apr~s les r@sultats Par centre,
pour
U C
W
L'espace
point
de
ailb n 0 2
Hilb n 0 2
C2
est
H i l b n C2 est
est
lisse,
3~ssifiable~
irr6ductible
de d i m e n s i o n
pure
constitu@s
de
n
les ouverts form@s respectivement
de plongement
n
Hilb n 0
un)
C
r
pr@c@dents,
r ~ 3
des valeurs exceptionnelles
et intersections
par
completes,
,
de
L
Hilb n 0
=
et
U
Hilb n 0 2
•
ont des adh@rences
, ainsi que
n
r
Hilb n 0
r
et
distinctes W
~
saul pour
Hilb n 0
r
.
La d~monstratien d'Hilbert - Samuel PROPOSITION I/
.
.
: L C
§ 4)
et tout
:
l'ouvert form@ par les sous espaces
les points align@s
[ef
suivants
est alignable.
points simples de
On a @videmment
, oes espaces sent connexes.
, HARTSHORNE]
[ I ]]
, et tout point de
[ 6 ]
r@sultats
r E d u i t I con n e xe de d i m e n s i o n
THEOREME I
I
r = 2
[ 2 ] , ou
3
du Th~ar~me
2
utilise une description
prTcise des strates
:
. -
Lorsque
[BRIAN~ON
[
I
r = 2 I la strafe
],
IABROBINO
[ 8
d'Hilbert - Samuel
]]
ZT
est lisse connexe de
dimension
dim Z T
=
n -
v -
~
6(j)(6(j)-1]/2
j ~v
6[j]
cO
2/
=
La strate
tj_ 1 ZT
des intersections
completes
UT = Z T n
ZT
Consid@rons
tion du Th@or~me et & remarquer
u
de
2
. -
v
et
Z
v ~ v
et (
consiste & @tablir que
Si
r = 2
, on a
E
de
Ev
=
:
, L=Z
, l'ensemble
E
ZI I
Hilb n O v' O~ v
Hilb n 0 2 3
ici un r@sultat plus pr@cis r = 2
si et seulement
si
contient
ZT
qui ferment alors un ouvert dense
que d'apr~s la Proposition
Nous d@montrons 4
n - v
.
les sous ensembles
(noter que lorsque
THEOREME
.
est de dimension
vement par les id@aux d'ordre
n - I
tj
=
71
constitu@s respectir Zv, ] . La d@monstra(adhTrence
est lisse connexe
de
Zq
]
de dimension
) •
(conjectur~
dane
des id~aux d'ordre
[ I ] ~ v
]
:
est @gel
134
I
& l'adh@rence dans dre
v
Hilb n £
{ x, y }
de l'ensemble
Ce th6or~me r6sulte de l'in@galit@ : dim(Ev, zi] hens en m@me temps r
~
3
E ~
des id@aux d'or-
M
[ § 3
Proposition 8 ] u n e
~
n - v
minoration de
, et nous don-
dim[E , zl)
pour
dont nous tirons quelques cons@quences, concernant l'inclusion stricte
au § 4
,
Le Th~or~me 4 jaeent &
Hilbn C
THEOREME
5
I
Z
.
{ x, y }
. -
E2 = ~2
permet de d ~ t e r m i n e r l e l i e u
singulier
de l ' e s p a c e
rEduit
sous-
:
Le lieu singulier de
des i d ~ a u x d ' o r d r e
Hilb n C { x, y }red
est l'ensemble
au moins d e u x .
On obtient un r@sultat analogue mais a priori plus faible (car concernant une structure non r@duite sur
Hilbn 02
] en @valuant la dimension de l'espace tangent
de Zariski en un point de
Hilb n 02
o Pour
r ~ 3
, on trouve par carte m@thode
des composantes irr@ductibles enti~rement singuli~res dana n
Hilb n 0
,
r
r ~ 3
,
assez grand.
§
2
SCHEMAS DE HILBERT PONCTUELS ET PLAT~rICATEURS
Le schema de Hilbert
Hilb n X
d'un espace analytique
X
est caract@ris@ par
les propri@t~s suivantea : I/
L'espaee r@duit sous jacent est l'ensemble des sous espaces de dimension
z@ro et de longueur 2/
X
o ~
3/
Pour tout espace analytique
~
) T
Z x X
T
tel qua la projection =
(z
et tout
~C
soit plate finie & fibres de longueur
Le germe de 3/
de
soitplatefiniede fibre p-1(z)
z
phisme a n a l y t i q u e
gue &
de
I1 existe un sous espaee
p =~--~
tion
n
X : T
> Z
, tel
Hilb n X
en un point
qua
cO on remplace les espaces et
z
:
~×~
.
T x X n
tel qua la projec-
~ il existe un unique mor-
T = (X x I d ] - I
(~)
.
est caraot@ris@ par une propri@t@ analoles applications par des germes. Si
z
est r6ductiblej oe germe admet une d@composition naturelle en produit, ce qui permet de se restreindre au oas oO
Zre d
est ~gal ~
[ 0 ] C
Cr
°
Dans la proposition suivante ~ on donne une pr@sentation du germe de Hilb n C r e n
un point
zI
morphisme convenable. Soit
en terme de platificateur local (f1~... , fp)
([ ? ])
d'un germe de
un syst~me de g6n~rateurs de
I
et
135
une base sur
e O . . . . , en_ I } i>I
note
:
ob
; ~]
Fi[x
=
Or/I
n-
I
j=
I
(xl, .... xr)
a
=
[ai, j ; I --< i--< p
6
ficateur Dans
longueur
+
=
:
[F I , ° , . ,
PROPOSITION
fi[x]
=
x
l'applieation
9
9(x, _~]
I
de
, tell° que
eo = 1
,
e.i ~ ~;I si
, On
et
C
C r+p[n-1)
Fp
; a)
;
~
C p+p(n-I)
Le germe de
local du germe
=
Hilb n C r
de l' application
met isomorphism°
cp[o-1)
I <-- j ~< n-l)
C pn
d@finie
par
°
. - [[ 4 ]]
n ] d'@quations
aij ej[x]
le point
en
en
zI
0
(ul,... , Up, ~)
°st isomorphe
au plati-
. param~tre
le sous espace
(de
:
°°°°
Fp(~ Le germe de
Hilb n 0
;
estalors
~)
=
d6fini
Up par les conditions
suivantes
:
r
I/
uI
=
...
2/
La fibre de [ 0 ]
La condition Hilb n O
2/
=
u 9
P
=
0
au-dessus
et de longueur
men°re en part°culler
que
9
de
n
(0, ~)
est de support
.
°st un isomorphisme
eu dessus de
. r
§
a/ THEOREME
Le th@or~me 7
. -
n
de dimension
f1'
"'"
<
suivante
n-p-1 :
E
fp
Dire que dim W
3
Y
DEMONSTRATION
4
ET
5
.
de connexit@
Soit
IX, x]
un germe
et
[Y, x]
un germe de sous espace d@fini par
OX~x
" Alors
°st eonnexe ,
DES THEOREME8
Y-W
Y
d'espace
est eonnexe
en dimension
est connexe.
analytique
en dimension
~ n-p-1
Nous utiliserons
sign°fie
complexe p
~ n-p-1
que si
le Th@or~me
irr@ductible @quations °
W C
Y
et
5 sous la forme
136 COROLLATE I
cO
. -
YI
Alors
Sous les hypotheses
et
Y2
du Th@orEme 5, supposons que
sont des r@unions de composantes
dim YI N
Y2
~
irr@ductibles
Y = YI
U Y2 '
distinctes°
n - p - I .
Le th@orEme d@montr~
par GROTHENDIECK
[[ 5 ] Th. XIII.2.I .)
concerne en
fair des spectres d'anneaux locaux complets° Le Th@orEme 7 s'en d@duit facilement° L'6nonc~ analogue pour les espaces analytiques th@or~mes
4
b/
et
5
(comparer &
D@monstration
du Th@orEme
Les r@sultats de cas des intersections LE~E I
. v
Soit
. On a pour tout
8oit
[ I ]
.
4 permettent
d'abord de se ramener facilement au
H±lb n 0 2
l'ensemble
des intersections
v ~ I
Zv+ I C ~v U ~v+1 donc Ev = ~v U ~v+l
completes
Uv C
£@els serait faux. ainsi qua les
[ 8 ] , 5.B.]
I = (f1,o.., fr)
:
:
une intersection
complete dans
8
•
La dimension de
-
Ev
(~-I)(r-I~ o~
f(v,r~
=
~r
r = ~
r
/
, la Proposition
8
:
dim(Ev, zi]
z I ~ Ev+ I
=
=
E v - Zv
n - v
i
donne
D~mon~at~Lon
6
?'
:
par restriction
n-
v 3
.
Si
zI ~ 7
•
o~
est plat et on a dono
Supposons de plus que
Soit
z
, d'aprEs la Proposition
c~ la Proposition
Dans le cas particulier sition
:
, on a doric par un argument ~vident de dimension
oe qui d@montre le Th@orEme 4
:
+ f(~, r)
dim[Ev, Zl) Done
°
est au moins @gale ~
zI
(~r-ll+r-1
r
\
Lorsque
en
"
0 r
PROPOSITION
completes d'ordre
8
.
p = r :
. le germe d'application
[Hilb n C r, ZT)
eo, o.., an_ I
S
=
[Cr + r(n - N), O]
de
~
de la fagon suivante
~
[C nr, O)
?
soient des mon~mes et qua
~
S :
de la Propo-
. {eo,°o.,eN_ ~
, le germe d'application
obtenu
137
m'[~, ~'] G i [ x , a' ]
Soit
=
[G I ,
=
fi (x]
..., G r, ~'] n - I +
E
ai, j e j ( x ]
j=N
; a S j S n - 1]
~'
=
(ai, j ; I ~ i ~
W
=
[ 0 ] x C tIn-N] C
r
S
e
parametrant,
Cr [ n -
N]
dens un v o i s i n a g e de
zZ
o
l e s sous schemas de tions
Cr
compl~tes d'ordre Notons
Rk[~ ']
contenant & l'origine ~
vr
= {m
condition Ainsi
:
E S
deg(o ' ~,] [~']
;
deg m ~'
n
(donc i n t e r s e c -
k+l
(cf
} R
. On a W°
Wo C
R vr-l[~'] ,
sont determines par la
les remarques suivant la Proposition
6 ]o
:
[E , zl]
=
W ° n Rn-I(~, ] k
On construit alors par recurrence sur W
~
E v = (Hilb n Or, zl] =
v
,
]
et d'autre part, les points de
un p o i n t d ' o r d r e
satisfaisant aux conditions suivantes
[I]
une suite de sous espaces
. Wk
de
:
0
I/
W
D
•
.•
D
Wk
~
. ml
~
W
et
,
o
Wk
est irrEductible
•
r n-v r
~/
wk c
3/
codim S Wk+ I
R~ + k - ~ ( ~ , ]
La condition
codim S W k + I
2/
donne, d'apr~s
W
[I]
r C
:
[Ev, zl]
n--v
L'in@galit6
de la Proposition 8 r6sulte alors imm@diatement de la condition
Pour construire
Wk+ I
0 <-- k <
n-v r
: WkXS
-
lorsque ~' x ~'
, on consid~re l'epplication : •
e s t l a d i a g o n a l e de on volt facilement que alors deux cas I/
Sinon
est connexe eo dimension
SxS S
, D ' a p r ~ s l e Th@or~me ?
dim W k- I
. On distingue
:
Si la diagonale
on peut prendre 2/
~
3 .
Wk+ I = W k ~
Q
~-
~
de
Wk
est contenue dans l'adh@rence de
~
- ~
. ~
d'apr~s le corollaire du Th@or~me
est de dimension au moins @gale & 7
dim W k - I
. Une composante irr6ductible s de dimension
,
138
maximum
Wk+ 1
de cette intersection
cherch~
c/
fournit
apr~s projection
isomorphe
sur
Wk
, le germe
0
Pour terminer
ce paragraphe,
nous esquissons
la d@monstration
du Th~o-
0
r~me
5
n ~ 4
° Le cas ,
Z2
n = 3
contient
& l'un des suivants
ob
Z2
=
[ ~
un sous ensemble
]
peut @tre trait@ s@par@ment.
dense
Z~
Pour
form~ par les id@aux isomorphes
: I
=
(x p + yq, xy]
,
p + q
=
n
.
P,q D'apr~s
oe Th~or~me 4 , il testa
singulier
au point
z
du germe
(Hilb n C 2, z)
mation
transverse
n - 2
(Proposition
tion transverse C
param~trant
3)
montrer
ZT
de
z
et on constate
x p + yq
=
Hilb n C { x, y ]red
est
I
.
Cette strate est lisse de dimension
que la trace de
est un germe de courbe singuli~re
d'~quation
que
. On consid~re pour cela la pr6sentation P,q par la Proposition 6 et on en extrait une d@for-
fournie
& la strata
donc&
0
Hilbn 0 2
isomorphe
. On peut alors montrer
dans cette sec-
& la courbe plane qua le germe de
P,q HilbnO~
§
en
4
z
est isomorphe
&
:
(Z T
x
Cp,q,
QUELQUES RE~RQUES SUR
(z, 0))
Hilb n 0
,
r
r ~ 3
ET SLR LES 8TRATES D'HILBERT
SAMUEL
a/ et
n
Dans
[ 10 ]
assez grand,
fiables.
IARROBINO
Hilb n 0
Cela r~sulte
a montr@
contient
r d'une minoration
que pour
des points
r ~ 3
,
non alignables
at m@me non lissi-
de la dimension
dim Hilb n 0
~
a(r] n 2-2/r
r
oO
a(r]
ne d@pend pas de
d'ordre
sup@rieur
&
n
En examinant
& quelle
condition
obtient par le m~me argument tion complete denses
, et du fait que pour
dim ~ = [r-1](n-1]
de familles
et & on a
l'existence
dim W f(v, r]
au voisinage
de points oO les points
r
fix@,
=
rn
~
0
carte minoration
est
. (Proposition
de " presque
alignables
8 3 , on
toute " intersec-
( ~ ~]
ne sont pas
:
PROPOSITION
9
(2,3],
(3,3]
dim(Ev,
zI)
bles.
. -
Soit
ou z
r z 3
(2,4).
dim L
et
,
v ~ 2
tels que
Pour tout id@al zI
I
(~, r)
d'ordre
admet une d@formation
soit distinct v
, on a
de
:
sur les id@aux non aligna-
139
Donnons pour conolure sections
completes
: soient
miers entre eux~ et
I
Les fonctions I/
2/
3/
compliqu@
O ~ 0
=
dans
et
g
T(Z)
concernant
des polynBmes homog~nes de d e g ~
=
par
(I,
f
et
g
2,3,2,
. On a
3 et pre-
:
1)
:
tr@s ZT3
TI
=
[I, 2, 2, 2, I, I)
T~
=
(1,2,2,~,I,
T3
=
(I, 2, I, I, I, I, I, I)
facilement ,
Pour
ces d~formations
une d@formetion
fixer
les
idles
sont respectivement 3
+
c x
1,1)
3
+
t
dans
si
f
Z
et par un calcul plus
3 T1 3 = y + c x
2 i
g = x
y
,
:
F
=
y
x y
,
G
=
F
=
y 3 + c x 3 + t(y - mx)[y - ~5 m x )
g
=
x
2
y
et
3 G
Par contre, toriel
(~ +
sur
3
I
Y-
r ~r_ t/6-~tYz "~ - mxjtY - 4
n'admet pas de d@formation
ne contient pas de cube
< f, g >
.
h
mxj,
dans
lax + by) 3
c
=
ZT2
m
d~s que l'espaoe vec-
, ce qui est une condition
On peut noter que les id@aux isomorphes &
×2y
cx ,
ZTo
x2
=
l'id~al
< f, g >
g@n@rique
de
des inter-
d'Hilbert - Samuel d'ordre deux possibles d'apr~s les condi-
sont
On trouve
f
l'id@al engendr@
To
tions
le premier de ces contre exemples
) .
,
c ~ 0 ~ remplissent
cette condition et forment un ouvert dense
140
REFERENCES
d . BRTAN~DN
Description de Hilb n C [ x, y ] n ° 41 pp 45 - 89
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spaces. Thesis. Brown
J,M, GRANGER I,M,SoP,
U n i v e r s i t ~ de Nice MATHEMATIGUES Parc V a l r o s e 06034
N I C E CEDEX
to
ON
DEFORMATION
AND
A
OF
FORMULA
OF
Gert-Martin
CURVES DELIGNE ~
Greuel
Contents Abstract I.
Milnor
2.
A
number
3.
Applications
formula
and
of
Hirzebruch-Riemann-Roch
formula
Deligne and
examples
References
Abstract:
We
study
singularities cases the
a
deformations
of
deformation
singularities
number of
and
also
singular is
are
occurs
of
applications ability
I.
of
Milnor
i.i.
Let
the
naturally
of
number
(C,
=
~ (C,
O) We
O)
space
this
certain
singularity.
and
base
fact
and
C
(~n,
recall
(cf.
[B-G])
Let
=
be
the
the a
iff
degree
of of
in
the
the
curve
pn({) .
Milnor
Todd
concerning
to
the
both of
Milnor class the
deformation.
particular
In
numbers
The
singular
Deligne
semiuniversal
given
complex some
deformation.
formula
the
in
Some
non-smooth-
be
the
basic and
we
local
fix
germ
of
facts
deduce the
ring
formula
a
about
some
reduced the
results
complex
Milnor about
curve
number families
of
notations.
of
(C,
O)
with
maximal
ideal
and n
~)
O) some
Moreover
zVb4,
in in
the
Hirzebruch-Riemann-Roch
curves.
~C,O
are
reduced
trivial
during
of
of
curves
curves.
compact
~
germs
topologically constant
Baum-Fulton-Ma~herson
dimension
of
projective
:
(C,
O)
÷
(C,
T h i s is a m o d i f i e d version of [G2]. ledges the financial support of the and of the Stiftung Volkswagenwerk which this paper was written.
O)
The author gratefully acknowDeutsche Forschungsgemeinschaft for a visit to the IHES, during
142 the
normalization.
If
irreducible
components
into
(C,
O)
=
~ i=l
is
( C , O) 1
the
decomposition r
(branches)
we
{~, 5} = I I (~i' 5 i } '
have
i=l
the
disjoint
union
of
smooth
© Moreover
we
consider r
:=
germs,
n
~(C,
the
Jacobson
=
t i ¢{ti}, r
the
maximal
K
=
~ i=l
• {{ti}}
=
quotient
~{{t
= Ann~
T(C,
O)
(C,
=
n
=
Ext
i
}}
1
O) ' (C,
E
n-1
of
We
can
describe
=
space
of
first
(C,
~
semilocal
power
series
ring
~0 c ~ ,
(K~hlerian)
l-forms
order
~,
of
of
holomorphic
ring
,
fractions
ideal
~)
( 0,
of
conductor
(C,
the
~{ti}
convergent
l-forms
on on
e{t i} ,
(C,
the
c n , O) ,
(~, 5},
infinitesimal
Grothendieck
dualizing
module
O) .
also
as
=
{~
E ~ ~9 KI
res(fe)
= 0
for
all
f6 ~
r
where r e s (8)
:=
~ i=l
res
(8.) l r
for
each
B =
O)
O) ,
n
xt'~ n,otY¢
ring
1 Q(~,
of
of
of
holomorphic
O) '
(~, ~0) ,
ideal
the
the
the
radical
total
of
,
deformations
=
the
'
field
(9 /~)
~1
=
qi = l[¢{t i }.
O)
:
= 'li=ll ~ , d/P0 i
and
(B I ....
'
8r ) C
~ ~
K
~-~
=i=1
~{{t
i }}dti,
(cf.
[ Se] ) .
},
143
(C,
O)
is
universal the
generic
smoothing is
called
fiber
(S,
O)
1.2.
We
m
m(C
=
to
=
if
the
base
[ G r ] , [Tj ])
smooth.
Such
a
space
component
consider
i.e.
the
if
(S,
following
O)
O)
=
e44~( ~ )
: multiplicity
=
d i m e ( ~ / ~0)
: ~-invariant,
r
=
r (C
O)
=
d i m ~ ( ~ /A~v)
:
t
=
t(C
O)
=
dim~(~/~)
: Cohen-Macaulay
c
=
c (C
O)
=
dim~ ( ~/
T
=
T(C
O)
=
dim
=
~ (C
O)
=
dim~(~/d@
the
the
composition
morphism
~ +
~
Proposition
In
particular,
=
~ )
of
the
~
~
26 ~
=
of
~
the
map
derivation class").
(S,
O)
is
space
is
which
called
of
a
(S,
O)
unobstructed
if
smooth.
the
local
of
(C,
ring
~
O) :
,
type, of
the
d
: ~ +
d
: ~ +
1.2.1) :
(C,
O)
semi-
over
branches,
1
iff
the
conductor,
number.
exterior
r + O
Milnor
:
of
number,
("canonical
[B-G], -
of
: Tjurina
)
definition
number
: multiplicity
T 1 (C,O)
(cf. g
O)
component
invariants
of
O)
in
of
numerical
(C
that
a
is
=
Note
(S,
contains
for (C, O) . The Zariski tangent i T ( C , O) and (C, O) is s a i d t o b e i T ( C ' O) '
dim~
shall
(cf.
is
component
isomorphic
dim
smoothable
deformation
smooth.
is Q
and
defined the
to
be
canonical
144
1.3.
The
importance
topology
in
vanishing
cycles in a -1 (f (O) , O) .
(C,
O)
=
curves
in
precise,
Let D
C
C
f
:
a
have
C ~n a
B
and O)
+
(~,
of
cycles
a
open
disc
with
may
O)
reduced
is
the
fact
curves. f
:
actually
fiber.
choose
we
from
deformation
These
small
small
comes
small
smooth
a
D
~
family
to
be
be
(X,
flat
nearby
we
B
small
a
of
In
order
ball
of
given
radius ~
that by
and a
the
~
is
the
O)
+
appear
representative
radius
it
(X,
to
good
assume
that
make
for
with
center
the of
O)
virtua
of
smoothable statement
f.
center O.
representative
following
number (~,
this for
~
controls
O
For
and
sufficiently
of
commutative
diagram
i X
C
~
B
×
D
D
where
i
factor.
is
a
Such a
closed a
good
immersion
be
called
(t
~
D):
Ct
×
~t}
=
f - I (t) ,
~t
=
~ (Ct)
=
~-~' x~C t
t r' (C t)
=
of
t'
=
b i (C t)
=
dim~
f.
(r(Ct,
' x)
t b i t
O
~ (C t , x) ,
t
xC ~ C
is
with
representative
xEC
r t' =
and
representative
H i (C
~) t'
"
-
I) ,
<
~ We
the << use
projection s
on
sufficiently the
following
the
second
small notations
will
145
Ct
Co
× D
~l ////! 0 Figure
Theorem
(cf.
[B-G ], 4 . 2 . 2 ,
representative (I)
of
(a)
bO t
=
1
(b)
go
-
~t
a
(i.e.
=
(3)
The
following
(a)
~t
is
(b)
~t
and
(c)
b ! = t
(d)
Ct
Let for is
a
conditions
r' t
0
+
X
~
D,
all
be
the
t ~
D,
constant
for
all
t
E
: X for
÷ D
be
all
a
t C
good
D:
'
a
for
of
Ct
c(t)
following
-
o(t))
is
(b)
~ ( C t,
~(t))
and
r ( C t,
(c)
b 1 = t
0
all
t
(d)
f
D
constant
admits
~ a
t
~
f.
conditions
~ ( C t,
for
all
section
then
t ~
D,
D
(a)
+
f
Then
equivalent:
all
contractible
t
: X
Let
O) .
connected)
are for
are
for
: D
smooth,
is
t
(C,
t
constant
is
all
C
5.2.2)
of
b lt' o
(2)
4.2.4,
deformation
1
for o(t))
D.
I_~f
is
~ ( C t,
smooth. are
all are
c(t) ) If
is
Ct-
constant
o(t)
equivalent. t
C
D,
constant
for
all
t
E
D,
D, weak
simultaneous
resolution
(cf.
IT1 ]) ,
146
(e)
Note
topological
for
all
(f)
f
that
for
comments see
The
on
[B-G]
1.4.
We
proper,
the a
this
C
)
o
and
(B
C
'
t
a
topologically
curves
theorem
even in
trivial
of
same
now
stronger
statements
connection
families
of T
pn(~)
c
factor,
of
reduced ~.
× T
curve
meaning
connected
example
shows
replace
b I t
with
the
can
concept
such
curves.
projective
I.e. and
global
f
Let
curves
is
is
the
restriction
f
: X
÷
that
each
t
C T.
in
1.3.
We
do
components that by
Let -
=
~
of
for
the
,
Ct
tz 2
Ct~ O
a
closed
T
Let
O
a
Ct,
global
two
is Ut,
=
Xtop
be
the
is
X
O,
top ,
1 bt =
O =
3.
assume
equal
analogue
topological
t
not
Euler
(Ct)
family
=
made.
of
equisingularity
For
some
of
of
flat
and r'
open
~
t o
= -
2
if
f - i (t) b i
t
b °t
-
b lt
+
C x t have
number
following
1.3
we
have
to
quadrics
b 2t
in
p 2 (~)
o
~ S2 v
~
O
and
~o
X top,
=
characteristic
= X t
and
t
, the
The
defined
S2
O
top , t
I
=
I,
~
bl o
bo -
a
analytic
2
t
be
projection
and
o bt
one.
C
Xtop,
Hence
the
6t
theorem
S2
O,
T
dimensional
that
to of
: X ÷
:
Figure
~t =
homeomorphic
be
f
over
X
for as
Xtop
Example: 2 2 x y
are
fibration.
'
the
)
D,
is
family
second
reduced
(B,
[B-G-G].
subset of
C
D
plane
and
flat
subspace
is
: X +
consider
connected
on
t
pairs
=
blt
O,
by
{t}
147
Theorem as
:
Let
f
: X +
T
(i)
(a)
(2)
~t
The
(3)
-
Pt'
=
following
Xtop,
Pt
is
constant
(b)
~t
and
r't
(c)
Xtop,
(d)
b to,
If
the
t
family
b~
number
the
(e)
f
of
the
+
(g)
Proof:
f
(I)
(a)
follows rank
equal
T
(f~
f-l~T)t ~
of
reduced
(and
equal
projective
curves
(I)
(b)
follows
Vietoris
from
t
=
Xtop,
-
weak
for
all
t
by
~T,t"
the
local
t'
C
of
T.
@
is
are
moreover
independent
and
trivial
are
f-1 ~ T
is
a
1.3
is
a
fibration.
arguments
statement it
E T, to
(pn(~) , Ct,)
components
prop.
t
T,
connected
elegantly
of
equivalent
resolution,
topological f~
E T,
Ct
locally
that
(cf.
t'
number
C T.
(pn(~) , Ct )
of
t,
the
E T,
of
topological
~
~t
t
t
simultaneous
t,
fact,
More t
all
points
all
number
~)
all
(a) , .... (d) a
all
to
T,
for
for
easily
the
the
argument.
2Xalg,
a
for
t'
t E
pairs
is
T
equivalent:
all
(2)
for
from
H°(Ct'
are
admits
+ T
to
Xtop,
singular
follows
also
(of
X) ,
constant
topological
: X
t C
of
constant
are
conditions
: X
all
constant
homeomorphic
(i)
and
(I)
locally
free and
(b)
the
1.3
of
consequence
1.5)
from
X)
by
sheaf
a Mayer-
of
fact,
(a) .
the
formula
that
Xalg ' t
constant.
(2)
The
1.3
(I)
equivalence (c) ,
implication
the (d)
"normalization components of
flat
-
for
are
is
b~,
then
t
conditions
(a)
(f)
is
a
b° is c o n s t a n t for t connected components
(b)
It
be
above.
C
imply
t
)
(d).
(a)
and
equivalence
~ in
of is
of
(c)
is
family"
Ct =
constant.
number
of
(b) (a)
follows and
trivial. (cf. of
"6
IT21) ,
connected
Therefore
(b)
and
(c) =
t hence
from from
(I)
constant" b t2 =
components (c)
prop.
1.2 (b) .
theorem
The
implies number
of
together
and
Ct with
of
irreducible
(normalization (i)
(a)
148
(3)
is
an
that
the
some
By
the
f
covering,
1.3
be
consequence
restriction
ramified from
easy
(3).
In
small)
subfibration
by
1.3
1.5.
We
show
Riemann-Roch
(3)
the
C p n (¢)
be
i
many
and
and
X
alg
Euler
(C)
structure
=
~ i
h°(C)
sheaf
~C"
convenient
to
(f)
- X n
U + pn
local
f) is
an
(e) (g)
of
~ is
x T
let in
a
- U +
occurs
naturally
in
U pn
× T.
C~ T.
homeomorphisms
homeomorphisms.
un-
follows
and
T
implies
Pasting
inside
the
U
general
curves.
~
curve,
on
C
Hi(c,~)
for
necessarily
Hi(C,~
for
all
~ i
irreducible
O
only
for
let
Hi(c,~)
~
.
the
x)
We
Euler
h°(C)
~ (C,
not
s.t.
< ~
of
that
~
and
global
(-I) i d i m ~
Note
=
the
compact
- hl (C)
of
(a)
implies
: X
assumption
set
of
projection
number
characteristic
x
is
the
the
neighbourhood
f
with
sheaf
=
(C)
It
tubular
singular
dim C
critical
(a)
desired
reduced
any
X (~)
the
the
for
a
For
=
theorem;
equivalence that
of
Milnor
formula
connected.
finitely
get
local
theorem,
together
we
how
see
open
trivial
given
the
to
fibration
diffeomorphisms
denote
(~
order
(arbitrary
C
: Z +T
therefore
these
or
the
Ehresmann
locally
Let
of
write
=
dim~
characteristic
= b°(C)
=
h l (C)
dim~
of
Hi(c,%)
the
and
H ° (C,
W c / d ~ O C)
= X (~c/d
(-0C) •
CC
introduce
the
virtual
topological
Euler
characteris-
tic
X (C) T
Proposition:
Proof :
Take
For
:= ×
any
Euler
top
(C)
reduced
- u(C).
projective
characteristics
of
O +
~C
÷
~C
d --+
O +
d%
÷
we
--+ ~ c / d ~ c
d ~ c
curve
the
two
÷
O,
+
O
C,
exact
2 X a l g (C)
sequences
=
XT (C) .
149
and
notice
Let
~
and
~
Xalg(C)
be =
degree
any
~
- X (~ C)
invertible
n n*~
of
=
,
sheaf
where
is
n*~
defined
to
c i (~)
[C ] = image in
C H2 (C,
~[Ci] of
the
H2 (C,
singular
Z)
C H 2 (C,
curve
we =
the
exact
obtain
=
=
X (~)
=
of
Xalg
i
by
~X T
=
we
sheaf
this
bundle
sheaf.
The
of
by
~ C
and ([Ci]
component formula
for
=
C. of C l the non-
deg
(n*~) .
Since
deg
to
formula data
be
the in
while
(ci ( ~ ) ) ,
cl (25)[C] for
:
on
,
singular
we
Cl(n*~5) ([C]) deduce
curve
+
deg
(~) .
For
any
reduced
=
the
C:
projective
curve
C
1 + ~×~(c).
c1(1)[c]
appropriate
the
the
deg~
=
o__n_n C,
=
the
=
(n'g)
obtain
~
x(S)
analytical
class
defined
irreducible
+
Xalg(C)
(Hirzebruch-Riemann-Roch)
logical
normalization
primage
Riemann-Roch
6.
formula
invertible
on
the
+
=
and
consider
Chern
class
The
X(•)
Theorem
I
the
analytic
first
X (~)
Cl (~) ( n . [ C ] )
Riemann-Roch
Riemann-Roch
the
homology
=
X (~)
any
C
sequence
n * c l (~g) ([C])
Replacing
[C ].
: C +
says
X(n*~)
(well-known)
c i (~)
class
X (n*~)
From
n the
I, . . . ,b2 (C)) .
C
C,
denotes
=
the
fundamental
Z) , i =
on
denotes
Z)
duality.
be
deg ~
Here
by
following right the
formulation
of
sense:
left
hand
topology
side of
the
depends C
a
Hirzebruchhand
only
(Xtop(C))
on
side the and
depends topoon
150
p(C)
which
1.4). be
But
seen
reflects note
by
taking
homeomorphic
to
also
the
that a its
is
Baum-Fulton-MacPherson
interesting
where
to
singularities
(in
the
of
C
as
C
is
invariant
cuspidal
singularities:
C
interpret (cf.
=
=
while
the
~ (C)
singular
[B-F-M])
i + e l (~)
To(C)
+
T1 (C) , T i ( C ) C
: HP(c,
since
e (ch (Z)
=
F,) x H
by
the
q
(C, Z)
mapping
X(.~)
T1 (C)
=
be
points Chern
the
of
with
> ~ (C)
help
can
= O.
Riemann-Roch the
sense
theorem
of
p.
of
C.
class
of
=
~(To(C))
(C,
(C)
character ~)
Z)
is
is
+ c
1
(~)
of
u(c,
homology
product
class,
and
e
is
Therefore
C~ T I ( C ) )
~1 ( X t o p (C)
x)x
C
which
Ho(C,
(cf.
Todd
cap
~5 ,
+ cl(~)[C],
C,
C o (C) 6
of
the
the
a point.
e(To(C))
~-" • x6C
MacPherson
Chern
to
~(T
divisor Let
C
Hence
T (C))
H2i(C,
q-p
o
N
the
=
[C].
Milnor
is
-~ H
u(c):= --
we
the
topological
with
ch(1)
induced
to
C
a
that
X (~)
T(C)
of
not
normalization
It
n
is
curve
of
Recall
topology
9
z)
H
is be
[MP]) .
o
(X,
- ~ (C)) .
7,)
concentrated the
Since
Define
O-th e (c
in
the
singular o
(C))
=
singular
homology X
top
(C) ,
obtain o (C)
Hence complex
the
homology
curves.
=
Todd
~i( e
o
(C)
classes
~(C)).
are
completely
understood
for
reduced
of
151
2.
A
formula
2.1.
We
=
keep
Hom
to
of
the
~(~,
~
we
Deligne
notation
~) .
have
Since
the
of
any
(Deligne,
(i)
(C,
a
Let
smoothing
O)
[D] ,
be
dim
(2)
Let
C~
~
and
G
(C, an~
C
a
component
@
G
O)
be
ideal the
the
O)
an
=
ing
this
the
We
smoothing
reformulate
suited
to
"basic" a
statement
concrete
It
Cohen-Macaulay
type.
For
curve
conductor
and
(E,
O)
Then
~
dime
.
Let
and
G
=
Aut (~/Og)
G/G.
local,
Deligne
be
interesting
would in
singularity
Then
order
and
to
deduce
containing
any
extension
singularity
base.
curves only
reduced
get
proves to
curve
the
it know
formulas
estimates
quasihomogeneous
one,
unique
~/@.
curve
reduced
+
result
For
elegant
dime
~/~.
r
a
and
m 1
the
calculations
invariants.
particularly
-
purely
family.
Deligne's
=
smoothable
of
is
has
(~, ~ )
Let
semiuniversal
in
m I =
Although
O)
arbitrary
stabilizor
Hom ~
=
2.34)
36
contained
0 of
~.
m I (C,
reduced
(E,
~
2.27,
of
Let
derivation
inclusion
m I =
Theorem
1.1.
a
globalizlocal
proof.
are
better
which
which
this
by
contain
formula
only
reduces
Milnor
number
and
singularity
(C,
O)
it
is
the we
set
2.2. ient ,
For to ~
the
use C
K
proofs
the which
as
language contain
e~=
e(C,
well
as
of a
O) :=
for
- m I.
concrete
fractional non-zero
36
ideals. divisor
calculations For there
O is
an
conven-
-ideals isomorphism
to
152
Horn 60
where
x 6
0t : ~
0t -I
=
~ : ~.
zero
divisor,
(a)
):
dim
(~/~)
(c)
~
~
(a)
We
now
a
choice
=
to
any
=
the
{x
6
Klx~C0t}
multiplication
with
~ -ideal,
containing
~
be
further
=
0~ : ( ~ . ? )
=
=
d i m e (~
: ~)
x.
We
set
a non-
~
: 0~/~
(0t:~)
: ~
if
,
0~¢~,
W.
is
trivial,
identify of
0t:~
then:
(b)
While
0t ) ~
corresponds Let
0~ : ~
:
(~,
(b)
some
local
and
(c)
~ -modules
uniforming
concern
with
local
duality
fractional
ideals
parameters
t
i
,... ,t
we
r
(cf.
in
[ H-K] ) .
K.
define
After an
-isomorphism
: ~
¢
dt
which
maps
~
canonical
:=
course
M
depends
on
up
to
For
tl,...
By of
Wl,...,w with
~/T~ the
,
j (~)
where of
by
,t r
definition (~n,
n
respect
parametrized
~ o
choice
~ IVVb ( i . e .
Proof: nates
~
onto
a
T~
unit
such to by
such
~-+ t
~.
:=
(t I , . . . . tr) ,
Let
j
denote
: ~ ---+
the
these
K.
denotes
local of
the
torsion
parameters
submodule
and
is
of
determined
~. only
~.
curve that
singularity induces
there
an
exist
local
isomorphism
M = A44/) .
of
"quasihomogeneous"
O) , x l , . . . , X n , that
C
the
a quasihomogeneous
parameters ~/T~
(dtl, .... dtr)
:=
multiplication
Lemma~
> K
and
M
Of
K
isomorphically
morphism
M
0
the
and
equations
weights.
positive of
Each
(C, branch
there
exist
integers O)
c C. 1
(~n, of
local
coordi-
(weights) O) C
are can
homogeneous be
153
(t~l i t.l ~-+
where
n
Pi
mined
Wn n
P i ' .... ti
(p~, .... p i ) ~ C.1 -
Pi )
The
{O}.
inclusion
C ~
is
WV V X~
= by
deter
by
I , . . . ,n. the
chain
If
g
rule
~+
C
and
( x ~ ( t l ) .... ' x ~ ( t r ) )
~
is
the
(quasi-)
Euler
=
(tl
homogeneous
W~
Pl . . . . . t r
of
degree
Pr )
q
then,
relation,
n dg ti
Hence
~
(x(til)
¢ (dg)
ideal
= qg
generated
Remark:
:
which
by
proves
~ (d~)
Kunz-Ruppert
~ x~ g V
~-~' V=I
prove
( x ( t )i
¢ (d 60)
) w V x ~ ( t )i
= ~4~ .
=
q g ( x ( t i )) "
Since
M
is
the
~-
, M =~A@.
in
[K-R],
Satz
2.1,
that
j~
~ ~
<==~
quasihomogeneous.
2.3. K.
¢ We
: ~ @
call
K
the
÷ K
induces
image
again
t-l~
For w
what into
follows
it
is
=
~
{g
C
embedding (resp.
K I res
convenient
to
dO
(fg)
=
choose
of
co
).
Then
O
a
V
(resp.
f E ~0
different
d CO )
into
}.
embedding
of
K.
Lemma-notation: we
an
There
is
an
~
generator
f
of
~
such
that,
define
:= the
following
In
particular,
is
Gorenstein.
f t - i w,
holds:
~
~
~
is
a dualizing
module
and
~ =
iff
if
154
Proof:
It
is
t
(Note
that
Homl~(~ ~t-
~
-i
: ~
= ~
2.4.
u
-I
C
just
for
any
(e
: w)
{g
6 K
the
O)
(C,
: ~
=
1 E t-lfw
C
of
=
=
must =
V h
E
~
6
theorem
of
= ~
gt-lm
O
~
Hartshorne g
60: ~
then
(hg)
duality
O)
~-generator
and
the
] res
finite
+
=
g,
A4~
=
(C,
Consider
(~)
that
~
is
gt- i~ f =
:
for
(~)
~hence
w
this
, ~)
:
Set
obvious
~
=
=
~
6-
=
([H])) . .
gt-l~
contain
and
}
69 c
Hence
Furthermore
: ~
=
w
a unit
: g
u
it~
of
~.
inclusions
~Q C ~
C ~
c t-i~
C
f-l~
(B) (?)
~
c d~cM
c ~Mc
(6)
g c ~:~cM
-1
These
inclusions
are
inclusion
in
(6)
c
8~ c ~ V ~
~: M c F j c ~
easy
follows ~/~
to
~
and
6/~9
duality
(a)
dim~
~/~
=
dim
~/~
(b)
dime
m/lw~
=
dime
~/~+
(e)
dime
~/~
=
dim~
f-l~/m
(d)
dime
~/~0
=
dime
~/69 - d i m e
do
:=
dim~
~/j~
dI
:=
dim~:M/M
=
:.L,
verify.
from
the
We
between
,
:
dim dim =
E.g. (~ we
6 =
=
26
-
-I
dim~ ~/M,
=
dim
r + dim~
26
-
define
=
:~
and
=
~: ~ .
the
~M/M
.
c.
1
U, ~/~=
e
-
four
Using
,
dim~f-~/~~/$
t~
= M D ~
obtain:
5/(9 ~/~
~ =
: M)
6,
155
Lemma:
For
any
reduced
(i)
m I =
c
(ii)
do
d I =
Proof:
-
(ii)
do
d I =
dime
~:~/~:~
2.5.
(2)
e
follows
do
~I~
=
from
M-i/m: -
t
+
~
m
-
r
(Y) , ,
d I.
we The
+
dime
noticing see
from
result
~M/~M
.
that
m
(6)
Let
(C,
O)
be
a
reduced
+
do
=
36
-
c
+
m
=
~
+
26
=
~
+
t
-
I + dime ~ I ~ M
- dime 6 1 ~
=
U
+
t
-
I
I_~f
smoothing theorem
2.5
-
(C,
1 +
O)
(I)
By
(3)
-
r -
Since
@:~/M
-I
=
equalities
m
was
singularity,
then:
dim C @M/~M
dI
dim¢(~/d~
+
T~)
+
dime
Hom~
(~, ~
-
dim~
Hom ~
(A4~, ~ ) / H o m ( 9 ( ~ , ~ ) .
-
r ~< 3 6
-
)/Hom0(~,~
hold
c
+
m
(for
-
quasihomogeneous,
the if
formulas
curves.
+
inequalities
is
component gives
the
~/~M.
dim~
dl
c
following
-
from
curve
c
t
dime
m I =
: 5 = ~I~.
-
+
=
that
follows
3~
Remarks:
(2)
d 1
singularit[,
=
The
monomial
+
dim¢/~/~M
Theorem:
6{6
(3)
do
dim~
:~I~:/~=
(1)
-
curve
first
theorem (C, for
of
r < e ~< ~ +
e
Deligne, is
dim
G/G
proved
singular
then
O)
by
)
e
36
Buchweitz
-
e
O)) :
26
-
c ~< 3 6
= ~ +
t
-
is
smoothable. =
(C,
-
[B]
-
r
<
36.
of
a
I.
the
dimension
Notice
also
that
the
r.
in
the
special
case
of
156
Proof:
(I)
2.4.
we
From
obtain
using
(*)
first
two
the
exact
sequence
do
~/d~
-
below,
e
=
~ +
t
-
I +
dim{
=
Z +
t
-
i +
dim~
=
~ +
t
-
I +
dim
the
lemma
since last
follows
2 6 -
Proof:
t
=
Corollary: If
(2)
dim C
and
M/dO
~/~ @ /gM
~/d~
equality
=
~
-
~M/d@
-
dim~
~/~
-
e
@ -
dim@
dim~
the
from
-
: ~
=
of
=
~/~
3~
dim~
-
and
m 1
M/d~
lemma
Therefore,
.
(.)
dim~I/~
: ~
(cf.
theorem
immediately
from
(I) , a n d
c
dim{
~/~v~
dim C
~/~v-
-
i +
dim~
~/~
=
dim~
~ ~/~
Let
(C,
(C,
equality
If
dim
M-I/~
=
t
O)
is
(2.4
O)
be
since
(**) .
2.4 ~
(b)) : ~
and
=
~
=
~
(**) :~
(C,
Gorenstein,
holds
O)
iff
is then
dim{
(d))
a
+
(C,
t
(cf.
reduced,
-
O)
Gorenstein, e
=
(3)
D iff
from
M
=
/44- ( l e m m a
2.2.).
0
quasihomogeneous,
>, ~
and
follow
2.3.
Lemma:
(i)
dim e
lemma
follows
(2)
=
formulas
the
implies by
The
~//~"
[H-K]
=
26
, Satz
smoothable
-
c
3.6)
curve
+
I
.
singularity.
then
1
is
unobstructed.
then (C,
e O)
~< ~. is
If
(C,
O)
quasihomogeneous.
is
irreducible
157
Proof:
(I)
and
the
(,Mc , O) ,
the
first
monomial
statement
curve
of
~(Mc,
O)
of
(C,
(2)
O) ,
are
obvious.
which
is
Consider
also
Gorenstein.
Hence
e(Mc,
(Mc,
O)
can
over
which
homogeneous
be
O)
But
over
(C,
O)
(openness
iff
it
[Po~
for
2.6.
of the
(2)
Co,. t(Mc, O)
general
(3)
O)
in
this
duality, of
The
equality of
proved
any by
Problems:
(I)
least
all
(2)
(C,
O)
If
(C,
O)
O) =
O)
complete
O)
is
quasi-
is
along
~(C
(EMc
O)
not
a
C-orbit
by
the
intersections
in
and
(i)
can
generalized:
be
e
~
~
gives
+
(2)
Then
T ~
statement
can
of
also
[Z]
about
T =
~
be
-
in
suppose
I this
~
Saito
e =
case
(C,
and
can
(C,
and
that
O)
is
~
as
curves.
t
-
1
O)
=
t(Mc,
iff
(C, as
iff
O)
and is
T~
by
a generalization
For
0)) .
a partial
~ =dim~
Since
decide
irreducible
considered
[Sa~.
to
irreducible
~ +
t(C,
O)
T =
be
considered
plane
criterion
Assume
t
(since
a useful
a different
of proof
a see
[W].
sections were
for
.
(Mc,
(EMc
obstructed.
a theorem
Zariski
< dim
are
This
local
(4)
[T21
O) .
component
O) .
to
2.5
unobstructed.
of
(Mc,
Cor.
2.5
generalization
Waldi
(cf.
Then
quasihomogeneous.
theorem
O)
e (C,
versality)
curves
~ 2.
Cor
of to
e(C
~
irreducible
specialized
quasihomogeneous
Again
moreover
(2)
O)
case) .
(i)
2.5
is
be
~(C,
that
isomorphic
can
economy"
smoothable
and (C,
is
implies
Remarks:
whether
sits
it
this
"principle
=
smoothed
quasihomogeneous EMc
=
for Is
the
holds
dimension>0(cf. Wahl
in
Does
the
smoothable
assumption
for
quasihomogeneous
[GI]) .
Related
complete
inter-
results
for
surfaces
1
for
all
[Wa].
inequality
e
~
~ + t
-
Cor
2.5
hold
curves? "irreducible"
in
(2)
necessary?
or
at
158
Example: in
The
Cor =
2.5
~ { t 5, =
t =
dim¢~i/~
=
+
~M,
(2) t 6,
~jl
~M
•
following
t5~{t}
j~
= 3
~
e
~ =
12.
Note =
We
that 12,
for
t =
computed
Lemma:
t-adic v(N)
Proof: C
Ic -
dim{
N/C0 =
f
f-1~
=
-
6,
not
t
=
that
the
assumption
"Gorenstein"
2
i -
~ ~
any
c =
not
quasihomogeneous
t 6,
and
=
5.
t 7,
t 8,
e =
12.
Since
t IO ~ { t } > ~ ,
Since
smoothable.
curve
and
~
We
~ =
~{t 5
defines
obtain
r
t 6
t 7}
0
t
13.
of
the
~ C
following
~{t} F = be
Then for
generator
dim e
is
whence
C C{t} F}.
F>C
2. 3) ;
m
monomial I =
help
N
IO,
t 5,
obstructed
Let
~ ~
c =
~
semiqroup
Let 1 -
12,
t - t 2,
d I =
-
the
with
be
(by 26
~ =
[De]).
curve
Let
f-IN
M -I,
with
{v E Z !c -
=
=
~ +
valuation. =
t5~{t}
is
e =
(Delorme
irreducible
2~
corresponding
the
~
=
, do it
2,
tS},~
2.
d~
in
T =
~ =
shows
necessary.
t7 +
a curve =
is
example
be
the
v(~) any
N
=
useful
local
where
In
of ~ C
~/~
(2.4
~ N
.
Then
c- ~.
d) , t h e
of
an
denotes
with
~
the
C
N
particular,
cuasihomo~eneous
hence
ring v
G-module
~.
lemma.
-i
~
.
~
v(f-iN)
Since lemma
follows.
and
and
159
3.
Applications
3.1. of
The
a
similar
O) ~
. (X,
(i)
(ii)
Then
+
Let
f
: X O)
T
irreducible
is
of
empty
or
there
may
all
are
no
We
Pinkham
Let
~
such
that
=
to
~{t}, ~d
O ~
curve O)
:=
=
V/~
d
[M]
curves
C
section
of
is
singular
in
t
T
C
o
T,
subspace
=
T
o (C,
- A
O)
be
such
that
the
semi-
T,
of
where
A
S.
Either
component
of
T is d e n s e o which are no
over
over
N
in
a
Hence S
fibers
their
in
two and
singularity -
k
G(k, ~d/~
T
to
are
o
the
results.
We
is A
A in
the
is
since T
and
smooth
T
fibers
smoothable.
examples
of
consider
Mumford
first
and
the
this
d)
i.
integers
and
V
~-vectorspace
V/~ 2d
=
with
local
ring
~V
This
family
of
curves
the
k-dimensional
of
k.
a
dim C
Let
(Cv, =
~ is
+
O) V.
be Of
in the course
parametrized
by
subspaces
2d.
considered in
~ d
~2d
2d
Grassmannian
Mumford the
< k
VD
~V
6(Cv'
T
T.
a
To.
closed
of
let
O) .
proposition
extend
version
Assume:
'
subset
cannot
over
this
O)
a
with
representative
to (C o' singular.
of
T
no
local
and
to~ether
T.
Let
S'
a
Mumford.
irreducible :=
fibers
apply
order
of
T.
O)
small
t C
is
O) .
is
singularity
t E
dense
components dim
(C,
> e (C,
if
T
(C,
versality
to
T
open
that
4
curve
of
non
dim
component
of
in
examples
e
smooth
want
is
smoothable
of
=
reduced
sufficiently -I f (t) for
and
assume
some
openness
t
analytic
A
a
smoothability
([M]) .
isomorphic
smoothing
in
=
o(t)
S
dim
be
a
not
not
base
lie
3.2.
an
is
We
union
is Ct
non
deformation
C
and
universal
the
be
and
~(t))
Proof:
By
T
÷
(Ct,
o(t))
must
a
for
Mumford
O)
be
~(t)
is
of
(C,
O)
(T,
there
(C t,
criterion
criterion
(T,
Let O)
examples
following
Proposition: (X,
and
the
family
case that,
d for
=
2k
and
generic
he
showed
V
and
by
globalizing
sufficiently
big
160
k, e
(Cv, =
~
O)
+
t
giving
-
1
not we
moreover
G(k,
d)
v =
is
is
can
easily
bounds
these
into
d
~
91
Using treat
for
stratified
(~I . . . . ' 9k ) ,
possible
smoothable.
the
92
case
for
3.1
and
the
k
and
general
formula d,
numbers.
locally
<
PropositiOn
closed
<''" <
~k
submanifolds
$
2d
-
i,
Gg,
corresponding
to
the
semigroups
=
F
{O
9
'
~
I'
Uk } U
2'''''
{I
• IN I~ >i 2 d } . k
It
is
The
not
difficult
open
G max
=
stratum G (d,
directly
with
the
space
in
V
O)
is
~,
a
F
in
Since
~
+ ~ 2d-~l
see
FV
is
t(C~, can
from not O)
be
~< ( 2 k
F
this
We
deduce
group taking
-
case
d
generic
if
e(C~,
=
F
t (C ~,
that
Fm a x
the is
17
not and
V
the
all
Gv
i)
-
O)
d,
=
d
k.
generic
k
=
+
do
9,
the
=
tl7+i
+
T
i)
this
curve
3
might
be
G~
orbit
O)
O)
t of
the
(C
(Cv,
and
with
~
a
(or
to
(C
t 1 7 , Xi
in
+ ~ j=l
unit
of , O) .
curve ,
+
i.e. 9.
Of
(using
k
-
with
semigroup
if course
lemma
1
t(C
2.6)
(C 9
only
for
~ 2d}.
singularity 3) (k
, O)
-
, O)
6)
with ~
14 •
with
semiE.g •
parametrizatior
8
xo =
1
I.
curve (d
prop.
curve
isomorphic
d+l,...,d+k-l,
if
i) .
obtain
91 )
irreducible
smoothable
the
~< d i m (~i
We
{O,
-
in
parameter
curves we
there
between
irreducible O)
k ~ i=2
=
-
,
(2d
cases.
max
no
since
monomial
the
+
apply
consider
the
of
(9. i
cannot
d),
through
that
=
v
G(k,
to
T
> dim
in
C
contains
+
-
- ~ i=l k) is
we
isomorphism
T~
6)(d
2kd
Therefore
any
stabilizes
3. I.
computed
In
, O)
smoothable
V
multiplication slice
(C
dim
We
O),
family.
Since
transversal
~/~d)
= k(d
corresponds
by
G
Unfortunately
(Cv,
.
induced
dim
dimension "
this
which
~/~dk
that
maximal
family
curves
semigroup
(Cv, C
of
see
d+l ..... d+k-l)
to
isomorphic vector
to
a i 3 .t25+3 -
(i
=
1 ....
,8)
161
is
not
smoothable
3.3.
Let
in
(~n,
(C,
O) .
for
O)
be
the
Consider
vd
curve
the
pn-i
:
aij
generic
C
64
singularity
d-tuple
÷
P
N-I
N
of
sends
x =
degree
d;
( X l : . . . :Xn)
Vd(X)
Definition:
r
=
if
for
of
pN-I
of
dimension
in
generic
We
generic) pn-I
say
that
vd(Pl)
iff
pl,...
,p r
homogeneous
r =
n,
minimally them
lines
impose
Let in
r ~< n
said
to
span
a
points
of
{ P l .... ' P r } O)
for
are
the
subspace
are
in
of
pN-I on
If
defined
subspace we
have
of to
position"
while
"generic
d
is
o
are
in
maximal
subspace to
in
the
general
general
linear said
of
conditions
Pl ..... Pr
in
be
general
general
independent
d
be
(resp.
corresponding
degree
d.
Xl,...,x
is
of
"general
points
dimension
space
in
of
only
finitely
many
means
just
that
lines
are
each
n
position"
means
that
the
singularity
iff
pN-I
check
the
q
by position
dimension
in
for
conditions
of
independent.
(C,
O)
general
C
(~n
O)
position.
n+d. (d+l) .
then
are
The
(~n,
a
in
q
a
therefore
linear
monomials
i.
case
span
'
, .... v d ( P r )
in
the
lines
.
pn-i
-
subset
is
then
span
N}
lines
this
in
r
)
d
monic
vd(Pl) {r,
,... , v d ( P r )
n+l
n+d-i d )
If
;
,p r
each r
if
embedded,
are
Lemma: r
if
that
,...,vd(Pr) o
i,
min
(n+d°-l~ ~\ do /
r
I , . . . ,d
For
d >
polynomials
n+d°-2 do-i )<
d =
all
position,
Note
vd(Pl)
pl,...
position,
position.
all
(Vd(X) i:... :Vd(X)N)
points
position,
(
to
of
embedding .n+d-i
=
'
which
consisting
Veronese
t(C,
be Let
d
curve be
defined
consisting
of
by
Then
(C,
O)
=
O)
=
r-l.
(d+l) r -
If
.n+d ( d ) "
n <
r ~
n (n+l) 2
and
if
the
lines
162
are
in
generic
Proof:
Let
degree
position,
P
~,
denote =
~
then
r ]--T i=l
e
P
~
the
t =
r - n.
space
of
homogeneous
and
~
=
t~ 1
polynomials
~ N ~.
Consider
of
the
canonical
mappings
If
Li =
then
{ t i P i Iti
~
The
: P
monic has
given
by
+
0
~
E {},
Pi
~
defined
is
E cn
_
i =
{0},
I , . . . ,r,
are
the
r
lines,
by
P~
9 g
F-~ ( g ( P l ) t l '
" "''g(Pr )tr ) E
monomials
of
degre~
~
t~, .... t ~ r the matrix
as
basis.
With
constitute
~
a basis
respect
to
these
.
of
P9
bases
and ~v
is
vdp:i
vdp11..... with
r
lines
position,
and
rk
A
N
(Pr)J
=
(n+~-l)
columns.
(r,
Hence
min
P
=
Therefore
In
order
to
)
d ~=~0 dim~ =
compute
vd(Pr)
v
t
N) .
~
what
we
have
>d
I
or
+
< d
the
0
~< ~ ~< d,
~
if
~
>~ d +
definition
of
general
1.
d ~/iO
=
shown 9
By
if
(d+l)r
=
dim~ ~V~I/~
above, -
,
-
~
v=-O
(
n + ~~- l )
consider
44&9I-
=
(d+l)r
-
(
n +d d ) "
=
course
t =
if
, v d ( P r)
~
Of
From
I,
1
and
~ dim~(44~i/ ~>~0
it
follows ~d
I = ~d
~
easily "
In
).
that
~ i
general
it
=
~
is
rather
difficult
to
see
what
immediately. If -i explicitly o
d
14~
444"-I o
Here
G
=
complex the
=
we
claim
I,
x
r,
~)
where
E
is
M(p
coefficients.
: M
-~ M
the
By
the
hypothesis
d
t
=
O, -I 44~ o
that
Cr I 3
the
x p,
~)
Let
M
=
of
implies
"" ' g r ) 6_ 444,0
M(n
=
=
is
the C
G
set
~r
n,
~
: ~r
to
M
r
-
.
o
I
follows
We
can
describe
A
C
s.t.
GA 1 =
AIC}.
with p
diagonal
x
the
the
and
A
o
is -i
an
=
HM
with
spanned
denote
A
elements
p-matrices
subspace
-~ M
A
GM =
~)
of
be
position, that
×
matrix
KM
of
generic
E
~n
let
restriction
-I
C
diagonal
il, " " " 'in'
GM
If
by
coordinates
(gl'"
is.
{ (gl . . . . . g r )
6 M(r
gl,...,gr,
!1
44¢d
A
: ~n
i.e .
+
Hence
. g.i . .
'gi
1
are
the
eigenvalues -i ~ = A4~ o o
whence
3.4.
For
fixed
consisting r
~
flat
a
linear
group =
if
n < r ~ n
(n+
-I)
result
r(n
<
r of
Theorem:
r
n+d- i ( d ) (resp.
-
family
of
reduced
O
which
is
parametrized
in
pn-I
< r r(n
and
3
-
over
a
T
C)
which
i)
and ~
([P],
-
3.1
are +
not
-
general
lines
as
operates
orbit
on
that
~ +
t
-
r
=
(3d
+
2)r
-
the
following
we
deduce
i
the
base.
=
=
4r 3(
-
n+d d )
of
a
base. we
of
by
position
l)-dimensional
the
curves
fibers
smoothability,
have
In to
projective Now
3n
-
2
if
extension
of
ii. iO) :
singularities
n+d 3( d )
in
e
position,
) ,
non
through
Theorem
curve
general
36
are these
r (n
for
-
e
lines
smooth
3.1
From
3d)
the
consider
i,
and
all
-
can
slice
(n 2
(n+d ~< d + l ) -
If
we
criterion
(n+d d+l )
in
gl ='" "=gr
the
Pinkham
lines
n
that
through
-
Almost
see
consider
(2 n+l)
~
we
~n
the
i)
~r
we
PGL(n
T
C
n
transversal
dim
M
in
mapping
apply
Varying
and
constant
small
C.
lines
points
is
to
take
of
r
holomorphie
order
a
r
of
distinct
then
of
M.
1
isomorphism.
,
by
l~rojection,
n
<
(C,
r
smoothable >i n
2
-
I) .
~<
O)
C
n(n+l) 2 if E.
(r g.
(~n,
(resp. -
n
(C,
O)
O)
consistinq
d
~
2
and
2) (n
-
5)
~
is
not
7
164
smoothable
if
r
is
in
the
interval
of
the
following
table:
I0
[15,
21]
Remarks: using
i)
his
the
same
2)
It
bounds
is
O)
lines
in
(@n,
the
theorem for
Also
we
obtain
Problem:
Do
Any
r
if
smoothing
O .
computed in
the
be
much
3.5. curve base to
and
12
of
exist to
the
the
=
4,
n
4
non
the
notice
that
such
of
Deligne
cannot
2n
-
in n
in
+
2
general
for
fixed
of
growing
smoothable
n,
lines with
of
can r
a
genus
smoothing of
be
n) .
r
ones?
in ~
may
the
of
extended
lines
have
embedding
curves
smoothable
origin
would
the
are that
~
always
lines
curves is
r
gets
that
lines Note
exist
consisting
general
3
(which
at
in
are
many
smoothable
singularity
But
O)
< he
5.
>
curve
+
419 ]
n
that
(unpublished) n
there
curve
( n,
theorem.
Do
smoothed
in
interval
for
a
pn,
to
a
pn(~) which
not
be
smoothed
we possible
curve
can
bigger.
formula
a
are
smoothable
this
standard the
n
say
arbitrary
shown
non
range
to
range.
as
[14,
the
this
lines
infinity?
global
singularities for
for
1 well
of
for
in
the
finite
193]
Strange
but
after
existence
some
there
above.
The
apply
Using
smoothable;
~
the
theorem
has
n
Such
same
+ as
are
tends
of
through
n
Eisenbud
nothing
smoothing
and 11.13)
if
within
r
this
[13,
grading.
O)
shows
only
n
O) .
72 ]
smoothability
[P] ,
(~3,
smoothable
non
that
(cf. or
proves
negative
for
known
not
lines
of
[13,
30 ]
Pinkham
method
smoothable (~2,
[13,
results
to
n
and
techniques of
not
curve
3.1.
smoothable is
n
+
for we
only
not I
the
deduce
be
but
smooth,
lines
in
computation easily:
used also namely (C n,
of
to that if
show
that
the e
certain
semi-universal <
T.
We
want
O) .
T 1
(cf.
[R
-
V])
i
165
Lemma: r T
Let
lines 1
in
O
that
proved
by
r
O)
if 4.9.).
Let S
(2)
n
=
2
~
T I =
n
>v 3
~
T
is
Proof:
All
(2n
j ~
difficult
In
=
0
T I =
'
T I(C,
graded
graded
1
singularity consisting n+d. and r < (d+l} then
piece
if
r ~
([P] , Theorem
[P],
Prop.
smooth
general
11.2
is
carries
equal n(n+l) ~ - -
i i . I, this
branches,
position
O)
r ~
a
to ,
cf.
T I. which
was
also
implies n(n+l) 2
isomorphic
of
to
that ,
and
its
n,
if
pieces the
do
T I.
result.
base
T I =
1 -I
, dim
T
T
O)
independent of
(C,
lines
O) .
(C n
in
O)
Then:
of
(C,
all
the
1
1
=
n(n-2).
obstructed
=
~
(C,
+
O)
the
same
possible This
O)
ordinary
S
of
all of
linear
, dim
x. are 1 (2).
obtain
to
n
T I -2
dim
ideal
order
be
3)-dimensional.
are
from
classify
only
-
(C,
the
to
to
1
These
follows
i <
graded
-
r
O)
deformations
that
3.6.
~
v-th
semi-universal
is
7.2.6.
(i)
the
pure
particular
Prop.
here
be
(C,
S
have
2n After
in
(I)
1 ~
d
curve
cone.
let
So
If
with
with
and
Using
the
negatively
r ~
tangents
be
homogeneous
[P]) is
singularity
Proposition:
In
is
(cf. O)
Pinkham
different
tangent
O)
position.
(C,
(C,
curve
(~n,
>/ d.
V] , T h e o r e m
each
c
9
grading
Notice
-
all
Since
natural
O)
general
for
Remark:
[R
(C,
iff
n
>
were
described
multiple t
-
1
in
(Th.
(~n,
n
+
1
done
in
2.5)
O)
coordinates
for
in
points,
is
of
in
and
then
some
detail
[B
-
G] ,
hence
and
smoothable
lemma
3.3.
generated
~n,
lines
deformations was
4.
it
by
is
( n,
xix j ,
not
O)
to
compute
in
[ G 2] .
we
first the
We
state
166
Let x
2
Ak +
in
y
=
(~n,
which Ln r
denote
k+l
C
0
O)
is
x ~n,
(i.e.
of
(I)
All,
then type
at
type
it
is
A 3 ×
and
(3)
If
most
L p. p either Lp P
s
all
one,
some
of
(C,
subsets
the of
subsets holds
n n
dim
S
of
n
2n
r
curve
{ O } , O)
S
linear
lines
singularity
and
a
small
of
-
representative
of
xt
and
type
have
=
×
and
the
F
not A2
smoothable
independent 3
independent of
Then:
singular or
-i
(t) ,
t E
of
type
Lp p
Lp p
or
S
is
property
lines
of
pure
that
then
S,
t
=
there n
+
2 -s
s.
lines
are
TI-3'
2
T 1 =
T _II
@
TI-2
n
=
3
T1
T -1I
@
T -I2 '
n
>
4
=
T 1 =
T_I I
dim '
particular
of
a
linear
independent
then
the
=
dim
:
=
---~-~
x
1
points
lines
+
+
O) .
are
1
linear =
(~2
: X +
is
O) +
denotes
n
(C,
t Lp p+l p) .
type
C
be
F
x
n
In
O)
singular
x C
consisting
x Lnr Ak
equation
O)
t
(~n,
(for
If
therefore
followin~
× ~n
C
If -of
deformations
dimensional. are
O)
of
Ln ) and n+l deformation of
except of
(C,
Ak
union
(~2
with
si'ngularity
type
semiuniversal
are
curve
the
in
Let
singularity
position.
to
O)
curve the
general
the
All
Ln r
and
in
Proposition:
(2)
plane
isomorphic
({O}
lines
the
is
(C,
@
dim T I
dim
T -I I
=
T _II
=
dim
3,
dim
T _13
T!2
n(n-l) 2
O)
obstructed
iff
n >
5.
=
2 '
i,
T_I2 =
2
167
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Smoothings
Universit~t
of
Normal
Surface
of Isolated the USSR-
Singularities,
Curves
DR01TES EN POSITION GENERALE DANS L'ESPACE PROJECTIF
Robin
HARTSHORNE
Andr6
HIRSCHOWITZ
§ O. INTRODUCTION. On va d6montrer le th6or6me
suivant
(on travaille
sur un corps de
base k, a l g 6 b r i q u e m e n t elos, de c a r a c t 6 r i s t i q u e quelconque). THEOREME 0.1.
: Soit Y une r 6 u n i o n de r droites disjointes
g6n6rale dans l'espace p r o j e c t i f ~N,
en p o s i t i o n
N ~ 3.
Alors pour tout n A O, l ' a p p l i e a t i o n n a t u r e l l e p(n)
:
H°(pN,$N(n)) ~ H°(Y,Oy(n))
est de rang maximum.
Ici on dit qu'un m o r p h i s m e
p : V --~ W d'espaces vectoriels
rang m a x i m u m s'il est injectif ou surjectif ou bijeetif.
est de
La significa-
tion de l'expression en p o s i t i o n g$n6rale est qu'il existe un ouvert de Zariski non-vide U dans l'espaee qui param%tre les r6unions de r droites dans ~ N
disons U c G(1,N) r, G 6tant la vari6t6 Grassmannienne,
tel que pour tout Y c o r r e s p o n d a n t th6or6me
~ un point y de U, l'assertion du
soit vraie.
En langage g6om6trique,
le th6or6me dit
g6n6rale imposent des conditions
que des droites en positio
ind6pendantes
sur les h y p e r s u r f a c e s
d'un degr6 donn6 n qui les contiennent. Un cas special du th6or6me est le suivant si
( N ~ r(n~l),
:
170
alors il existe une r6union de r droites dans ~ N
qui n'est pas conte-
nue dans une h y p e r s u r f a c e de degr6 n. En effet, ces nombres
sont les d i m e n s i o n s des espaces vectoriels figu-
rant dans le th6or~me.
Cette in6galit6 entraine donc que p(n) est in-
jectif, et par cons6quent que son noyau H°OP N,JY(n))
est nul.
Par sui-
te il n'y a pas d ' h y p e r s u r f a c e de degr6 n contenant Y. Pour des petites valeurs de N, r, n, on retrouve des r6sultats de g6om4trie projective classique. disjointes
Par exemple, dans ~3,
trois droites
sont contenues dans une unique surface quadrique.
Quatre
droites en position g6n6rale ne sont pas contenues dans une surface quadrique.
Cinq droites en position g6n6rales ne sont pas contenues
dans une surface cubique.
Le premier cas qui semble d 6 p a s s e r les moyens
de la g6om6trie classique dans p 3 l'6nonc6,
est le cas n=4, r=7.
Dans ce cas ci,
dont nous ne c o n n a i s s o n s pas de d 6 m o n s t r a t i o n par des m6tho-
des classiques,
dit que sept d r o i t e s en position g6n6rale ne sont pas
contenues dans une surface quartique. Dans notre d6monstration,
on remarque d'abord que la c o n d i t i o n
sur un sch6ma Y de v 6 r i f i e r l'6nonc6 du th6or~me est une c o n d i t i o n ouverte sur le sch6ma de Hilbert des sous-sch6mas ferm6s de ~N. d 6 m o n t r e r le th6or~me,
Donc pour
il suffit d ' e x h i b e r u n sch6ma Y, c o r r e s p o n d a n t
un point y du sch6ma de Hilbert qui est dans la f e r m e t u r e de l'ensemble de points c o r r e s p o n d a n t s aux r6unions d i s j o i n t e s de droites, qui v6rifie l'6nonc6 du th6or&me. rence sur N e t
Notre preuve,
et
qui se fait par r6cur-
n, consiste en un choix c o n v e n a b l e de tels sch6mas Y,
qui en g6n6ral auront des points singuliers et des 61~ments nilpotents. Notre m o t i v a t i o n o r i g i n e l l e pour ce travail 6tait le probl&me les fibr6s veetoriels de rang 2 sur 7 3 [2,~5~ fibr6s ayant la "cohDmologie naturelle".
sur
, de l'existence de tels
Ii se trouve que le r6sultat
d6montr6 ici n ' e n t r a i n e pas le r6sultat voulu pour les fibr6s vectoriels.
N6ahmoins,
des m 6 t h o d e s analogues ont aussi conduit
~ la solu-
171
t i o n de ce p r o b l 6 m e - l ~ lons
aussi
logue
l'article
pour
Notons
si et
on fait
varier
p(n) une de
est
que
Y dans
part,
tout
born6e,
dit,
p(n)
de v a l e u r s propri6t6 ouverte fit
pour
soit
> r,
avec
pour
en a j o u t a n t injectif. un
le t h 6 o r 6 m e
Net
l'unique
que
entier
pour
tout
dQne
en a p p l i q u a n t
r fix6,
choisir
r fix6,
ana-
les
est de r a n g
= O. Done, th6or6mes
est une
quand de
condition
n, des
la f a m i l l e encore
l'entier
il e x i s t e
De ce fait,
p(n)
il faut
toutN,
pour
r,n, un
qu'on
une fois
se-
ouver-
en p N ,
Y avee
maximum,
d6montmer Y avec N, n,
nombre soin,
est
pour
l'applifini
et la
une p r o p r i 6 t 6
le t h 6 o r 6 m e , p~n)
est
de Y.
n o tel que
disjointes
il y
= O, done
n o ind6pendamment
choisir
choisis
Serre,
les t h 6 o r 6 m e s
il n ' y a q u ' u n
sch6ma
ait
de
des Y p o s s i b l e
un e n t i e r
est de r a n g
Y. D o n e
le t h 6 o r 6 m e
n ~ n o , Hi(Jy(n))
de r d r o i t e s
lesquelles
maintenant
pour
d'aprgs
d'aprgs
net
tout
de Y, on o b t i e n t
pour
tel
Y r6union
ait t r o u v 6
p(n)
un Y donn6,
Net
(N~n)
r'
du t h 6 o r 6 m e
condition
Pour
la f a m i l l e
Supposons
0(n)
plate,
cette
surjective.
qu~ pour
de t r o u v e r ,
et q u ' o n
famille
on peut
de n p o u r
sur
une
n o = no(Y)
n > n o et tout
cation
un p r o b l 6 m e
si H°(Jy(n)) = 0 ou H l ( j y ( n ) )
pour
semi-eontinuit6,
Autrement
Signa-
des Y.
surjectif.
famille
a r6solu
[3 ]).
dans ~3.
l'application
de o o h o m o l o g i e ,
sur la f a m i l l e
a un e n t i e r
de nous
rationnelles
seulement
mi-eontinuit6
D'autre
en p r 6 p a r a t i o n
REDUCTIONS.
d'abord
maximum
l'article
[4 ] o~ l'un
les c o u r b e s
§ 1. P R E M I E R E S
te
(voir
de r a n g
et r tels
il sufmaximum.
que
= r(n+i) , Y tel
que
d'autres
p(n)
soit
droites
D'autre
part,
sch6ma
Y" avec
n donn6
bijeetif.
~ Y, on o b t i e n t
pour 0(n)
r"
< r~
l'6galit6
r,
un
pour
Done
il suffit
ei'dessus.
tout
sch6ma
en r e t i r a n t
surjectif.
et p o u r t o u t
r qui d o n n e
Alors
des d r o i t e s
pour de
Y'
d6montrer
le d 6 m o n t r e r
172
Malheureusement, allons
cet
consid6rer
ensemble
des
de p o i n t s
particulier,
THEOREME
entier
n'existe
schemas
align6s,
1.1.
: Pour
Y qui
pour
on va d 6 m o n t r e r
chaque
pas t o u j o u r s . sont
obtenir
le t h & o r 6 m e
N ~
r6unions une
C'est
pourquoi
de d r o i t e s
6galit@
nous
et d'un
analogue.
En
suivant.
3 et n ~
O,
soit
r p et q = (n+l)(~-TT o~ [ ] d 6 n o t e Alors
la p a r t i e
il e x i s t e
de r d r o i t e s pas
un
seh&ma
droites,
p(n)
d'un
align&s
tel
que
: H°QpN,O]pN(n))
la d i s c u s s i o n pour
6re 6rant
la d r o i t e
qui c o n t i e n t
de d r o i t e s
points
et,
Y'
avec
au besoin,
Y" avec
p(n)
en une droite
l'application
r6union
disjointe
qui n ' i n t e r s e c t e
naturelle
--* H ° ( Y , O y ( n ) )
ragraphes
LE
> r, on a j o u t e
p(n)
des d r o i t e s
les q points,
injectif.
des d r o i t e s ,
entraine
Pour
le t h 6 o r 6 -
~ Y,
la p r e m i -
et on o b t i e n t
r" ! r,
et on o b t i e n t
une
r6u-
on r e t i r e
les q
r6union
de d r o i -
une
se fait
par r & c u r r e n c e
sur N e t
n, d a n s
les pa-
pour
et un n ±
suivants.
CAS
Notons donn~.
r'
ce t h 6 o r 6 m e
surjectif.
La d 6 m o n s t r a t i o n
§ 2.
sur une
ci-dessus,
En effet,
tes
rationnel.
Y C P N qui c o n s i s t e
(0.1).
nion
nombre
bijective.
D'apr6s me
enti6re
et de q p o i n t s
les a u t r e s
soit
- r)
N:3.
H
n
l'assertion
En e x p l i c i t a n t
du t h d o r ~ m e
la d ~ f i n i t i o n
(1.1)
N=3
de r et q on t r o u v e
0
173
1 a) r = ~(n+2)(n+3),
q=0,
b)
q=~(n+l),
r
=
(n+l)(n+4),
sin
On va d ~ m o n t r e r les assertions D'abord nous traitons H o. r=l, H°(O 3 )
--~
sin
les cas n=0,1,2,3
est bijectif,
(mod 3) ~ 2
(mod
H n par r ~ c u r r e n c e
3). surn.
~ la main.
q=0. Y est une droite,
H°(~y)
H 1. r=2,
~ 0,1
et il faut d ~ m o n t r e r que
ce qui est ~vident.
q=0. II faut montrer qu'il existe deux droites dont
la r~union n'est pas c o n t e n u e dans un plan, ce qui est ~vident. H 2. r=3, q=l.
De fa~on analogue,
une r~union Y de trois droites disjointes tenue darts aucune
il faut montrer qu'il existe et un point qui n'est con-
surface q u a d r i q u ~ On sait que trois droites disjoin-
tes sont eontenues dans une unique surface quadrique.
Ii suffit done
de prendre le point hors de la quadrique. H 3. r=5, q=0.
II faut montrer qu'il existe une r~union Y de
cinq droites qui nVest pas eontenue dans une surface cubique. d~re la surface quadrique non singuli~re Q qui contient
On consi-
les droites
L1, L2, L 3. On prend les droites L4, L 5 en p o s i t i o n g~n~rale dans ~3, de fa~on que leur i n t e r s e c t i o n avec Q consiste en quatre points PI' P2' P3' P4 en p o s i t i o n g~n~rale sur Q. A l o r s si une surface cubique F contient Y, ou bien F est la r~union de Q avec un plan H qui contient L 4 et L 5 (ce qui est impossible - v o i r
H1) , ou bien l ' i n t e r s e c t i o n de
F et Q est une courbe C sur Q, de type
(13,3), qui eontient L1, L2, L 3
et les quatre points PI' P2' P3' P4 ° Une telle courbe C doit ~tre la r~union de L1, L2, L 3 avec trois droites L~, L½, L~ de l'autre famille de droites
sur Q, done C ne peut pas c o n t e n i ~ les quatre points Pi en
p o s i t i o n g~n~rale.
Done Y n'est pas c o n t e n u e dans une surface cubique.
La d ~ m o n s t r a t i o n darts le cas g~n~ral est calqu~e sur celle du cas n=3.
On fi×e une surface quadrique non s i n g u l i ~ r e Q, et on prend
174
pour
Y une
on m o n t r e aussi
r6union d'abord
Q. Done
contient poth6se
de d r o i t e s qu'une
st_rat6gie
partie
et
situ6e
d'une
est
situ6e
n contenant surface
sur Q.
sur Q. A l o r s Y contient
F' de degr6
Ici on peut
n-2
appliquer
qui
l'hy-
Hn_ 2. marche
n ~ 1 (mod
3) on ne peut
consid6rer
certaines
616ments
une
F de degr6
de Q
de Y non
de r 6 c u r r e n c e
Cette
surface
F est r @ u n i o n
la p a r t i e
dont
facilement
pas
ajuster
pour
n ~ 0,2
(mod
les c o n d i t i o n s
sp6cialisations
de Y qui
sont
3).
Mais
pour
convenablement des
sch6mas
sans
avec
nilpotents.
On va c o m m e n c e r
PROPOSITION
2.1.
:
avec
Sin
la p a r t i e
~ 0 ou
simple
2 (mod
de la d 6 m o n s t r a t i o n .
3) et n Z 3, alors
Hn_ 2 e n t r a i n e
H . n DEMONSTRATION. faut
trouver
contenue non
dans
dans
une
une
Supposons
deux
droites
alors
ne c o n t i e n t
pas
(3k,3k)
Q, qui
est
la r 6 u n i o n
les
k(3k+l)
Y = Y'
qui
points.
n.
et d'une Notons
les
courbe
maintenant
dim H°(OQ(k-I,3k)) ~eci
se d 6 m o n t r e
~Q(a,b)
~ p~
en p o s i t i o n
en u t i l i s a n t
Opl(a)N g6n6rale,
il n ' y
Done
a pas
Y qui n'est
une
est
surface
n=3k
de est
contient
FnQ
est une
k(3k+l)
points
C'
et Y"
il
pas
quadrique
la r ~ u n i o n
sur Q,
Hn,
2k+1 la r6u-
Q transversalement.
de type
courbe
Y.
C de type
de Y " n Q.
(k-l,3k)
qui
Si F
Done
C
contient
que
=
k(3k+l).
l'isomorphisme
p~ Opl(b).
droites
F de d e g r 6
l'intersection et
d6montrer
Fixons
intersectent
Y'
1. P o u r
de d r o i t e s
surface
eontient
de Y'
k ~
U Y" o~ Y'
familles
qu'une
Q, a l o r s
avec
F de degr6
On p r e n d des
n=3k
de r = ~ ( k + 1 ) ( 3 k + 2 )
surface
Q.
de ~ k ( 3 k + l )
sur
d'abord
une r 6 u n i o n
singuli~re
droites nion
Prenons
Q ~lx]p1
et le fair
si les k ( 3 k + l ) p o i n t s
de t e l l e
courbe
C'.
que
Y " ~ Q sont
175
On c o n c l u t surface une
F'
telle
reunion n-2.
plus
Y" de d r o i t e s
Y " ~ Q est
la m ~ m e
Y".
qui
en p o s i t i o n
r6union
Mais
n'est
chose
ce qui
F est
d'aprhs
pas
pour
sur Q,
il e x i s t e
dans
une
Y" r 6 u n i o n
consequence
g6n6rale
Hn_2,
contenue
est v r a i e
a pour
de Q et d ' u n e
que
surfa-
de droi-
l'ensemble
ce q u ' o n
a suppose
haut.
F de d e g r 6
n,
soit
pas
analogue, dans
maintenant
la m@me
contenue
on p r e n d
une
famille
non
(k+1)(3k+2) 2k+2
les
points
k+1+(k+1)(3k+2) Y' n ' e m p 6 c h e n t
avec
points.
points
une
trouver
align~s
n=3k+2.
reunion
de
sur Q, a l i g n 6 s
Y
tel
De
2k+2
que
fagon
droites
sur une d r o i t e
de ~ ( k + 1 ) ( 3 k + 2 )
Or les
plus
contient
n=3k+2
courbe
et
qui
contient
C de type
les k+l
g6n6rale
courbe
de r 6 p a r t i r
C'
est
3).
k A 1. Ii faut
F de d e g r 6
surface
droites
de
en
points de Y " n
C' de type conditions
(3k+2,3k+2) de Y' plus
Q. Donc
(k,3k+2)
impos6es
aux
(k+1)(3k+3)
points
haut,
~ raison
3k+3
de
droites,
ce qui
ne consur
Q
les
C est r 6 u n i o n
qui
ces
ces k+l
Y mais
contient
k+l
les
points
de
sur k+l d r o i t e s par droite. est
Dans
incompatible
son bidegr6. On c o n c l u t
degr6
droites
en p o s i t i o n
pas
~ 0 (mod
et q = k+l p o i n t s
surface
de degrE
et d ' u n e
la c o u r b e
avec
darts une
sur Q.
famille consid6r6e
ce cas,
une
contenue
le c a s n
n=3k+2
F ~ Q est une
2k+2
droites
dans
pas
Y" une r e u n i o n
surface
Q, a l o r s
qui c o n t i e n t
n
Y = Y' U Y" o~ Y'
gEn6rale,
pas
H
droites
dans
On p r e n d
Si F est une
de la
que
sur Q et k+l
famille.
position
tient
que Y n'est
1 de r = ~ ( k + 1 ) ( 3 k + 6 )
r~union Y ne
finalement
ce qui d E m o n t r e
Supposons
pas,
Q, donc
qui c o n t i e n t
gEnErale,
On c o n c l u t
des
n-2
Donc
en p o s i t i o n
de p o i n t s
F contient
de degrE
ce de degrE tes
que
n-2=3k
que
F contient
qui c o n t i e n t
et la p r o p o s i t i o n
est
Y",
Q, donc ce qui
d6montr6e.
il e x i s t e
contredit
une
surface
Hn_ 2. Donc
F'
de
F n'existe
176
Ii nous allons
reste
utiliser
dangereux qu'ici.
allons
DEFINITION.
Soient
une
faisceau
H~Y
de f a g o n
qu'il
ok d = deg
-1
ker(J
--~
il serait
utilis$
jus-
schemas.
de pN.
On d ~ f i n i t
r6siduel
l'inter-
qui c o r r e s p o n d d~finie
au
localement
Z = resHY
par
le
le s c h @ m a
Oy
l'id6al
--~ 0
x=0
famille
plate
r6union
de d e u x
droites
est une
singulier.
en un point conique
(Voir
v6rifier
r6union
des
[1,
ceci
deux
9.8.4]
un c a l c u l
droites
une
d6g6n6r6e
III,
par
dans
de
sous-sch6disjointes,
fibre
sp6cia-
avec
616ments
pour
une
simple.
situa-
Posons
par
y = z = 0 et x = z--t = 0.
de Yt et = (xy,xz,y(z-t),z(z-t)).
l'id6al
et y:0
dans
Y le s c h 6 m a de Y avec
On o b t i e n t
une
une
se r e n c o n t r e n t
On peut
on o b t i e n t
sch6matique
--~ Oy ~ H
dans ~ 3
est
sp6cial
au p o i n t
Yt dans & 3
Notons
) ,
exacte
f --~
(y,z) n (x,z-t)
tes.
nous
Y ~ H,H
suiSe
g6n6ral
droites
analogue).
droites
et
g~omStrique
le s c h S m a
le schema
ceci
H.
nilpotents
Si t=0
Pour
une h y p e r s u r f a c e ,
--~ J
O (-d)
le s c h e m a
alors
Alors
Si H est
3).
nilpotents
des
sous-schSmas
f, on d 6 f i n i t
y a une
et ok les d e u x
exemple
le l a n g a g e
de H et Y comme
2.1.1 • Si on c o n s i d & r e
dont
tion
$1dments
au l a n g a g e
y~pN
0
le,
e 1 (mod
d'id6aux
= f
mas
passer
JH+~.
JZ
EXEMPLE
avec
~ employer
H et Y d e u x
d'id6aux 6quation
le c a s n
schemas
donc
sch~matique
faisceau par
certains
de c o n t i n u e r
Nous
section
~ dSmontrer
que
( x y , x z , y z , z 2) qui
le p l a n
z=O,
Yo c i - d e s s u s ,
un plan
H ~ Y est
H
plus
repr6sente
un p o i n t
et c o n s i d ~ r o n s
: y=x qui
le s c h e m a
immerg6
des
~ l'origine.
l'intersection
est t r a n s v e r s e
d'id6al
la r 6 u n i o n
aux deux
(y- x, x 2 , x z , z 2 ) .
droi-
177
Ceci est un p o i n t t6 par un point
triple
P •Het
dans dont
un sch6ma de l o n g u e u r
le p l a n H, c'est l'anneau
plan
(z,xy)~
structural
est
suppor-
OP,H/~,H"
C'est
3.
On volt tout de suite que dans a p o u r id6al
~ dire un sch6ma
ce cas,
qui est une c o n i q u e
le sch6ma r 6 s i d u e l
ddgdndrde
rdduitc
reSHY
dans
le
z:O. Les m&mes
tion d'un tel
consid6rations
s'appliquent
sch6ma Y avec une
surface
naturellement
non
singuli6re
~ l'intersec-
transverse
aux
droites.
PROPOSITION o~ H ~ k _ l
2.2.
Si n = 3 k + l
est l ' a s s e r t i o n
(HA~ ) : Ii e x i s t e ~-1 droites
suivante
quadrique
d~g@n6r&es non
H3k_3 ~
H3k_l' ~
H3k+l,
:
un s c h & m a Y C p 3
et 2k c o n i q u e s
une s u rface
avec k _> 2. A l o r s
qui est r 6 u n i o n
ayant
singuli&re
leurs points
de % ( k - 1 ) ( 3 k - 2 ) singuliers
Q et tel que l ' a p p l i c a t i o n
sur natu-
relle
p(3k-1)
: H°(O
3(3k-1))
--~ H ° ( O y ( 3 k - 1 ) )
P soit b i j e c t i v e . droites
(lei on a p p e l l e
distinctes
I H3k_l
DEMONSTRATION. ~(k+1)(3k+4)
droites
tion est o u v e r t e lisation lue.
d'une
Fixons
Y = Y' U Y"
qui
~
une s u r f a c e
P(3k+l)
quadrique
soient
il suffit
limites
de p a i r e s
de deux
de
la condiune
sp6cia-
qui ait la p r o p r i 6 t 6 Q. Nous a l l o n s
de 2k+1 d r o i t e s droites
616ments
Comme
de t r o u v e r
singuli6re
de ~ ( k - 1 ) ( 3 k - 2 ) avec
Y une r 6 u n i o n
soit b i j e c t i v e .
disjointes non
une r & u n i o n
en un point).
des Y,
de d r o i t e s
d6g&n6r6es
d6g6n6r6e
Ii faut t r o u v e r
o~ Y' est la r 6 u n i o n
et de 2k c o n i q u e s qui
H3k+l.
sur l ' e n s e m b l e
Q, et Y" est la r 6 u n i o n
gullets,
se r e n c o n t r e n t
tel que
r6union
conique
dans une
de d r o i t e s
prendre
famille
en p o s i t i o n
nilpotents
vou-
g6n6rale
aux p o i n t s
disjointes,
sur
sin-
comme
178
dans l'exemple situ&s
(2.1.1),
et telles que leurs points
sur Q, en position
g6n6rale
d'une r&union de ~(k+1)(3k+4)
(2.1.1),
0
-~
sch6matique
de ~3
de l'intersection
H°($3(3k-1))
-~
--~
Y"red satisfait
d~g~n~r~es (2.1.1)
p(3k-1)
~ Q et la suite associ6e
--~
avec nilpotents
chacune.
est la r~union de 2k+1 droites et 3k2-k+2 points
simples.
cation naturelle
~(3k+1)
H3k_3 ~ H~k_l.
et 2k coniques
tel que
p(3k-1)
irr~ductible,
Le schema ' H3k_l,
on
des coniques
Q en un point triple
le lemme
sch~matique
YnQ
2k points triples
(2.3) ci-dessous,
On en conclut
l'appli-
que p(3k+l)
est
H3k+l.
d~g&n~r~es
Y une r~union de ½(k-1)(3k-2)
avec leurs points
Les tels
et comme plus haut,
singuliers
schemas Y forment
sur ~,
une famille
il suffit de trouver un schema
les propri~t&s
voulues.
liser Y de fa~on quTune des deux droites soit contenue
0
que les droites de Y" intersec-
est bijective.
est bijectif.
cial de ce type ayant
chacune
dans une famille plus
D'apr~s
--~
H ° ( O Y n Q (3k+1))--~0
Donc l'intersection
Ii faut trouver
droites
--~
D'autre part,
tandis
exacte
~(3k+1)
donc en appliquant
de Y" intersecte
simples,
ce qui d~montre
H°(OQ(3k+I))
p(3k+l)
T de H3k_l,
pour le
un diagramme
~ gauche n'est autre que p(3k-1).
est bijectif.
tent Q en deux points
droites
est 6gal ~ Y"red" Ecrivons
Y " n Q. On obtient
~
aux hypotheses
et deux points
bijectif,
resQY"
H°(Oy,, (3k-1)) --~ H°(@y(3k+l)) red
La fl~che verticale
trouve que
de Y" avec Q. Comme dans
H°($3(3k+1))
p(3k-1) 0
sur Q. Alors Y est sp6cialisation
le schema r6siduel
la suite exacte de restriction schema r6siduel
soient
droites disjointes.
Notons Y " A Q l'intersection l'exemple
singuliers
Donc nous allons
spe-
sp~cia-
de chaque conique d~g~n~r~e
dans Q, ces droites appartenant
~ la m~me famille de
sur Q, et de plus, on va faire rentrer une des droites
simples
179
de Y dans
Q, t o u j o u r s
dans
faut
supposer ~(k-1)(3k-2)
dans
la p r o p o s i t i o n . Consid6rons
Y" : resQY.
0
--~
alors
--~
--~
de Y qui ne sont pas dans
simples
de Y situ6 e s
droites
sans a u c u n e
H3k_3
l'application L'intersection
sur Q plus
un d i a g r a m m e __~
: --~
0
H°(@y~Q(3k-1))--~
0
H°
(@Q(3k-1))
e(3k-1) --~
H°(~y(3k-1))
Y" est la r 6 u n i o n des
2k d r o i t e s
Q, plus
issues
p(3k-3) YnQ
2k+(3k2-Sk)
D'apr6s
le lemme
jectif.
On en c o n e l u t
sur l e u r position.
est la r 6 u n i o n
dans que
droites
de ½ k ( 3 k - 1 )
D'apr6s
l'assertion
est b i j e c t i v e .
= 3k2-3k points
(2.3)
des c o n i q u e s
les ~ ( 3 k 2 - 5 k )
hors de Q. D o n c Y" est une r 6 u n i o n restriction
2
k
et le sch6ma r 6 s i d u e l
H°(~p3(3k-1))
--~
sur Q. Ici il
l'hypoth6se
p(3k-1)
H° ( Sy,,(3k-3))
d6g6n6r6es
YnQ
comme pr&c6demment
3(3k-3))
Le s c h 6 m a r 6 s i d u e l
de droites
> O, ce qui e x p l i q u e
p(ak-3) 0
famille
l'intersection
On o b t i e n t
H°(O P
la m @ m e
de 2k+1 d r o i t e s en p o s i t i o n
le cas t r i v i a l
p(3k-1)
g6n&rale
t=d:q"=O,
est b i j e c t i f ,
d'une
famille
sur Q.
~(3k-1)
est bi-
ce qui d 6 m o n t r e
la
proposition.
LEMME une
2.3.
s urface
: Soit Y une r 6 u n i o n quadrique
non
singuli&re
simples
sur une d r o i t e du m @ m e
triples
(au sens de 2.1.1),
Soit n > 0 v 6 r i f i a n t
de r d r o i t e s Q avee
syst&me,
d'un m~me q points
d points
le tout en p o s i t i o n
syst6me
simples,
doubles g6n6rale
sur q" p o i n t s
et t p o i n t s sur Q.
:
1° )
r(n+l)
+ q + q" + 2d + 3t -- (n+l) 2
2° )
t+d <_ n ÷1
3° )
q" <_ n+l
4° )
sir
< n alors t <
n+l-~"+
(n-r-l)
n+l [--~--~,sinon t=Oo
180
Alors
l'application ~(n)
naturelle
H°(~Q(n)) ~
:
H°(Oy(n))
est b i j e c t i v e .
DEMONSTRATION. Ii faut sur Q,
Sir
montrer
~ n,
que Y n'est
et il suffit
Choisissons
n-r
m@me
syst6me
rent
qu'on
pas
est
6vident.
contenu
de le m o n t r e r
droites
que
peut
l'6nonc6
pour
dans une
Supposons
une
courbe
trouver
des
de Y.
Les
entiers
dans
conditions
non
n6gatifs
3) et
di,
(n,n)
de Y.
Y mais
i) 2) ti,
< n.
de type
sp6cialisation
L 1 , . . . , L n _ r non c o n t e n u e s
les d r o i t e s
doncr
dans
le
4) a s s u -
qi v 6 r i f i a n t
ql ~ q'' 2ti + di + qi tl+..
•
= n+l p o u r ,
+ tn_r=t
On p e u t
donc
simples
de Y sur c h a q u e
chaque (n,n)
mettre
point
nombre
r6union tes
second
triples, tiquement
les
d -
t + dl+...+
bles
d6montr6.
non
pas
dans
alors
chacun
doivent
sur les
L i peuvent
pris
une
puisque
de Y,
suite,
C est
syst6mes
sur Q.
Les
situ6s
sur les et
L i. Mais
les
en p o s i t i o n
lest
- ql
les
Li,
et le
n+l,
Par
doubles
droites
de type
L. est au moins i
ensemblistement
doubles
tangente
courbe
les r d r o i t e s
droite
deux
et qi p o i n t s
la d i r e c t i o n
L 1 , . . . , L n _ r. des
~ q+q".
doubles,
Si C est
- dn _ r ) + q+q"
impossible @tre
que
C contient
( d l + . . . + d n _ r) p o i n t s
est
L.. l
contenir
points
situ6s
d i points
chaque
droites
dn_ r + 2 ( d - d 1. -. . .
inclusion
sur les
dans
dl+...+dn_ r
simples
et c e t t e
les
systhme
les
Y,
ql+...+qn_r
L i de fagon
de C avec
aussi
de n d r o i t e s
du
points
contient
d,
triples,
droite
n'est
d'intersection
doric C c o n t i e n t
< + dn_ r -
t i points
double
sur Q qui
...
al+
i= ~ . . . ,n-r,
la
n droipoints
et sch6ma-
q+q"-ql-...-qn_r
par c o n s t r u c t i o n -'''-
points
qn-r
triples
g6n6rale.
= n+l et dou-
Le lemme
est
181
REMARQUE plus les
: Les h y p o t h 6 s e s
faibles
possibles.
conditions
1)
du lemme
Signalons
2.3
ne
sont
(exemple
2) 3) du lemme
sont
certainement
: n=2,
pas
r=q=q"=d=O,
insuffisantes.
Ici~
les
t=3
comme
au
que §3
It
pour
Hn,N,
il semble
PROPOSITION
2.4.
DEMONSTRATION. D'autre les
dans
implications H'n-2 ~
Hn_ 4 ~ rence
Hi ~
!),
p(4)
et il faut ceci
soit
bijectif.
L1,
L 7 ne avec
L2, sont
droites.
pas
ma r 6 s i d u e l
sur
est
(mod
3),
H2,
H 3 sont
vrals.
avons
v6rifi6
3, et
compl~ter que
c'est
dans
surface
Y de
une
sept
quadrique
On p r e n d
surface
droites non
sur Q,
est
et
la r 6 u n i o n
simples.
~ (4) de
est L4,
des
et L4,
p~r
L5~
en point
que Q et
L 6, P1
en un point pas
les a u t r e s
remarquons
droites
Les h y p o t h 6 s e s
L 5, L6,
telle
i=1,... ,7,
(2.2),
bijectif.
a Et~ p r o p o s E e
LA RABIDA.
dans
quadri-
singuli~re
L 7 ne r e n c o n t r e que
de
de H 4.
Y = ULi,
famille
~ dire
(une r 6 u n i o n
demonstration
reunion
la r @ c u r -
la d e m o n s t r a t i o n
n=4,
fausse
contenue
N=3.
nous n >
le cas
H iest
d'une
4 points
~
(2.2)
pour
diagramme
la r 6 u n i o n
oral,
H1,
L 4 et L 5 se r e n c o n t r e n t
Y~Q
suivante
le cas
remarquer
sur Q. E n f i n
v6rifi6es
resQY
l'exposE
et
Ho,
naturel.
Q, et L 5 et L 6 se r e n c o n t r e n t
le m%me
triples
La c o n s t r u c t i o n dant
En plus,
sch6matique
alors
une
dans
et
autre
suivanteo
nilpotents
En u t i l i s a n t
2 points
une
droites
nilpotents
EiEments
(2.3) sont
(~)
trois
sur Q.
l'intersection plus
trouver
Y de la f a g o n
616ments
P2 avec
trouver
6nonc6
n _> 7 . Pour
aussi
Fixons (m) une
L 3 sont
3),
est t o u j o u r s
donc
il faut
(2.1)
l'assertion
dEgEnErEes
que
H 4. On peut
marehe
un
vrai
n - 0,2
n - 1 (mod
de v @ r i f i e r
Pour
est
vErifiE
H n pour
H n darts (2.2)
sp6cialisons
(1.1)
les p r o p o s i t i o n s
H n pour
coniques
de f o r m u l e r
d6j~
H 4. M a l h e u r e u s e m e n t
deux que
~
avons
Hn_ 2 ~
il suffit
de H'n-2
o~
Le t h 6 o r 6 m e
Nous
part,
difficile
D'autre
L1, du
L2,
que L3
lemme
part
L 7 avec
la
Bernard
ANGENIOL
le sch6
structure pen-
182
de
sch6ma
r6duite.
bijectif. face
Ii s u f f i t
quadrique.
une u n i q u e alors que
De fait,
surface
est
non
Z il faut
que
Z n'est
les d r o i t e s
quadrique
bijectif
est a u s s i
schema
de m o n t r e r
L 5n L 7 serait
0(2)
0(4)
P o u r ce
Q'
vide, pour
bijectif.
L4,
pas
L6,
Si L 5 6 t a i t
ce qui
est
Z et donc
Ceci
v6rifier
contenu
L 7 sont aussi
0(2)
dans
est
une
contenues
contenue
impossible.
du d i a g r a m m e
termine
que
surdans
dans
Q'5
On en c o n c l u t
de
(2.2),
la d ~ m o n s t r a t i o n
de
que
(1.1)
pour
le cas N=3.
§
3.
LE CAS N > 4 .
s'agit
I1
donn~, pour
de d~montrer
notons
tout
Hn, N l ~ n o n e ~
N > 4 est
envisager
deux
les e n t i e r s
th~or~me
de
(1.1).
~l~mentaire,
autres
s st p,
le
et
~nonc~s. li6s
Pour
(1.1)
pour
La v a l i d i t ~ laiss~e les
au
Pour
d e H0, N s t
lecteur.
formuler
~ r et q de f a g o n
N _> 4.
nous
6vidente
Nous
un n H1,N
allons
introduisons
st d 6 f i n i s
par
les r e l a t i o n s (NNn)
(Hn,N).
On s u p p o s e
est r 6 u n i o n dans
un h y p e r p l a n
(H"n, N ) " On
0(n)
suppose
~6gatifs
0 < p < n.
N > 4 et n >
de p c o n i q u e s
l'application
non
= (n+l)s-p,
1.
II e x i s t e
d6g6n6r&es,
H = pN-1,
et de
correspondante
avec
un
leurs
s-2p d r o i t e s soit
schema
Y darts p N
points
simples,
qui
singuliers et tel
que
bijective.
N _> 3 et n _> 2 • S o i e n t
r' , q ' , q" , d,
t des
entiers
v6rifiant 1) r' (n+l)
+ q'
+ q" + 2d + 3t =
(NNn)
2) t + d < n 3) q"
< n
4) q' > M a x Alors
il e x i s t e
un
(q"-2,
sch6ma
n-q"-1).
Y dans p N
qui
est r 6 u n i o n
de r'
droites,
183
q' p o i n t s triples
simples,
et tel
Ici un p o i n t
q" p o i n t s
que
l'application
double
est
et un p o i n t
triple,
de la forme
2 ~p,HfMP,H.
Pour
d6mqntrer
align6s,
dans
~
Hn,N
pour
N > 4
b) H' n-l,N
+ H" n,N-1
~
H' n,N
pour
N > 4
c)
Hn_l, N + H"n,N_I
~
H"n,N
pour
N _> 4
d)
Hn_2, 3 + (2.3)
~
H"n,3
de a).
H' n-l,N
de r d r o i t e s
et q p o i n t s
un h y p e r p l a n
H = ]pN-1 d a n s ] °N.
d'un
tel
nilpotents
d'un
certain
que
de Y avec
une
suite
H,
exacte
quer
H' n-l,N
Y~H
satisfait
sch6ma
~tablir
points bijective. en un point,
dans
les
un p l a n
H
implications
aux q"=q
dans
H' n-l~N'
H,
qui
dans
points de
6gal au
satisfait
donc
Fixons sp6ciaune
et Y"
avec
est
616ments
singuliers
sorte
que
dans
Y" red
satis-
sch6mati-
est Y" En u t i l i s a n t red " de
(2.2),
on peut
il faut YnH
q" <_ n par
nombre
H,
est
l'intersection
de H" De fair n ,N-1 " avec
Y r6union
Y une
U Y" ok Y'
d6g6n6r~es
leurs
Soient
bijectif.
pour
la d 6 m o n s t r a t i o n
align6s,
triples qui
r6siduel,
soit
align6s
On c o n s i d ~ r e
terminer
points
Y = Y'
dans
trouver
prendre
la d 6 m o n s t r a t i o n
hypoth6ses
t de p o i n t s
l'~nonc~
sch6ma
p(n)
de c o n i q u e s
contenues
n > 2, n > 4. -
II faut
allons
ayant
pour
n,N
que
H et q p o i n t s
nombre
Pour
H
la forme
de H' n-l,N"
comme
~
telle
Nous
sous
non
et son
~ Y" red"
droites,
un n o m b r e
allons
n donn6.
singuliers,
droites
aux h y p o t h e s e s
Net
align6s
dans
aux p o i n t s
et d ' a u t r e s
pour
schema,
de r' d r o i t e s
r6union
dans
(1.1)
+ H" n,N-1
dans
de r'
un
+ H"n , N - 1
r6union
nous
est
soit
2 concentr6
a) H'n - l , N
r et q c o m m e
fasse
(2.1.1),
ett
:
DEMONSTRATION
H,
de l o n g u e u r
(1.1)
lisation
doubles
correspondante
le t h 6 o r ~ m e
suivantes
une
p(n)
un s c h 6 m a
comme
d points
est
t < n,
voir
que
la r ~ u n i o n
d6finition
de c o n i q u e s
appli-
de q,
d6g6n~r6es
et f i n a l e m e n t
un nom-
184
bre
q'
de p o i n t s
simples
dans
Ce n o m b r e
q'
est
6gal
> 1
(N+n-1 ~
K
v6rifier
calcul
n=2,3,4, Pour
N
trer
montre
N=4
comme
de b).
plus
des
plus
que
ment
avec
616ments
bres
de d r o i t e s
r6union
doubles
donc
d+t
< n,
de H' n-l,N
que
~ H' n,N
On fixe
•
d@g6n6r6es
de d r o i t e s
que
v6rifier
est
dans
v6rifi~e
pour
n > 2, n > 4. --
comme que
H.
Si H' n-l,N
plus H'n,N'
suppl6mentaire est
r~siduel
aux
qui
q' p o i n t s
pas p a r t i e
de
laisse
en-
de d r o i t e s , 6ventuelleque
les
ne
r6union
coniques
coniques
hom-
sont
l'intersection
est une
pas
Y~H.
de d r o i -
d6g6n6r6es,
d6g6n6r@es,
correspondant dans
aux d r o i t e s Y
On a
et q ' = S n _ l - P n _ l - P n
4) de H" n,N-1,
Si
darts H. A l o r s ,
assure
de c o n i q u e s
construction
on
pr6c6dente
nouvelles
aux anciennes
haut.
d6g6n6r6es,
ci-dessous
YAH,
de n o u v e l l e s
une r 6 u n i o n
la c o n s t r u c t i o n
la c o n d i t i o n
n-1.
H'n,i~' on cr~e
et de c o n i q u e s
correspondant
la p r e m i 6 r e
pour
d6g6n6r6es
H"n , N - 1 au sch6ma
font
q' ~
nilpotents
Le lemme
et f i n a l e m e n t
seconde.
que
: (N+n-1. N ~ > 3n(n-1).
un h y p e r p l a n
conique
correspondant
dans
que
a)
~ l'intersection
q'=Sn_l-2Pn_l Pour
+ H" n,N-1
de c o n i q u e s
qui ne
de m o n t r e r
dit
in~galit6
directement
nilpotents.
triples
de p o i n t s
simples
de d r o i t e s
donc
autrement
cette
616ments
intervenant
H" n,N-1
de p o i n t s
avec
le h o m b r e
5, N A 4.
de c h a q u e
On a p p l i q u e
On a p p l i q u e
est
il suffit
on a Y = Y' U Y" o~ Y ' ~ H
une
tes,
pour
avec
droites
et Y" est
n6gatifs.
H' n-l,N
moins
haut,
que
n £
de c o n i q u e s
recquiert
> n-l,
--
on v 6 r i f i e
d6gdn6r6es
une
q'
- 2p(n-l,N)
4) de H" n,N-l'
~16mentaire
et la m@me
coniques
oh
2(n-1).
_ 2(n-1)
N h 5 ; et p o u r
recquiert
-
1 .N+n-1)
DEMONSTRATION
H'n - l , N
)
la c o n d i t i o n
n=2,3,4,
L'id6e
8 s(n-l,N)
-
~ N Un
g6n&rale,
H' n-l,N"
q,
Pour
en p o s i t i o n
il suffit
dans
la
de m o n t r e r
185
1
autrement
.N+n-1
~
N
Un c a l c u l
k n-1
n(3n-2)
£
61&mentaire
n=2,
N £
cas,
on v ~ r i f i e
7 ~ pour
3.1.
montre
n=3,4,
M~me
DEMONSTRATION.
lorsque Sn-1
que c e t L e
N !
directement
Sn-Pn k
.N+n~ ( N j
estimations
que
qn-1
5, N k
v~rifi6e 4.
Pour
pour
les
autres
on a, p o u r
n 2
2, N ~
4,
- Pn-1
nPn
~ montrer
Z
s'6crit
1 N+n-i £ n ( N )
n+l
n3
n £
est
q' £ n-1.
< qn'
sur Pn et Pn-1
n(N+n) N
in6galit6
5 ; et p o u r
: L'in6galit6
1 n+l Les
(2n-1)
dit (N+~-I)
LEMHE
) -
(n+l)
nous
encore
(n-l)Pn-i n
r6duisent
.N+n-1) < N
8 prouver
'
ou e n c o r e n<.N+n-1 N-1
) _ n3 k
(N+~ - 1)
soit N-1 N
Le p r e m i e r
(N+n-1] _ 2 "N-1 " > n "
membre
de la v 6 r i f i e r
de c e t t e
pour
N=4,
in&galit6
ce qui
6tant
se fait
croissant
en N,
616mentairement.
il suffit
Le lemme
est d 6 m o n t r 6 . DEMONSTRATION Y comme
dans
H certaines faire
de c). l'6nonc6 des
r'
Hn_l, N + H"n,N_I H" n,N"
droites
les h y p o t h 6 s e s
On fixe
H"n,N p o u r
l'hyperplan
et c e r t a i n s
de Hn_l, N.
~
des
Ii r 6 s u l t e
q' des
n _> 2, N _> 4.
H et on garde
points
de
fagon
conditions
1)
Soit
hors
de
~ satis2) et
3)
186
de H" et de l'in6galit6 n,N "
N
--(
que r' et q' sont suffisamment
N-i
)
grands pour permettre
pr6c6dente,
compte tenu qu'une droite est 6quivalente
L'in6galit6
ci-dessus
3.1.
(en fait on a n
3
>
4n-3 pour n~2).
autres composantes
duel resHY,
dition
4). Pour celle-ci,
n-1 droites,
c'est
4) de
exig6s par Hn_l, N. On met darts
H"n,N_I ~ Y ~ H .
de H" n,N-l'
du lemme
De plus la condition
de Y. Alors on applique
et on applique
fait aux hypoth6ses
~ n+l points.
se traite comme dans la d~monstration
H"n,N permet de cr6er les alignements Hles
la construction
Hn_l, N au sch6ma r6si-
Pour v6rifier
que Y n H
la seule chose non-6vidente
il suffit de montrer
satis-
est la con-
que Hn_l, N a au moins
~ dire que
[1 n"N+n-1)] N- l " >~ Pour ceci il suffit de v6rifier 1.N+n-1 n ~ N )-1 ~ n-l, autrement
dit N+n-1 2 ( N )~n.
Cette
in6galit6
DEMONSTRATION dans l'6nonc6
est v6rifi6e ded).
H" n,3"
hors de Q certaines satisfaire
pour tout n ~ 2, N £ 4.
Hn_2, 3 + (2.3)
~
H"n,3 pour n _> 2. Soit Y comme
On fixe une quadrique des r' droites
les hypotheses
non singuli~re
et certains
Q et on garde
des q' points de fagon
de Hn_2, 3. Ii r6sulte des conditions
2) et 3) de H" et de l'in6galit6 n,3
1)
~16mentaire
4n-3 + 2 [n~11 (n+l 3 )] ~ (n+1)2 que r' et q' sont suffisamment pr6c6dente, De plus,
grands pour permettre
compte tenu qu'une droite
la condition
est 6quivalente
la c o n s t r u c t i o n ~ n+l points.
4) de H" permet de cr@er les alignements n,3
exi-
187
g6s par Hn_2, 3. On fait rentrer dans Q tout le reste. Hn_2, 3 au sch6ma r6siduel La seule difficult6
resQY et on applique
eonsiste
~ v6rifier
Soient r, q, q", d, et ~ les nombres cette
hypoth~se.
Si la condition
rn+l~ -
l'hypoth~se
On a ~ = t, d = d, q" = q" et q ~
Comme q" + 3[ n+l-~"] 2 u est minor6
~(n+i)
le lemme
pour lesquels
4) n'est pas v6rifi6e,
Des consid6rations
s
-
61@mentaires
il faut v6rifier 2 L--~11 (n~l)]. 1) donne
par n, on obtient Fn+l]
(n+1
(2.3) ~ Y n Q .
4) de (2.3).
la condition
)2
L-7-J)
On applique
(n-~)
n(n+l)
C-7-J-
montrent
[ T ~
-
n
-
que pour n ~ 6, cette
3.
inEga-
lit6 implique 9
auquel cas 4) r6sulte de 2). Pour n=2,3,4,5,
on trouve respectivement
~:0, ~ i 1, 9 ! 2, 9 E 2, auquel cas
4) r6sulte
n:4, ~=2, t=3, Nous allons montrer ce
de ~ £ n-1 sauf si
~"=4,[=0,
~=2.
que la conclusion
du lemme
2.3 reste vraie dans
cas.
Ii faut montrer
que Y n'est pas contenu
sur Q, et il suffit de le montrer ssons trois droites
(4,4)
et les trois droites triples.
pour une sp@cialisation
align6s
de Y. Choisi-
sur L 3 aveo un des q points.
Si C est une
sur Q qui contient
Y, alors C contient
de l'autre
passant par les trois points
syst6me
Le reste de C doit donc @tre constitu6
par les trois points triples que n'existe
(4,4)
LI, L2,L 3 dans un systhme de Q. On met L 1 et L 2
dans Y, les q" points eourbe de type
dans une courbe de type
pas en g6n6ral.
L1, L2, L 3
par une conique passant
et le dernier point,
mais une telle coni-
188
FIN DE LA D E M O N S T R A T I O N Pour terminer, et que
DE
(1.1).
notons
les assertions
que HI, N e s t
vrai
pour tout
Hn, 3 pour n ~ 0 ne sont autres
tions
H d~j~ pr~uv~es n
au
bien,
et les a s s e r t i o n s
paragraphe
a),
2.
b), c),
d)
Donc
la
suffisent
N ~
4 (facile)
que
les asser-
r~currence
commence
pour d ~ m o n t r e r
le
th6or6me.
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[1]
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[2]
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Andr$ H I R S C H O W I T Z I.M.S.P. U n i v e r s i t 6 de Nice 06034
- NICE
CEDEX
LIMITES D'ESPACES TANGENTS ET TRANSVERSALITE DE VARIETES POLAIRES
J.P.G. HENRY M.
§ 1
-
INTRODUCTION.
Le p r e m i e r tives p.
aux
269.
plane
I1
r6sultat
qui
peut
sur
servent
s'bcrire
la
~ les
ainsi
f-l(O)
relative
~ singularitb
pour
: soit
F
z
= clSture
de
de vari6tbs
dissimul6
f germe
dans
d'application
polaires [10],
Th.
rela1~
analytique
~ ¢,0
~ l'origine,
= O,
n
est
: ~n,o
isolbe
l'hyperpIan
transversalit6
d6finir
f
avec
MERLE
on
d6finit
Fz
la
courbe
polaire
n
par
{x/T x
f-1 (f(x))
....
~Zn_ 1
contenu
dans
(z n
=
o)}
zrl l° z n = [ x / Le r 6 s u l t a t assez
g6n6ral,
d6pendances
¢~
u(n-i)
(des
comme
le
hombre
on
l"
int6grales
%
riques,
d e B.
alors
suite
est
aussi
de
~z 1
z
1975
est
est
transverse
a z
= O.
n d'id6aux
et
th6or~me
) aux
Milnor la
Teissier
de
le
multiplicit6s de
n
si z = 0 est un hyperplan n La d6monstration utilise des
est
employ6
de vari6t6s
l'intersection
multiplicit6
que,
d'une
de X= f-l(O) vari6t6
pour
polaires
polaire.
relier
: ~
par Dans
i
, Zn
z n) .
e( ~f
.
.
.
~'~'Z1 ~
af
- -
~ ~Z n-1
z n) '~
=
(n-l)
la ~ d6fini
hyperplans le
a
e(F
(n-i)
(f-l(o))
cas
g6n6-
ci-dessus,
190
la
transversalit~
re F
Z
implique
aussi
la multiplicit~
de
la
courbe
polai-
n
Le p r o g r ~ s t~s
que c'est
isol~es~
mais
Le lemme c l e f Soit
suivant,
dans
le
cas
de [ 3 ~ ( 3 . 1 )
19781
encore
intersection
peut
isol~e
fl = f2
est
limit~
complete
s'exprimer
et
au c a s
des
non plus
comme s u i t
singulari-
hypersurface.
:
= 0 germe ~ l'origine de s i n g u l a r i t ~ p-1 d'espace analytique complexe, on s u p p o s e q u e X= f - l ( o ) ~ Z e s t u n e i n t e r P complbte £ singularit6 isol~e e t on r e g a r d e la vari~t6 polaire F rela
section
Z donn~ par
en
. . . . .
f
z
n
tive
£
f
pour
l'hyperplan
z
= O. F
n
z
est
Zn = 0 e s t
assez
gSn~ral,
~E
d6finie
par
f
n
~(fl,..-,f ) p • . ~(z. ,...~z. ) ~ ll~...~lpE 11 1 P
mineurs
: Z
P
Fz
[1~n-1].
est
1
= ....
Alors~
transverse
f
si
p-1
= 0 et
annulation
l'hyperplan
~ Zn= 0 et
des
d~fini
sa ~ultiplicit~
par est
n
~(n-1)(fl,...,f
p) + ~ ( n - 1 ) ( f l , . . . , f p _ l La p r o p o s i t i o n
sations
des
mension
de l a
qui
doit
r6sultats
~tre
un.
aux vari6t$s
§ 2
-
base
cites
I
:
le
Soient
l'origine~
seule
restriction
des
d6montr~es
hypotheses
et
un ouvert
suivante Pour
pour dense
des
r6els
X un espace droite
supposer
(X,¥)
des
portant
~ d$finir
les
vari6t6s
r6sultats
sur
la
dans[
g6n6rali-
sur
la
di-
polaires~
transversalit6
6 ].
tout
dans
contenant
contenant
Que,
pour
de d i m e n s i o n
de
tout
H dans
est
Y avec
~ Yet
G(k,n+l)
d ~ 2 d e Kn + 2
; X° d ~ s i g n e
l'origine
identifie
L transverse
grassmanienne
complexes.
ce point
voisina~e
(K n + l × K,O) q u i
¥ tel
des
sous-anal~tique
qu'au
hyperplan
U de l a
ou c e l u i
des
la
partie
donn6 un ~0~ × K. A v e c
~ X ~ l'ori~ine~ (k+l)-plans
U, on a i t
la
i__~l
de propri6t6
:
route
suite
geant
vers
O,
((T
X°)n
L)iE ~
X~
corps
e_! Y u n e
du c o u p l e
Kn + 2 ( k ~ n - d + 3 )
(P)
comme c o r o l l a i r e s
servant
6galement
absolues,
de X. N o u s p o u v o n s
plongement
(P)
la
admet
LIMITES D'ESPACES TANGENTS.
contenant
existe
ci-dessus~
On r e t r o u v e
polaires
Proposition
ces
article
de l ' a p p l i c a t i o n
K d6signera
lisse
).
I de c e t
de c o u p l e s
(Hi)i~ ~ si
(xi,Hi)iE
dans elle
G(k,n+l)~
existe
est
~
avec
x.1E H.1 n X ° ~
convergeant coup6e
vers
(x i)i~
H,
transversalement
la
conver-
limite par
de H.
191
X.
H
/ Remarques dit~
:
Y :
(3)
la
I1 est
du t y p e
et
(4)
de V. N a v a r r o
([ 8 j ,
D~monstration propri~t8
d~finie
:
(P)
On c o n s i d e r e
J.L.
est pour
la
fibre
assurer
la vali-
de l a
projection
de
la
comme l e m o n t r e
remplacer
par
la
]~ p.
par
une hypbth~se
projection 242.
sur
de Kn + l × K ~ K
Cette
bypoth~se
ltexemple
version
d'incidence
plus sur
du
le morphis
: on i m p o s e
g~nbrale
(X,Y)
n'est
sera n~-
pas YcX.
lemme ( 4 . 6 )
1/
1~ p o u r
d a n s L.
proposition
Brylinski
Montrons
nous est
et
~ 9~
pour
que
ses
th.
venue
en a n a l y s a n t
un
r~sultat
3.12).
suggestions.
l'ensemble
0 des
(k+l)-plans
v~rifiant
la
un o u v e r t . cela
ta
sous-vari~tb
Y de X° x G r a s s ( k ~ n + l )
× Grass(d-l,n+l)
par
Y = g(x,H,T)/H
Prenons
de
Mais aucune
de c e t t e
Nous r e m e r c i o n s
est
une propri~t~
essentielle,
Y induit
on ne s u p p o s e
L'id~e
sur
lit
de E 5 ] t h .
ult~rieurement.
cessaire
se
possible
de X s u r
conditions
(P)
en f a i t
dim Y ~ ] e s t
cependant
me de p r o j e c t i o n
publifie
porte
proprifit~
L'hypoth~se
de s o u s - a n a l y t i c i t ~
chemins ~ -
La p r o p o s i t i o n
direction
des
L'hypoth~se
du Vrlemme d e s p e t i t s (2)
§ 4.
(1)
l'adh~rence ~
0
(k+l)plan
contenant
Y, x E X ° • H
~ de V d a n s X × G r a s s ( k , n + l )
de ~ a u - d e s s u s
de 0 p o u r
la
T = T X n L~ X
×Grass(d-l,n+i)
projection
~-X.
et
consid~rons
En i n t e r s e c t a n t
0
192
avec
le
semble H et
ferm6 des
tels
Z des
couples que
la
couples
(H,T)
(xi,H i) limite
avec
T des
tels
oue
x.1 d a n s
(T
dim T ~ H ~ d -
H.1N X o,
X° ) n L c o u p e
n + k,
on o b t i e n t
x.1 c o n v e r g e a n t B avec
une
vers
l'en-
O~ H.1 v e r s
dimension
exc6den-
xi taire.
On v o i t
Grass(k,n+l) 2/
montrer
de Y e r d i e r -
(Z~A)
le la
vari6t6
que
associ6
de
de
sections (~14],
tout
major6e,
z a A • On d 6 f i n i t
que
qui U n'est
de X p a r 296
voisinage
pas
2 et
de t
un o u v e r t
de
des
plans
On r e p r e n d dans
pour
la
[2~
~ A,
de
la
pres~
U rl-..rk~s
une lemme,
condition
passant
un couple
multiplicative
(k+l)
N Z dans
vide.
(k+l)-plans pour
appartenant
o
o
utilis6e -ici
(1.4))
a une constante
de ~
convient.
On s t r a t i f i e
p.
par
(w) Y.
strates
distance par
la
du dis-
cGrass(k+l,n+l)
au m o r p h i s m e
K(n+l-k)k×
d6fini
projection
corollaire
r6sultat.
des
la
l'ouvert
2.14,
de V e r d i e r dans
U de
est
maintenant
[11],
m~me t y p e
(w)
exprime
propre)
dans
TzZ a TtA e s t
tance
compl6mentaire
~ontrer
inaugur6e
La c o n d i t i o n
plan
le
Nous a l l o n s
technique pour
que
(projection
Kk × K
~ Kn ÷ l ×
K
par o ( ( a .1) ' " . . , ( a
n-k i ) 'Zl ,---
:
i:k E i=1
(0) a_ 1
Xn_ k =
i=k E i=1
(n-k) ai
x
o
~(x o ,...,Xn,Y)
' Zk,U) ri z. 1
ri z .1
r 1 Xn_k+ 1 = z I rk xn = zk
y = us
et
X est rl~ • . . ,rk~ s
alors
un ouvert
l'image
dense
r~ciproque
de X c K n + I × K
de A= K ( n + l - k ) x k ×
[O} × {0}
tel
par
ce morphisme.
que X
I1
existe
v6rifie rl,-.-,rk,s
la
condition de V e r d i e r l e l o n g de c e t o u v e r t h o n-k chaque (ai)'''''(a'--i ) le (k+l)-plan d'~ouations~
La c o n d i t i o n
k~ n-d+3
assure
que
A est
. Ceci
adh6rente
d~finit,
en
associant
:
a X rl,--.,rk~s
~h.
193
un ouvert
dense
U rl,-.-,rk~s ces ouverts On p e u t
oue
la
ouvert.
denses,
supposer~
Prenons
H est
courbe
Xn_ k =
i:k E i=1
(n-k) ai
d6fini
d'bpreuve
image
dans
les
(i.e. sa
On p e u t
V(Xn_k+ i ) = r i , alors
(~o,...,~n~)
¥ ; nous
H~ d a n s
~k+l
l'intersection
, v6rifie
Xo~...,Xn_
la
O de
propribtb
k ~ 0ue
(P).
le
O.
analytique sur
noterons
y : (~0)
L tangente
Xo: Xo(t),...,x
n-- X n ( t ) ,
~ (X,O))
tel
a LN H, c e q u i y:
y(t)
et
en
fa~on.
Si
de K { t }
> inf(V(Xn_k+ 1),...,v(xn))
"
v(y) = s.
remonter
ce
sont
coordonn6es
les
plan
Xn_ k :
projection
par
par
coordonn6es
x ° .....
inf(V(Xo),...,V(Xn_k))
On n o t e r a
k+l
un morphisme
courbe
naturelle
tout
parcourant
par
X~ a i t
la
v la valuation
que
a changer
plan
Xn_k+ i
de Kn + l × K p a s s a n t
rl,...,rk,s
quitte
en param6trant
notant
(O) ai Xn-k+i
Montrons
pour
le
un disque
s'6crit
i:k ~ i=1
de ( k + l ) - p l a n s
cet
(k+l)-plan
xo
disque
darts X
d'au
rl,---,rk,s
d'une
normale
moins
h X au p o i n t
une
(Xo,..-,Xn~Y)
alors rI (zl ~o'''''Zk
rk
r 1
rk
~o''''~zl
]]n-k'''''Zk
r.-ll "'''rizi sont
les
coordonnbes
La c o n d i t i o n
(~n-k+i
d'une
de V e r d i e r
normale
s'~crit
+
j=n-k E j=O
~n-k''''''"
a"j ) s u S - 1 ~) 1 ~j '
a X(rl,...,rk,s :
pour
) au p o i n t
1 _
correspondant.
O_< j _ < n - k
r.
v ( z . 1 ~qj) > 1
inf
(v(z.),v(u))
l~i_
1
r -1 v((z'il (~n-k+i
inf
Comme v ( z i )
(*)
= v ( u ) = 1 , on a ,
V(Xn_k+ i ] / j )
Nous allons
montrer
inf >- l_<,~k que dans
+
pour
1_< i < k ,
terme
j=n-k Z j=O
aj v( u s-1 i ~j) , s ~))
0_< j_< n - k ~
(V(Xn_k+£(7]n_k+ £ + le
+
de d r o i t e
j=n-k E 3:O v(y~)
. a3 ~j)),v(y~)) ne peut
~tre
un minimum
194
strict. est
Ceci
donc
r6sulte
"orthogonale"
x! = ( x . o ¥ ) ' ) 1
de ce q u e ~ la
le
chemin est
normale
pris
dans
(I]o,~l,...,~n,~)
X,
la
ce q u i
tangente
au c h e m i n
s'6crit
(en notant
:
1
i=n Z x~l ~]i + y ' ~ = i=O Compte-tenu
O
de i=k x . = ~ a~ 3 i:1 1 Xn-K+l---
pour
Og j ~ n-k
v(y')
= v(y)-
de d r o i t e
et
1,
de
des
in6galit6s
on v o i t
(~).
(a)
que v(y~)
I1 existe
alors
et
en r e m a r q u a n t
ne p e u t
Stre
un i n d i c e
i
q u e v ( x ! ) = v ( x i ) - 1~ 1 minimum s t r i c t dans le terme
tel
que j=n-k
V(Xn_k+ i ~ j ) pour
0 ~ j g n-k,
d'o6
pour
O ~ j ~ n-k
On a d o n c vu c u e ~ Het
de l e u r s Ceci
pour
tout
projections
bquivaut
intersection
plus par
:
g~n6ral Y,
mais
demandant
§ 3
-
sur
~ la
est
de
la
des
assez
(P)
facile
pour
cui
sur
il
Lest
une courbe
l o n g de ce c h e m i n ~
a une composante
le k-plan
denses~
de
de en
H, est
voir
eu'on
consid6rant
plans
(n+2-i)-plan
U conVient dense
la
tanlinite
non nulle
d a n s H.
donc~
~tant
dans
Grass
un
6nonc~
et~
(k+l~n+l)
contenant
D i v6rifie
peut non
la
avoir pas
des
un
(k+l)-plans
Y~D I~D2D
... D.I D''"
propri6t6
(P).
peu H passant
Dn~
¥et
en
TRANSVERSALITE AUX VARIETES POLAIRES.
La p r o p D s i t i o n
bien
minologie renvoie
projection
un v e c t e u r
d'ouverts
proposition
drapeaux le
de t r a n s v e r s a l i t b aussi
la
normaux ~ X le
).
II
que
Lest
~j))
~ V(~n_k+i)
chemin dont
propri~t6
d~nombrable
(U = N U rl,--.,rk~s Remarque
tout
champ de v e c t e u r s
a Jl
j=O
:
v(~j)
genre
z
~ V(Xn_k+i(~n_k+ i +
dans
le
de [ 1 2 ] . le
pr6c6dente
aux vari6t6s
lecteur
cas
absolu
que d a n s
Pour un cadre ~ [6 ]et
va permettre
polaires
g6n6ral
a [12].
de d 6 m o n t r e r
des plans le
cas
qui
relatif
concernant
servent pour
les
des
propri6t~s
~ les
reprendre
vari6t6s
d6finir, la
polaires
teron
195
Corollaire Soit
1 (transversalit~
xccN+I
que tout cite
drapeau
Dk+l,
Px(Dk+I) = ClOture
:
assez
on p e u t
g~n~ral,
a v e c ¥ = ~O).
En u t i l i s a n t
contenue
d'abord
lim Tx(X°) xEF x~O
et
est
Alors
:
pour
pres-
polaire
asso-
de d i m e n s i o n
~d-k}
1,
si
le drapeau
Dk t r a n s v e r s a l e m e n t ~ O. D b s i g n o n s 8tre
contredirait ~,
alors
on a u r a i t
existerait
(P)
(X,Dk+ 1) e n g e n d r e
k~ d-2).
p o u r Dk+ 1 •
la
le
limite Sit
de
~tait
Supposons
Dk • M a i s
comme on a d i m ( T A Dk+ 1) a d - k ,
alors
une
~ cette
En e f f e t ,
md-k , et
(pour
N) e s t (P)~
tangente
d a n s Dk+ 1 •
de d i m e n s i o n
la propri~t~
il
par ~ la
contenue
(D1,...,D
la propri~t6
une contradiction
on a
~ la propri~t~
(P)
•
lisse
Corollaire
maintenant
de d i m e n s i o n
~erme en O d'espace
Pxf(Dk) pour presque
D~monstration
:
pour
anal~tique
Dl ~ D 2 ~
...
=
tout
aux v a r i 6 t 6 s
les
"polaires
de d i m e n s i o n
:
d d a n s KN, e_~t f :
dim T x X f ( x ) N Dk ~ d - k~
drapeau,
Pxf(Dk)
est
transverse
N×K
le graphe
ZcX×K~K
bijective
de K N × K c o n t e n a n t nous
quand
la
On s u p p o s e
X
X~K
~ x E X° /
On c o n s t r u i t
L = KN× [O~,
relatives")
cloture
une correspondance
(N-k+l)-plans
relatives,
analytique.
DN de KN, on d ~ f i n i t
z = [(x,f(x) On a a l o r s
polaires
1.
2 (transversalit~
P o u r un d r a p e a u
pour Z et
[ 6 ] (5.1.2)) d.
la vari~t~
Dk+ 1 v ~ r i f i e n t
un p l a n
d a n s Dk ~ a l o r s
On s ' i n t 6 r e s s e
Alors,
par
~ Dk e n
que ~ ne peut
contient
d i m ( T N Dk) ~ d - k + l , p o u r Dk .
Px(Dk+I)
de F ne c o u p e p a s Dk+ 1 t r a n s v e r s a l e m e n t
que k soit
cf.
de X / T x X ° n D k + l e s t
q u e Dk e t
ne coupait
d a n s Dk+ 1 , c e c i
maintenant
base
lisse
de F~ Tx X° c o u p e Dk+ 1 s u i v a n t long
on n o t e
la proposition
supposer
Si Px(Dk+I)
Montrons
Tx X° l e
T=
si
absolues"
e n O, de d i m e n s i o n
transversalement.
F d a n s X°U ~O] t a n g e n t e
courbe.
"polaires
par
de ~ x E X° p a r t i e
D~monstration
long
d~finie
Dk c o u p e P x ( D k + I )
courbe
les
D 1 ~ D2 ~ . . . D DN ,
au N - k - p l a n
alors
pour
un ~ e r m e de s o u s - a n a l y t i q u e
a Dk • de f
lx~x} entre
¥= ~O~×K.
les
(N-k)-plans
Si D ×Y=H k
v~rifie
de KN e t
les
la propri~t~
(P)
196
X
Xf(o)
Xf(x ) f
~
/
0/
:VJ kl
f(o)
/ allons
montrer
existerait te
cette
sur
une
Lest
Pxf(Dk)
courbe
courbe
dans
tangente
direction d - k~
que
la
limite
pour
i' d a n s le
transverse
Pxf(Dk)~
graphe
et
autre
que
a Dk •
avec
Or
le
long
une
n'en
dont
courbe
Dk a v e c
la
~tait
pas
tangente
courbe
de c e t t e
coupe
encore
S'il
['- {0] ~X°~
on y o b t i e n t
TxX q u i
lim T Z~ L v6rifie x~O
(P)
est
~ HN L = Dk !
de L n ' e s t
\
f(x)
la
ainsi~
a Dk . la
m~me p r o p r i 6 t ~ ,
On r e m o n
projection
TxZ c o u p ~
dimension
il
avec
la
au m o i n s
ce qui
contredit
X
Dk × Y= H .
C o r o l l a i r e 5 (B. T e i s s i e r , c f . s i o n 1, YcX, s a t i s f a i t
]12],
lemme 5)
:
Si (X°,Y) avec Y de dimen-
l e s c o n d i t i o n s de Whitney~ a l o r s Px(D2) (o__~u D2CKN+I
e s t un plan de codimension 2 g6n6rique) e s t v i d e .
D~monstration dr~
par
une
courbe
gents d-
D2 e t
a X°
:
On p e u t
Y v~rifie
supposer
(P).
Si
y,
avec
y - {0] cX °,
le
long
de y .
1~ p u i s q u e
¥ est
dans
T dolt Px(D2).
D transverse 2 Px(D2) n'~tait
et
y~Px(D2).
intersecter T doit
Soit
~ Yet
T la
D2 a v e c
contenir
que
pas vide,
une
l'hyperplan
on p o u r r a i t
limite
des
dimension
Y (condition
a)
plans
engentrouver tan-
au m o i n s de W h i t n e y ) ,
197
il
dolt
y sur
contenir
Y)
D2~ Y e t et
par
analytiques
§ 4
-
espaces
que £~D 2 .
d-
(P).
1~ ce q u i
est
~(y)
projection
On a u r a i t
alors
D2 ne c o n t i e n t
suppl6mentaires,
Y de d i m e n s i o n
de W h i t n e y p a s s e n t dans
Teissier
1,
hyperplanes
[10],
~ singularit6
et
Supposons
(y s u r y ,
T devrait
une
donc p a s £.
contenir
contradictoire
de
avec
Yet
~,
dimT = d.
•
avee
complexe
y.x--~
(D 2 + Y) v 6 r i f i e
dimension
Teissier
d'hypersurfaces
analytique
que
aux sections
conditions
conjectur6
normales
de W h i t n e y ) .
trois
la
Toujours
~ des
fair
donc v i d e .
Whitney passe les
le
donc
D2 a v e c
est
b)
avec
£ sont
couper
que
limite
(condition
contradiction
Px(D2)
la
le
cas
que
la
condition
(a)
de
On r e t r o u v e
pour
aux sections
hyperplanes
g6n6riques,
r6sultat
isol6e
dans
on o b t i e n t
g6n6riques.
de B r i a n g o n - S p e d e r
[11],
g6n6ralis6
o~ Y e s t
par
pour
Navarro
de d i m e n s i o n
dim Y= 1
les
[8]
quelconque,
fair
familles
aux s o u s mais X
[12].
EXEMPLE.
Consid6rons
l'hypersurface
analytique
Z de ¢2 × ¢2 d 6 f i n i e
par
2 2 Xl,+ x 2 + Y l X l + Y2X2 = 0
N o t o n s Y= [ ( X l , X 2 , Y l , Y 2 ) la
condition
tion
x 2- ~x2= 0 et
y~
x 1 = kt 2
le
long
; x 1 = O, x 2 = O} e t
de f r o n t i ~ r e .
de y~
les
Par
1'are
'
contre
si
analytique
x2 = t 2
coordonn6es
'
X= Z - Y. L e c c o u p l e
HX e s t
un h y p e r p l a n
de X d 6 f i n i
Yl = t
projectives
,
par
(X,Y) v 6 r i f i e
contenant
Y d'6qua-
:
Y2 = - k t -
(1 + k 2 ) t 2
,
de T X s o n t x
~1 = 2 x 1 + Yl = t + 2 k t 2
~2
~1 = Xl = ~ t 2
et
la
eelles
limite
H a
x2
-kt+
(1
\2)t2
t2
de T X a d o n c p o u r c o o r d o n n ~ e s p r o j e c t i v e s
d a n s HX q u i •
~2
Y2
X
(1 ; - ~ ; 0 ; O) q u i
sont
de HX , Pour tout
nue
2x2
hyperplan
donne naissance
HX c o n t e n a n t ~ une
limite
Y il
existe
d'espace
done une tangents
courbe
conte-
contenue
dans
198
BIBLIOGRAPHIE
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Th~se~
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de n o m b r e s de M i l n o r ~
polaires~
singulieres~
V. N a v a r r o ,
B.
~ -cons
291.
B. T e i s s i e r
Navarro
61,
Sections
Stratification
Proc.
rities,
V.
Speder
Minorations
p.
291
Math.
~11]
:
t.
Diagonal
[10]
Henry
de v a r i 6 t 6 s
V.
impliquent
153-163.
Note aux C.R.
transversalit6
completas,
[8]
J.P.
de W h i t n e y
17-45.
des vari6t6s
[73
26 ( 1 9 7 6 ) ~
Henry~
analytiques,
M. G i u s t i ~
larities,
1"6]
Fourier,
Les conditions
279.
108
[4]
sont
:
Speder
Inst.
Brian~on,
point p.
J.P.
of
sections 1972~
invariants
Summer S c h o o l 1977,
p.
planes
Ast6risque
in
the
on r e a l
565-675.
et 7-8
conditions (1975)~
geometry
de 285-562.
of discrimi-
and complex singulari-
199
El2]
B. T e i s s i e r Note
~13~
B.
:
aux C.R.
Teissier
Yari~t6s hcad.
:
Sc.
Vari6t~s
polaires Paris,
t.
polaires
locales 291
-I-,
et
(1980),
conditions p.
de W h i t n e y ,
799.
Inventiones
Math.
40 ( 1 9 7 7 ) ,
267-292.
E14~
J.L.
Verdier
Inventiones
: Math.
Stratifications 36
(1976),
de W h i t n e y e t
th6or~me
de B e r t i n i - S a r d ,
295-312.
C e n t r e de M a t h ~ m a t i q u e s Ecole Polytechnique F-91128
PALAISEAU C e d e x
BETWEEN EQUIMULTIPLICITY AND NORMAL FLATNESS
Mo Herrmann und Uo Orbanz
Introduction.
Zariski's
paper " R e d u c t i o n o f t he s i n g u l a r i t i e s
algebraic
three dimensional varieties"
ing p o i n t
for
the r e s o l u t i o n
of
prove t h a t thing
this
needed i s
c o n t a i n e d in
process w i l l
to have some c o n d i t i o n allows
to conclude t h a t
the s i n g u l a r i t y . related
to
It
is
for
to
the s i n g u l a r
in a l l
clear
that
X
X
along
It
by b l o w i n g
X. To be a b l e to
i m p r o v e t he s i t u a t i o n ,
the f i r s t
S e c o n d l y we would l i k e
a smooth s u b v a r i e t y
b l o w i n g up
dimensions.
locus of
the s i n g u l a r i t y .
of
be seen as one s t a r t -
of a given v a r i e t y
finally
a measure f o r
is
singularites
s u g g e s t e d to g e t a d e s i n g u l a r i s a t i o n up smooth c e n t e r s
[Z]
D D
of
will
such a c o n d i t i o n
X , which actually
will
improve
be c l o s e l y
the way o f m e a s u r i n g th e s i n g u l a r i t y .
For surfaces ( i n c h a r a c t e r i s t i c
0 , embedded in a three dimen-
sional nonsingular v a r i e t y ) , t h i s program was c a r r i e d out by Z a r i s k i in the above c i t e d paper, and the r e s u l t was used to resolve the s i n g u l a r i t i e s of an a l g e b r a i c three dimensional v a r i e t y by l o c a l u n i f o r m i s a t i o n o The measure f o r the s i n g u l a r i t y in Z a r i s k i ' s proof (and in every surface proof afterwards except t h a t by Lipman [ L i l ] ) was the m u l t i p l i c i t y ,
and one c o n d i t i o n f o r a r e g u l a r curve to be a per-
m i s s i b l e center was to have the same m u l t i p l i c i t y
in each p o i n t , i°eo
the c o n d i t i o n of e q u i m u l t i p l i c i t y o To obtain such curves, Z a r i s k i used the f o l l o w i n g procedure: He showed t h a t the set highest m u l t i p l i c i t y on
X
S
of points of
is a s u b v a r i e t y , so every one dimensional
201
component o f
S
is
an e q u i m u l t i p l e
In H i r o n a k a ' s istic idal
0 [HI],
p r o o f of r e s o l u t i o n
of e q u i m u l t i p l i c i t y
for
the s i n g u l a r i t y ,
out that
if
measured by
could
functions.
And a g a i n ,
center will
~* i n t h i s
stability
of
function ~
Samuel f u n c t i o n ,
candidate for it
(locally):
Let
Q/Po i s
A (a)
of
and
X
X
sense)
in a regular,
is
functions
([H2],[Sil])O
equivalent
to t h e in
may r e p l a c e
of the H i l b e r t -
w i t h maximal H i l b e r t - S a m u e l subvariety
of a p e r m i s s i b l e
the c o n d i t i o n
of
be a r e g u l a r
local
Let
of
S
normal f l a t n e s s °
ring,
A c Po
func-
monoidal trans-
o f v i e w we have t he f o l l o w i n g
again°
Fur-
Therefore,
function
S , and any r e g u l a r
point
regular
Po c Q
situation
a p r ime i d e a l
be an i d e a l
and c o n s i d -
P = Po/A o Then we have t he f o l l o w i n g
(Hironaka)
R
is
normally flat
can be g e n e r a t e d by e l e m e n t s the i n i t i a l
process
a center
satisfies
(Q,Mo)
b l o w i n g up
by t h e s e m i c o n t i n u i t y
th e p o i n t s
such t h a t
Theorem H.
in a
become worse
be e x p r e s s e d by u s i n g
the H i l b e r t - S a m u e l
. Finally,
From t h e a l g e b r a i c
R = Q/A
don't
b e i n g unchanged ( [ H 2 ] , [ B ] ) o
form a g a i n a s u b v a r i e t y since
well
an a p p r o p r i a t e
desingularisation,
the c h a r a c t e r
er
turned
(see theorem
not i n c r e a s e th e H i l b e r t - S a m u e l
thermore,
Hilbert-Samuel
formation,
~
by b l o w i n g up t he v a r i e t y
can e q u a l l y
(in
a natural
v~ to
on t he c e n t e r s
because i t
the s i n g u l a r i t i e s
of corresponding points
is
sequence"
~.
Hilbert-Samuel
tion
and he
v * was used as a measure
be e x p r e s s e d by u s i n g
center,
Now normal f l a t n e s s normally flat
"multiplicity . Now
was normal f l a t n e s s ,
Then H i r o n a k a showed t h a t normally flat
Hironaka's
in c h a r a c t e r -
to normal f l a t n e s s ,
and th e c o r r e s p o n d i n g c o n d i t i o n
transformations
normal f l a t n e s s
H below). regular,
by a k i n d o f
the case o f c o d i m e n s i o n > i
of monoidal
singularities
was based on t h e same i d e a ° H i r o n a k a g e n e r a l i z e d
the n o t i o n
r e p l a c e d the m u l t i p l i c i t y deal w i t h
of
t h e way o f m e a s u r i n g and c h o o s i n g t he c e n t e r o f a mono-
transformation
and r e f i n e d
curve.
forms o f
fi
fl .....
fr
g e n e r a t e the
along
P
if
and o n l y
if
such t h a t initial
ideal
grM(A,Q ) and
202
(b)
~Mo(fi)
= ~po(fi)
Geometrically, at
th e g i v e n p o i n t
fi
= 0 , but a l s o
for
i=1 . . . . .
condition
(a)
x
is
th e
says t h a t
intersection
th e t a n g e n t cone o f
of the c o r r e s p o n d i n g h y p e r s u r f a c e s , the
fi
" As a s p e c i a l
easier
r
case o f
Proposition.
The n o t a t i o n s
a hypersurface:
(i)
R
(ii)
eo(R ) : e o ( R p ) .
(iii)
is
VMo
of the h y p e r s u r f a c e s
X
at
defined
x
is
the i n t e r s e c t i o n
by t h e i n i t i a l
forms o f
th e above theorem we g e t t he f o l l o w i n g
(f)
=
~Po
b e i n g t h e same as a b o v e ,
Then t h e f o l l o w i n g
normally flat
along
case,
as can e a s i l y
lution
normal f l a t n e s s
of hypersurface singularities
N e v e r t h e l e s s one can ask i f sense t h a t
will
yield
some a d d i t i o n a l
in the general
stronger
than e q i m u l t i -
is
we t r i e d
In g e n e r a l ,
presents
already
the reso-
t he main d i f f i c u l t i e s .
th e c o i n c i d e n c e o f e q u i m u l t i p l i c i t y some s i m p l i f i c a t i o n complications
to
t he same as e q u i m u l t i p l i c i -
and
of resolution,
i n t he
can be a v o i d e d , which o c c u r
case.
One o f our main t e c h n i q u e s under which c o n d i t i o n s
i n §2 was m o t i v a t e d by t h e q u e s t i o n ,
t h e b l o w i n g up o f a l o c a l
be C o h e n - M a c a u l a y a g a i n .
pletely
is
and as a c o u n t e r p a r t
i n t h e h y p e r s u r f a c e case a b o v e .
normal f l a t n e s s
A = f-Q
be seen. One o f our aims was t o g e t some i d e a
cases i n which normal f l a t n e s s
like
let
are e q u i v a l e n t :
P .
o f t h e gap between t h e s e t w o n o t i o n s , describe
conditions
(f).
In t h e g e n e r a l plicity,
will
X
result:
define
ty
not o n l y t he v a r i e t y
In t h i s
open, b u t some comments w i l l
o f §2 we g i v e c o n d i t i o n s flatness,
generalizing
sections.
Examples w i l l
Cohen-Macaulay r i n g
form t h e p r o b l e m i s be g i v e n
i n §2.
under which e q u i m u l t i p l i c i t y the h y p e r s u r f a c e case to illustrate
that
still
com-
In t h e main r e s u l t implies
normal
some c o m p l e t e i n t e r -
these conditions
are not too
strong. In § I ,
some c o n d i t i o n s
for
equimultiplicity
are g i v e n .
This
is
203 an e x t e n s i o n o f o u r paper [ H 0 1 ] , (see a l s o
using a result
As a consequence o f t h e r e s u l t proof that
and o n l y
At t h e end o f § i plicity
is is
results
in
t h e b l o w i n g up o f a s u r f a c e
morphism i f
which
by S c h i c k h o f f
[Sch]
[Li2])o
if
the s u r f a c e
we i n d i c a t e
related
related
is
[HO I ]
curve
equimultiple
along this
how one o f t h e c o n d i t i o n s
to f l a t ,
equimultiple
to t h e p r o b l e m o f
families
of
for
q u e s t i o n s are s t i l l
curve°
equimulti-
ideals,
and can be f ound i n
a topic, These
[Li2].
u n a n s w e r e d , and some
new q u e s t i o n s a r o s e as consequences o f our p a r t i a l questions will
is a finite
simultaneous resolution.
a r e m a i n l y due t o T e i s s i e r Some o f our o r i g i n a l
we g i v e an e l e m e n t a r y
in a regular
results.
occur at the proper place in the t e x t ,
These
where t h e y can
be f o r m u l a t e d more p r e c i s e l y .
§ 1
Conditions In t h i s
The f i r s t
equimultiplicity
section
refers
ding notion structed
for
we s t u d y two c o n d i t i o n s
to t h e r e d u c t i o n
of analytic
spread.
related
o f an i d e a l
to m u l t i p l i c i t y .
[NR] and t h e c o r r e s p o n -
The second uses a homomorphism con-
by H i r o n a k a to c h a r a c t e r i z e
normal f l a t n e s s ;
using
homomorphism one can a l s o deduce t h e w e l l - k n o w n c r i t e r i o n flatness
using Hilbert-Samuel
If is
R
regular,
is
eo(R ) = eo(Rp) Now Dade [D] lization
any l o c a l ,
e°
of the d e f i n i t i o n
A ~ R , using ral
definition
If
R
M-primary
P
is
of
[R.S.]
R being equimultiple ideals
A c B
normal
P
R/P
if
i n t h e sense o f Samuel. introduced
t o an a r b i t r a r y R/A
a generaideal
T h i s g i v e s a more g e n e -
along
are very c l o s e l y ring
such t h a t
along
independently
of multiplicity
a quasi-unmixed local ideals
a pr ime i d e a l
equimultiple
systems o f p a r a m e t e r s o f
Reductions of is
and R
being the m u l t i p l i c i t y
and R. Schmidt
for
functions°
ring
then we say t h a t
this
A
related
to m u l t i p l i c i t y ,
w i t h maximal i d e a l
have t h e same m u l t i p l i c i t y
if
M , then two and o n l y
if
A
204 is
a reduction
niteo
of
B
[NR],
(A c o r r e s p o n d i n g
dim R([B~]).
This
some i d e a l I(A)
A
can
denotes
generators blowing
the
of
geometric
the
be r e l a t e d analytic
a minimal
up o f
R
is
I(A)
fibres
of
f
If
R,MpA R/A
1 o So t h e
are form
the
assume
ideals
of
condition Ao
I(A)
If
F : X ~ Spec(R) the
dimension
x I .....
xr
form
we know t h a t
the
of
graded
any e l e m e n t s parameters,
isomorphism
class
is
of
is
So l e t
the
is the
the fibre
means t h a t
Xl,°..,x
we p u t
Xr ]
all
system
normally
R is
normally
flat
For
any s y s t e m
of
of
flat
~
the
If
~i=l
that
A
ker
following
along
XlR
R/A if
in
is R/A
should
and
if
, so t h a t
and o n l y
condition
•
regular if
m is
V=M, an
than m being
an
be n i l p o t e n t .
conditions:
A .
parameters
for
R/A
,
~ has a n i l p o t e n t
kernel.
the
ht(A)
= l(a)
R
is
equimultiple
In
(1.1),
easy
such allow
after
implications
that
meters.
°
R/A i s pass
Unfortunately
from (or
giving (2)
regular,
So one c o u l d to
along
A .
the
~ (3) (I)
necessary ~ (4),
~
be t e m p t e d
(2) to
equimultiplicity fortunately?)
it
and for
believe to
,
6 vn/Mv n n>O
parameters
along A weaker
requirement
us c o n s i d e r
r E R whose r
V = A +
I
x i mod MV .
([HI],[HSV],[Si2])o
isomorphism
following
epimorhism
• An/MAnEXI . . . . . n>O
a regular
R
where
number o f
of
= I(A)
_
to
least
has t h e
ht(A)
than
along
= I(A),
of
condition
as a b o v e , f o r a system
:
Xi
R
A,
A , then
the
be i n f i -
less
of
ht(A)
ioe.
to
same d i m e n s i o n .
and we have a c a n o n i c a l
sending
R/M height
of
[NR]):
center
have t h e
in
to
spread (see
for
why e q u i m u l t i p l i c i t y
reduction
with -
We a l w a y s
holds
reason
interpretation
f-l(M)
image
is
[R].
result
definitions, if
is
a regular that
normal
turned
A
out
we w i l l a prime system
these flatness that
in
show
ideal
of
para-
conditions step
by s t e p .
a quasi-unmixed
205 local
ring
(2),
and (3) ~ (2)
(3)
will
and (4)
Our c o n s i d e r a t i o n s Problem Io flatness
Is
are e q u i v a l e n t .
be shown i n
(1.2)
l e a d us t o
state
can be r e l a t e d
(4) ~ (3)
respectively.
the f o l l o w i n g
there a reasonable condition
and e q u i m u l t i p l i c i t y ?
a condition
The i m p l i c a t i o n s
and ( 1 . 3 )
properly
open p r o b l e m s :
between normal
(Here r e a s o n a b l e c o u l d mean t h a t
to
the b e h a v i o u r of
singularities
such
under
monoidal transformations.) Problem 2o and
e(R)
center
If
P
is
= e(Rp)
, and i f
P , when does i t
Problem 3.
(i.i) ideal,
and we assume
A
system f o r function
for
R/M
R to
(see
in
[No]
R
R/P
a monoidal transform e(R')
of
R
is
of
regular
R
with
2 e(R)?
along
A
imply that
~
is
denotes a l o c a l
be i n f i n i t e ,
or
R
ring,
its
maximal
a l t h o u g h most o f t he r e too.
and x = { X l , . . : , x
[HSV]).
M
r}
Then we d e f i n e
a multiplicity a numerical
by n = e(x,grA(R))
,
denoting
the m u l t i p l i c i t y symbol i n t r o d u c e d by W r i g h t . As n H)~ i :~( n = ~ H)~ i _tl )~( k for i > 0 , and by an easy k=o
we p u t
computation
(see
[HSV], po 113) we g e t H( I ) ( ) = ~ e(x,R/P)ol(Rp/An+iRp) x , A , R -n p
(1.1.2)
where t h e summation i s us remark t h a t
for
taken over a l l
minimal
such a p r i m e we have
dim R/P = dim R/A , so we c o u l d r e s t r i c t of
such t h a t
residue field
H(O) ~,A,R(n)
e(x,-)
is
of
A ?
a finite
be an i d e a l R/A
(Ioloi)
usual
general
Throughout §I,
a re t r u e Let
R'
hold t h a t
Does normal f l a t n e s s
an i s o m o r p h i s m f o r
sults
a prime i d e a l
Ass(R/A),
which w i l l
be d e n o t e d by
primes
e(x,R/P)
# 0
P
of if
A
and o n l y
the summation t o t h i s Assh(R/A)o
Let if
subset
206
By (1 1 . 2 ) •
the values
'
of
H( 1 )
R(n)
~,A,
by a p o l y n o m i a l w i t h r a t i o n a l coefficients° d e g r e e and t h e h i g h e s t c o e f f i c i e n t of this
for
large
n
are given
Let d and a be t h e polynomial respectively°
Then we d e f i n e (1.1.3)
e(~,A,R) If
A
is
multiplicity
M-primary,
system
Hilbert-Samuel If is
then
R/A
o the
empty s e t
, and f o r
this
is
the
only
we r e c o v e r
non-trivial
the ordinary
function
H(1)(n) and t h e Samuel m u l t i p l i c i t y eo(A ) A,R ~ R/A = dim R, t h e r e l a t i o n t o Samuel m u l t i p l i c i t y
by
(1.1o4)
e(~,A,R)
All ing
for
ht(A)+dim
given
= d!a
these
facts
equimultiple
There exists
=
~ PEAssh(R/A)
can be f o u n d
along
a system o f
A
is
in
e(~,R/P)eo(A.Rp)
[HSV].
now e x p r e s s e d
parameters
The c o n d i t i o n in
of
the following
~ = {x I . . . . .
x r}
for
R
be-
way:
R/A
such
that (1.1o5)
e(~,A,R) Next
is
let
an i d e a l ,
for
some of
I(A)
of A
It
B
will
turns
out
grA(R )
generators
is
A(e.go
is
of A
spread°
A
if
itself)
infinite
If
generators,
B c A
B An = An+l contains
(as we a s s u m e ) ,
number o f
= dim g r A ( R )
the associated
a minimal
every
denoted
reduc-
by
If
® R R/M ,
graded ~(A)
ring
of
denotes
R
with
respect
the minimal
M- p r i m a r y
and
~ I(A) B
~ ~(A)
a reduction
o of
A , then
it
is
to
number o f
A , t h e n we have ht(A)
is
about analytic
that
(1.1.7) A
R/M
Krull-dimension. of
o
a reduction of
same m i n i m a l
I(A)
and dim t h e
If
be c a l l e d
A , and i f has t h e
(1.1.6) where
some f a c t s
n . Every reduction
reduction tion
us r e c a l l
= eo( ~ R +A)
clear
207
that
eo(A ) = eo(B)o
c a s e we have every
multiplicity
eo(BoRp) has t h e
for
following
in
R
such
that
a)
A
and
B
b)
eo(AoRp)
In by t h e ideal
of
general
B
of
of
Ao T h i s
which
will
and
eo(AoRp)
=
observation
be u s e d :
and l e t
and h t ( B ) minimal
last
A
be i d e a l s
B c A
= I(B)
prime
P
of
(or
A
B
A o also
need t h e
description
d e p e n d e n c e on i d e a l s ° x
is
said
to
If
be i n t e g r a l
+ooo+ a n = 0 , a i
x n + a I x n-1 All
only
the
, or more generally
P
every
in
of
A c R over
reductions is
any
A , if
x
the
integral
an e q u a t i o n
(1olo8)
closure
R/A
also
reduction
be q u a s i - u n m i x e d
we w i l l
integral
every
converse,
of
x E R , then
satisfies
of
for
following
for
same r a d i c a l
a reduction
the
we see t h a t
prime
R
have t h e
notion and
Eet
= eo(B.Rp)
is
~
minimal
important
([B~])
B
(1olo4)
= e(x,B,R)
system
every
T h e o r e m 1.
Then
Using
e(~,A,R)
elements A
if
of A
Therefore,
integral
over
A o Now an i d e a l
is
integral
if
R
is
over
A
form
B c A B , or
a domain,
again
is
an i d e a l ,
a reduction
A c ~
reductions
E Ai
(see
[NR]
of
A
and
may be d e s c r i b e d
if
and
[Li3])o by u s i n g
valuations. Now l e t a system
of
A c R
images are
a system
Then t h e r e
is
of
~
Xi
has a n i l p o t e n t
for
a natural
(1.1.9)
sending
again
parameters
to
xi
:
be an i d e a l R/A
parameters
in
R
and l e t
in
we mean e l e m e n t s , r R/A). Let V = A + Z i=l
homomorphism of
graded
~ An/M A n [ x 1 . . . . . n>O
Xr ]
then
both
rings
in
be
xr whose xiR
.
rings ~
+ M V E V/M V o m s u r j e c t i v e
kernel,
x I .....
(by which
(1.1.9)
m Vn/M V n n>O by d e f i n i t i o n . have t h e
If same d i -
208
mensiono
Now
(1olo10)
dim(
~ An/M A n [ x 1 . . . . . n>O
dim(
~ vn/M V n) n>O
Xr] ) = I(A)
+ r
and (1oio11)
since
V
is
M-primary
(see
A c R
[NR]).
Lemma 1.
Let
a)
ht(A)
+ dim R/A = d i m R ,
b)
there
exists
a nilpotent Then
ht(A)
of
a)
ht(A)
+ d i m R/A = d i m R ,
b)
ht(A)
= I(A)
A c R
for
any s y s t e m
Let B
of
z I .....
of
prime
(1.1o12)
cities (1olo13)
of
R/A
, for
which
m
has
B P
= I(A) and
(see
[No]),
+ x
R)
x r}
for
R/A
we have
.
= ht(A))
generate
have t h e
a minimal
same m i n i m a l
reduc-
primes,
and
we have
x R + B
= e o ( ~ R + B)o
A
that
= {x I .....
= eo(A
eo(B.Rp)
Of c o u r s e
such
parameters
z s (s
Ao Then
each such
e o ( ~ R+A)
parameters
be an i d e a l
e(~,A,R)
tion
that
= I(A) Let
Proof°
such
we g e t :
kernel°
Lemma 2°
Then f o r
= dim R
Therefore
be an i d e a l
a system
= l(V)
is
= eo(A.Rp) a reduction
By t h e
of
associativity
x R + A , therefore formula
for
we have e o ( ~ R + B)
= z e(~,R/P)eo(B.Rp) p
,
multipli-
209 where
P
follows
ranges by
needed
to
meters
for
that
on we w i l l
To p r o v e
Let
,x I,
apply
these
Xl,...,x
the
for
is
with
1.2.2)
e(~,A,R)
is
assertion
assumption a system
a)
of
is
para-
1.2.3)
e o (V)
1.2.4)
x I .....
=
xr
parameters
following
local
any i d e a l
A .
following
r = d i m R/A > 0 for
R/A
superficial
and p u t
elements
properties:
eo(V/xR )
if
ht(A)
> 0 o
part
R/M
1
xi
xi
~ A + M V + XlR
-
xi
(1.2.3)
Xi_lR
hold
the
R/XlR
in
of
parameters
be i n f i n i t e .
following
+oo.+
+...+
+...+
Xi_lR
R+...+
assumed t o
V/XlR
contained
XlR + . . . +
a system
with
in
xi
not
for
of
is
-
and
of
that
= 0
order
(1.2.1)
such
ht(A)
of
A+x I
ideal
for
lemma 2 we need t h e
if
is
The i m a g e o f
f
of
eo( ~ R)
we can c h o o s e
is
quasi-unmixed
i
Remember t h a t
induction,
lemmas t o
= e(y,A,R ) C
Then
,z s
a sequence of
the
V = A + x R o
-
B o Now t h e that
lemmas I and 2 h o l d s
be a s y s t e m
1.2.1)
Proof.
z I ....
converse
there
V
of
be any
Yr }
Ro Then
r
a)
A c R
Y = {Yl .....
V = A + y
of
(We r e m a r k
x I ....
where assumption
Lemma 3o
primes
(1.1.12).
R o)
(1o2)
Let
the minimal
and
assure
Later rings,
over
(1olo4)
for
R
Therefore,
properties:
xi_ 1 R
is
superficial
xi_ 1 R
xi_ 1 R
any m i n i m a l
if
ht(A)
= 0
if
ht(A)
> 0
by c o n s t r u c t i o n
prime
and
of
(1.2.4)
follows
by
210
from
the
fact
that dim R / x I
Finally
we g e t
of
A , the
the
same i d e a l .
(1o2.2)
R/A
such
is
to
trivial
if
prove r
finally
(1o2o3) Under
of
since
for
and o f
of
every
YI' ....
Yr
parameters
minimal in
R/P
= {x I .....
prime
P
generate
xr }
for
which
is
= eo( ~ R + A ) .
that
ht(A)
= I(A)
= 0 o Suppose therefore and
the
(1.2.4)
parameters
(1.2o6)
and l e t
for
R
eo(V/~
(see
lemma 5 ) ,
r > 0 . Then we can assume
(1.2.3),
= dim R R/x
that
by lemma 3°
assumptions
d i m R/A + h t ( A )
system
R = dim R-i
that
addition
Lemma 4 .
,x r
a system
e(x,A,R)
We w a n t
that
(1ol.4),
x I ....
there
(1o2o5)
in
from
images of
Assume now t h a t
R+ooo+ x i
such
(1.2.4) z
and
= {z I .....
(1.2.5),
z r}
c A
suppose be a
that
R) = eo( ~ R + ~ R/x
R)
.
Then 1.2o7)
Assh(R/A)
c Assh(R/z
R)
and
e(~,A,R)
= e(x,z
1.2.8)
Assh(R/A)
= Assh(R/L
R)
and
eo(A
= e o ( ~ Rp)
for
zr
from
every Here our
z R = 0
Proof° fore
Assh(R/A) R + x
R/M
= dim R c Assh(R/z
is
we c o n c l u d e R)o
~
is
part R)
of
a system
z I .....
dim R/z
Assume f i r s t
follows
R = d i m R/A
that
s > 0
and t h e r e and p u t
law gives
eo(W ) = e ( x , z
eo(W) ~ e o ( W / ~
of
infinite.)
Ro The a s s o c i a t i v i t y
(1.2o9) Since
s = Oo The e x i s t e n c e
that
From r + s
W = z
P E Assh(R/A).
if
assumption
Rp)
R, R)
of
and t h e r e f o r e
R,R) ~ e ( ~ , A , R ) parameters
for
R , we have
211
(1.2.10)
e(~,A,R) ~ e(~,~ R,R) = eo(W) ~ eo(W/x R) = eo(V/~ R) = = eo(V )
Therefore case
assumption
s=O
is
To p r o v e
(1.2.5)
implies
consider :
the
z
<
Lemma 5o
A,x,z
quasi-unmixed.
Then
case
s > Oo The
R ,R)
e(x,z
R ,R)
equality
e(x,R/P)eo(
P)
~ Rp)
z e ( ~ , R / P ) e o ( ~ Rp) P E A s s h ( R / z R) \ Assh(R/A)
and
(1o2o8)
be as a b o v e and assume i n
addition
z
in
e(x,R/P)eo(A.R
every
generates
step,
a reduction
of
A
follows° that
R
is
and c o n s e q u e n t l y
= l(a).
Proof.
Using
we can
B~ger
show t h a t
quasi-unmixed, Therefore primes
and z R
Assh(~
R)
is
implies
the
result
have t h e
just
that
the also
will
follow
from
same r a d i c a l °
set
of
But
minimal
Assh(R/A)
is
(1.2o8)
if
R
primes
the
set
if
is
o f Z Ro
of minimal
A o
This gives
tion
of
lemma n o t
only
some c o n d i t i o n s
A .
ht(P)
generators
If
R
is
proves
quasi-unmixed
= i
, then
Xl, ....
xm
of
of
P . Using
morphism
f
Since
dimension
: BIp(R)
P
these the
desired
such
and that
fibre
over
to
each it
is
is
I(P)
= I(A),
generate
a prime
to up
ideal
such of
-
a minimal
show t h a t P
but
a reduc
a system
generates
easy
by b l o w i n g M
to
construct
xi is
ht(A)
r
p c R
generators obtained
result
zl,ooo,Z
lemma 5 a l l o w s
~ Spec R of
the
on e l e m e n t s
= I(P)
reduction the
s theorem,
A
(1o2.8)
of
also that
Z PEAssh(R/A)
= e(x,z
we g e t
Let
ht(A)
the
relations
PEAssh(R/A)
(1.2.7)
in
similar.
(1.2.8), e(~,A,R)
From
(1o2o7)
.
is
the
affine.
1 = 0 , we g e t :
212
Proposition
1.
Let
gular
of
height
P
gives
prime
blowing
up For
the
system
of
(1o3) ideal
A
xl,o.o,X
(1ol.9)
has
and
the
This
Lipman l(A)
for
the
along
A
R
and
~
p a
along
Spec(R)
R a reP o Then
°
ht(A)
= l(A)
for
some s y s t e m
for
every
ht(A)
R
prove
We p u t
of 5,
the
for
parameters°
again any
that
B = x R
2 and
parameters
of
Choosing
to
independent
of
system ring
= l(A)o
, we w a n t
kernel°
is
by lemmas
the
and
and w i t h
system
of
an para-
epimorphism
V = A + B o We
epimorphism An ~
e n>O
will of
lemma 6 and
us
note
Let
be t o
(V/B)n/(V/B)
step
prove
that
n+l
•
=
• An/An+I+B n>O
has a n i l p o t e n t
proposition
in
advance
that
= dim
R = dim
R/A
2 which our
n An ,
kernel.
are
due
assumption
to
ht(A)
=
implies ht(V)
and
BIp(R)
. Therefore,
content
([Li2]).
ring
equimultiple
a quasi-unmixed
R/A
~ An/V n>O
first
is
R/A
that
a nilpotent
:
for
with
such
have a canoncial ~
condition
R
r
local
is
morphism
equimultiplicity
R
meters
(lo3.1)
the
We s t a r t
in
R
see [HO 1] :
that
the
that
a finite
of
implies
such
parameters
equimultiplicity R/A
be a q u a s i - u n m i x e d 1,
details
We r e m a r k any
R
since is
x I ....
,x r
quasi-unmixed,
(1.3.2)
part
ht(A+B)
L,emma 6o the
is
we g e t
Assume
integral
that
of
system
l(B) = l(A)
= r
as
in
(1.1).)
x E An
and
~(x+V
(x
+ V An )
of
= r
parameters
and
+ l(B)
A n n B a AnB
closure
+ ht(A)
+ l(A) for
R
, because
therefore
.
for
large
Then
~
n
(1.3.1)
(A b a r
denotes
has a n i l p o t e n t
kernel. Proof. By t a k i n g integral
(1.3.3)
Let
a power over
of
B A n . Then
xm +
a I
x x m-I
A n ) = O,
we may assume
satisfies
+...+
i.e.
am
x E An+l that
an e q u a t i o n =
0
+ B n An
B n An
is
213
such
that
(1.3.4) It
ai
follows
that
for
(1.3.5) which
E (A n + l i
ai
2. that
R
such
gers
m,n For
xm-i
Let
Proposition
= 1, . . . . E Ani
R
the
proof
(This
Vi
,
i:l,o..,m
.
we have
Vi
An ( m - i )
£ V An m
be a q u a s i - u n m i x e d
ht(A+B)
= I(A)
we have t h a t
treated.
m
= An-i
(x+V An) m = 0
means t h a t
of
+ B An) i
AmB n
we r e f e r
is
+ I(B). is
to
sufficient
local
ring
Then f o r
all
a reduction
[Li2],
of
where the
since
h t ( A m + B n)
and
A,B
ideals
positive
inte-
Am n B n
case
m=n=l
= ht(A+B)
is
and
I ( A m) = I ( A ) . ) Remark. I(A)
It
is
+ I(B)
of
Min(A)
not
difficult
implies and
that
Min(B)
have
ht(AB)
local
ring
Gorollary.
Proof. is
B~ger's with
Under
A
B:AnB.
implies
of
of
(1.3.1) the
of
ht(A
But
AB
A n B c A B . The c o n v e r s e
(1.3).
to
From
our
assumption
(1.3.2),
has a n i l p o t e n t
homomorphism
diagram
implies
A n B
We now r e t u r n ning
not
m (1.1.9).
For
disjoint
union
that
since
in
B = y R + z R
the
proposition
+ B) is
general in
we
a regular
is
= I(A)
we have
+ (B),
a reduction
therefore
of
A
A B , which
obvious.
about
R,A,B
made a t
the
2 and lemma 6 we g e t
and we w a n t this
the
=
x,y,z).
proposition
kernel,
is
ht(A+B)
P E Min(A.B)
apply,
A = xR,
assumptions
The a s s u m p t i o n
a reduction
all
parameters
the
assumption
we c o n c l u d e for
does
(example: regular
the
= Min(ANB)
which
= (ANB)Rp
theorem
< I(AB) R
show t h a t
Min(A-B) , from
(AB)Rp Unfortunately
to
to
we embed
prove •
in
the
beginthat
same a b o u t
a commutative
214 •
An/v
n>O
An
~
) m
~
(V/B)n/(V/B)
n>O
n+l
1
a • An/rl An n_>O where
a,~
primary, ~o
and a
Let
~o
and
are
~
the
~ • (V/B)n/rI-(V/B) n_>O
koo obvious
have n i l p o t e n t
us i n t r o d u c e
the
epimorphismo kernels,
following
m An/rl An n>O
G(V)
G(~)
=
¢ vn/rl V n n>O
where
=
Xr]
~
implies
= 0
and
primes
~2
in
is
G(V)o
H ,
and t h e s e
G(A). for that
are
To show t h a t
every
minimal
k e r ~Po c P ker ~ c
of
.
induced
the
form
ker ~
is P
by
R ~ R/B.
(see + r
that [Ra]).
= I(A)
Let
R
P1,P2
is
be
quasi-unmixed
Since
+ r
= ht(A)
+ r
= dim R
= d i m G(V)
minimal
prime
~ = V/B
Vn ,
]m2
Our a s s u m p t i o n
= I(V) every
for
) G(V)
dim H = d i m G(A)
that
• vn/H n>O
mO
dim G(V)/P 1 = dim G(V)/P 2
we c o n c l u d e
M-
~G(V)
G(A) ~l(Xi)
is true
diagram
Ttl i
two minimal
V
same i s
notation:
=
H = G(A)[X 1 .....
where
Since
so t h e
G(A)
Then we have a c o m m u t a t i v e
n ,
prime
of
P.H
for
nilpotent of
G(A).
ker ~
is
a minimal
some m i n i m a l
we have t o Now g i v e s
prime
show t h a t
such
a
P
and t h e r e f o r e
k e r mo" H + (X 1 . . . . .
Xr)
c P.H + (X ! . . . . .
Xr)
prime P
in
in
ker~c we know
P.I
215
The p r i m e
ideal
ker ~ , which prime
P'
P H + (X 1 . . . . .
was shown t o
of
G(A)
ker m
is
P = P'
(1.4)
+ (X I . . . . .
fined
equimultiplicity
(or
a flat In
R
its
§1 w i t h
local
of
It
follows
that
how t h e
For
to
this
condition a suitable
purpose, of
h : (S,N) ~ (R,M)
an i d e a l
A
de-
let
us
local
satisfying
= 0
{
Then f o r ep(1)
any p r i m e in
P ,
the R/I
n the
polynomial°
d
Let
is
h:
conditions
(i)
ht(A)
(ii)
For
are :
we can d e f i n e
If
k(P)
a multiplicity
denotes
the
over
k(P).
dimensional n ® k(P))
is
and a t h e
highest
degree ep(1) of
= d!a
a result
~ (R,rl)
(1.4.1).
If
by T e i s s i e r
field
Therefore
for
by a r a t i o n a l coefficient
. The f o l l o w i n g
be a f l a t R
given
residue
of
theorem
is
([T]):
local
h o m o m o r p h i s m and
is
quasi-unmixed,
the
following
S
we have
= eN(l )
equivalent: I(A).
every
prime
and t h e
The f i n a l
result
Let
.
the
(S,N)
The p r o o f
T h e o r e m 3.
S
S-module
dimk(p)(R/l
([Li2])
with
in
finite
we d e f i n e
an i d e a l
a finite
manner. is
function If
is P
following
Lipman's extension T h e o r e m L. ~
ideal
@ k(P)
polynomial,
A c R
prime
some m i n i m a l
.
be r e l a t e d
family.
homomorphism
we c o n s i d e r
R/A
this
k e r ~p c P.H
can
a flat
h-l(A)
large
for
= P
some r e m a r k s
equivalents) of
(1.4.1)
at
a minimal
P'.H
X r ) ) n G(A)
, and t h e r e f o r e
We c o n c l u d e
= I(A)
rings.
form
nilpotent.
ht(A)
consider
contains
the
. Since
(P.H wo c o n c l u d e
Xr)
be o f
R
ideal
P
geometric of
all
of
of
interpretation this
be a q u a s i - u n m i x e d
ep(1) are
given
in
[Li2].
is local
ring
and
A c R
any
216
ideal.
Then
(i
There
(i
)
the
following
exists
R/A
such
For
every
(ii)
ht(a)
(iii
There
e(~,A,R)
exists that
~ =
{x I .....
xr }
for
= eo( ~ R + A)o
parameters
~ = {x I .....
xr}
for
R/A
= eo( ~ R + A).
a system
the
of
parameters
corresponding
# = {x I .....
epimorphism
~
x r}
(1.1.9)
for
R/A
has a
kernel.
every
the
of
equivalent:
parameters
e(x,A,R)
system
nilpotent ) For
of
are
= l(a).
such
(iii
a system
that
we have
conditions
system
of
corresponding
parameters
x
epimorphism
= {x I .....
~
(1.1.9)
x r}
for
R/A
,
has a n i l p o t e n t
kernel. Furthermore, that
if
there
a local
A n S = O, M n S = N , S ~ R
ule,
then
these
conditions
(iv)
ep(A) The p r o o f
using in
exists
B~ger's
[AV]
and
of
"cutting
lemma"
is
such
given
[D],
~ But
by Dade [ D ] ,
that
is
similar
there
l(A/x
is
A)
and
prime to
ideal
such S-mod-
P
of
of
(i)
~
(ii)
proof
of
(i)
~
result.
Instead
where a construction I
(R,M)
R/A a f i n i t e
that
a different
B~ger's
= I(A)
of
to
every
avoids
(S,N)
flat
for
(ii)
which
is
equivalent
= eN(A )
(iv)
theorem. in
are
subring
of
. We c o n c l u d e
S
they
an e l e m e n t §i
, (ii) use a x C A
by a s k i n g
two questions: Question proof
of
1o (iv)
Is
it
possible
~ (ii)
Question
2.
by u s i n g
the multiplicity
or
How can t h e
to
use D a d e ' s
even o f
B~ger's
equimultiplicity symbol
e(x,A,R)
method
for
a different
theorem? condition ?
(iv)
be e x p r e s s e d
217
§ 2
Normal
ness,
but
It
flatness
and e q u i m u l t i p l i c i t y
was known t h a t in
the
ring
rings
which
is
found
a similar
(i.e.
So we asked generated
a Cohen-Hacaulay example,
not only respect
the
to
local
R = k[[t4,tlO,u z = t 10
and
ring,
generates
a strict
ring
R , but also ideal
is
by §1o But
R
of
is
sequence, shows t h a t
initial
forms
with
Definition. prime
ideal
ideal. such a)
to
if
regular P).
flat
with
respect
to
ring
grM(R )
be any f i e l d
and
x = u 2, y = u t 5, as y2 _ X Z ) .
and h t ( P )
= I(P)
= 1
Therefore eo(R ) = e o ( R p ) p/p2 has t o r s i o n and
along to
P . The i n i t i a l M° = ( X , Y , Z , W )
forms are a
grH(R ) = k [ X , Y , Z , W ] / ( Z 2 , Y
complete
intersection.
Po = (Y,Z,W)
are
2 - Z X),
But t h e 2 and Z
- X Z
and
sequence. let
us make t h e f o l l o w i n g
be a l o c a l Q/Po
A (or
k
(Z 2 - W5,
of
a strict
(Q,rlo)
Po '
is
independently
intersection).
we p u t
we see t h a t
result,
such t h a t
is
R = Q/A) A
Cohen-tlacaulay
regular, a strict
can be g e n e r a t e d
and l e t complete
ring, A c Po
Po c Q be any
intersection
by e l e m e n t s
a
fl .....
with fm E Q
that the
initial
sequence, b)
R/P
respect
our
Let
We c a l l
respect
is
not a regular
To d e s c r i b e
/
so by [VV 1] we g e t R
on Using
intersection
the graded
Let
If
normally
equations
which
therefore
not
([Ro])
can be w r i t t e n
reduction
x z E pL,
R
the defining
regular
"R . Then
since
consequently
flat-
even a
assumptions
complete
a complete
one:
c k [[t,u]].
a minimal
normal
was n o t
equimultiplicityo
and R o b b i a n o is
w = t 4 , then
P = (y,z,w)
(w
imply
ring
suitable
from
which
R = k[[X,Y,Z,~]] Let
under
flatness
the following
t5,u2]]
the
intersections
by m o n o m i a l s we g a v e a c o u n t e r e x a m p l e
the maximal
The e x a m p l e i s
if
complete
does n o t
by H i r o n a k a ,
we can d e d u c e n o r m a l
power s e r i e s
with
equimultiplicity
an e x a m p l e g i v e n
Cohen-Macaulay ring.
for
the
initial
forms
of
fl .....
fm
in
of
fl .....
fm
in
and forms
gr M (Q) o
are a regular
grPn(Q ) a r e a r e g u l a r
sequence.
218 (We remark
that
a)
Q , see p r o o f
of
implies
that
proposition
Then, as a s p e c i a l
fl .....
~
is
a regular
sequence i n
4.)
case o f our main r e s u l t
i n §2, we w i l l
get
the f o l l o w i n g Theorem 4.
Let
A c Po c M° normally section
(Q,Ho)
ideals
flat with
be a l o c a l
such t h a t
along
Po
and t h a t
respect
to
Po
the following
conditions
eo(R ) = eo(Rp)
,
(ii)
R
flat
If above,
normally
A
is
along
generated
o This will
the d e f i n i t i o n
of
is
by
of
strict
we can r e p l a c e
and
Assume t h a t
a strict
R = Q/A
complete
and
Q
is
inter-
P = Po/A . Then
P .
fl .....
fm
with
are e q u i v a l e n t
be used as a t o o l
The g e n e r a l i z a t i o n ideal,
Let
then these conditions
i=l,...,m
A
regular°
are e q u i v a l e n t :
(i)
is
Cohen-rlacaulay ring
Q/Po i s
this
result
complete
the prime
properties to
= ~Po(fi)
'
i n the p r o o f . is
twofold.
intersection
ideal
a) and b)
~Mo ( f i )
Po
First,
with
by m o d i f y i n g
respect
by any i d e a l
to an
I o ~ A . In is gr~(R) n
this an
case we have to r e p l a c e R/l-Cohen-rlacaulay
This condition
functions
(see theorem 6 ) .
the e q u a l i t y b) above,
polynomials.
implies
this
last
R
with
dim R/I
by u s i n g
that R
with
center
property,
for
suitable
we r e p l a c e
between the
i n the a s s u m p t i o n s
be d e f i n e d
in
(2.1).
'fm
is
a regular
center
P
is
Especially P
gives
all Hilbert
sequence" can be r e p l a c e d fl ....
5).
by an e q u a l i t y
result,
which will
(see p r o p o s i t i o n
b l o w i n g up
But f o r
"regular
the b l o w i n g up of
intersection that
functions For t h i s
sequence',
still
to
that
For the second g e n e r a l i z a t i o n
between H i l b e r t
"weakly regular and t h a t
can be e x p r e s s e d
the c o n d i t i o n
er c o n d i t i o n
by t h e c o n d i t i o n
module o f d e p t h equal
n(l=lo/A)o
corresponding
(ii)
a) and
by T h i s weak-
sequence
again a complete
these conditions
assure
a Cohen-Hacaulay ring
these conditions
again.
seem to be much too
strong. Problem 4. formation
a) Give of a l o c a l
(weaker)
conditions
Cohen-Macaulay r i n g
under w h i c h a q u a d r a t i c
trans-
is Cohen-Hacaulay again.
219 b) G i v e an e x a m p l e o f transform
which
Problem
5.
Po
Q
in
If
A
a strict
with
conditions
is
the
transform
of
A
in
sequences to
(2.1)
by g i v i n g
the
rings
of
the main results.
We s t a r t Let
if
of
i E {i .....
= 0
of
with
A =
there
n ~ no , x f i
necessary
local
results
rings,
Po'
again
a
about weakly
These a r e a p p l i e d
They a r e f o l l o w e d
by some a p p l i -
m}
an
[H02] ) ,
a weakly
to
Definition.
Let 'fm £ I
(fl .....
fm )
all
i C
Q+"°+
(fl ..... if
it
and fm
fl is
following
'
"
""
'fm
called
homo-
weakly
property:
For
such t h a t
regular
fm ) is
there
x c flA+.o.+
is
sequences
one i m p o r t a n t
s e q u e n c e need n o t O
[Z]/(x
sequence
regular
Z L)
fi_l A .
(z 2,
xz)
be w e a k l y is
[z]
regular A permu-
regular
again.
, graded with
weakly
regular,
but
element.
clear
(Q,Ho)
behave like exception:
= k[[x]]
sequences are closely
To make t h i s
Q/f1
x E An
weakly
regular
Weakly r e g u l a r
for
the
implies
but
z . Then t h e
fl ....
ring
fl .....
with
fi_l A
A = k[[x]]
not a weakly
elements.
no
and any
A+...+
As an e x a m p l e t a k e respect
be a g r a d e d
course.)
(see
of
following
A . The s e q u e n c e
exists
E fl
the
• A n>O n
In many r e s p e c t s , sequences
(2)
Q'
?
in graded
prove
strict
to
center
and comments°
every
(1)
respect
Q
in
regular,
let
with
of
geneous elements
is
intersection
transform
Definition.
xz
complete
a monoidal
(2.1)
tation
a quadratic
is
We s t a r t (2.2)
having
Q'
intersection
cations
~fo
is
Cohen-Macaulay ring
Cohen-Macaulay.
complete
regular in
a local
not
and i f
under which strict
is
connected
we need a n o t h e r
be a l o c a l
ring
to
superficial
definition:
and
I c H°
any i d e a l ,
and
, is
called
{i ..... fi-1 is
Q
m} is
called
a superficial
a superficial , the
image o f
superficial a stable
sequence for for
fi I/f1
superficial
sequence for
I
and
I
, if
in Q+'°'+fi-1 sequence for
Q " I
,
220 f
where
di
Let
We p u t the
1
= vl(fi)
Lemma 7 .
(Q,Mo)
a)
of
d .+1 l
+ fl
Q +'''+
fi-1
i=l,..o,r
Q '
,
.
J = K + f
image
~E I
f
be a l o c a l
Q,
Q = Q/K,
in
is
superficial
is
not
Q
ring,
i = I+K/K,
Assume for
I,K
i
ideals
c M°
d = vl(f
and
and
)
f
f
E I
denotes
that
,
b)
c)
a zero-divisor
in
Then g r l (nJ ' Q )
(2.1.1) (grl(J,Q)
denotes of
the
inital
form
Proof.
By a s s u m p t i o n
f
" grl
n-d
of
J
in
come
c
such
(Q)
grl(Q
for
)
large
and
n .
inlf
the
since
exists
~c
: f)
n
~
is
not
:
? c
=
yn
for
that
n ~ c
a zero-divisor
in
Q ,
there
no
and
let
is
some
that
(2.1.3)
~n
Now t a k e x* E x
ideal
there
(Tn+d
Furthermore,
initial
+ in I
f.)
(2.1,2)
such
= grl n(K,Q)
n o = max
g r l (nJ , Q
can
(2.1.4)
be t h e
be w r i t t e n
= b f From
)
this
, and
{c
as
~n-k
+ d,
for
c + k}
initial
,
form
x = a + b f,
therefore
6 E ~n-k
n _> k .
let of
some e l e m e n t
a E K . c
i c
we g e t B E (In:f)
n ~
n i c = ~n-d
Passing
(since
n-k
x £ to ~
(Innj)~l
Q no -
n+l
we g e t k ~ C)o
k
221
by
(2.1o2)
written
, which
x = g + h f
g = x -
of
g,h,f
ini(h
h f
E In
respectively
f)
= h* f *
Finally,
if
inclusion
h f
of
n-d
+ K . Therefore
g E K,
h E I n-d
Let
us d e n o t e
by
in
gri(Q )
If
I
E I n+l
Let
The e l e m e n t s
we g e t
g*, h f form
to
if
g ¢ I n+l
x*
= g*
Corollary.
I
definition
be a l o c a l
, which
fm E K ,
if
are
there
of
ring
called
exists
Lemma 8. We p u t have (2.1.7)
=
inital
, we have
proves
the
non-trivial
a weak s t a n d a r d
and
I,K
c M°
any
a weak s t a n d a r d
an
no
such
that
1 (Q)
for
base. ideals.
base o f
inlf
i
gr I
K
n > no ,
Let
Let
and
I
i E {1, .... Q
with (Q,rlo)
J = K + f
Q
m},
respect
g r l n( J ' Q )
following
superficial
fl ..... to
be a l o c a l and
the
be as a b o v e and assume t h a t
s e q u e n c e and a s t a b l e
each fi
Q
we g e t
I
fi
....
a weak s t a n d a r d
(grl(K,Q)
).
I,K
c rl°
Assume t h a t
= g r l n(K ' Q) + i n I
:
inlf)n
fm
I base o f
o
ring,
d = vi(f
is
fl'
sequence for
f
ideals for
n-d gr I (Q)
and n ~ no
"
Then (2.1.8)
forms
n-d.
i =Zl
lemma 7 i n d u c t i v e l y ,
a regular Q+'"+
the
= ~l(fi).
Applying
fl
be
(2.1.5)
g* + h* f *
m
Then f o r
f* n ~ I +l
g E I n+l
gr~(K,Q) di
h*,
if
the
(Q,Ho)
(2.1.6)
is
can
,
h* f *
, then
us t o
fl .....
respect
where
x
(2.1.1).
Lemma 7 l e a d s Definition.
,
, and t h e r e f o r e
X~ =
with
b E I
as
(2.1.5)
and
means t h a t
gr~(K:f,Q)
for
n ~ no
f
E Mo . we
222
Proof.
First
from
our I n
Intersecting
N
with
assumption J
J
c
on
I n
therefore
K
both
we g e t
I n-d
+
sides
f
+ I n+l
and m a k i n g
,
n>n
o
induction,
I n N K + I n-d
f
+ I n+t
I n n J = I n N K + I n-d
f
.
In N J c and
N
(2.1)
,
this
n > n
o ,
yields
t
>_0
we g e t
(2.1.9) Now l e t
x
x C I n ,
n ~
C (grl(K,Q) no
:
Then
inl
x f
f)n
be t h e
= a + b,
initial
a £ K,
form
b E I n+d+l
of .
some By
(2.1.9)
we g e t b = x f
Therefore, e £ I n+l
,
if
we w r i t e
it
follows
x Corollary. regular
Let
fl ....
'fi
to
. Then
I
are
a E J n I n+d+l
x f that
-
a weak (inl
that
above for
standard
fl .....
in I
f
:
and
each
base fm)
, where
+ I n+l
c E K
f
.
and
= a + c E K . Hence
) E gr~(K
be as
Assume
= K N I n+d+l
a = c + e f
(x-e)
= inl(x-e
Q,Mo,I
sequence°
-
let i
of is
f,Q)
o fl .....
E {i,
fl
fm £ Mo
....
Q+'"+
a weakly
be a
m)
the
elements
fi Q
with
respect
regular
sequence
in
grl(Q). The
proof
Lemma 9 .
If
an
element
is
superficial This
between
made
(Q,Mo) such
is
well
fl ....
3o 'fm
by is
that for
Let
a local f
is
again. ring,
weakly
I c M°
an
regular
in
ideal grl(Q
and )
,
f
E I
then
f
.
known.
E I
induction
in I I
superficial
Proposition let
is
The
next
sequences
and
(Q,Mo)
proposition weakly
be a l o c a l
be a r e g u l a r
gives
regular ring,
sequence°
Then
the
relationship
sequences. I c the
M°
any
following
ideal
and
condi-
223 tions
are
(i)
fl .....
(ii)
(inl
Proof.
fm
is
fl .....
(i)
prove in
equivalent:
(ii)
superficial
i n I fm)
is
holds
by t h e
~ (ii) ~ (i)
a stable
holds
for
fl .....
fl,..°,fm_l respect
is to
I
a weakly
by i n d u c t i o n
lemma 9. Assume t h e r e f o r e fm-i
regular
corollaries
on
m , the
that
m > i
. From t h e
a weak s t a n d a r d
. Let
sequence
us w r i t e
case
fr
m = 1
to fl
the
in
grl(Q ),
being
the
We
treated
conclusion
lemma 7 we know t h a t
Q+'°'+
fm-1Q
Q + " " + fm-1
for
.
lemmas 7 and 8.
and t h a t
base o f
I
sequence
to
corollary
Q = Q/fl
T = I / f I Q + . . . + fm-1 Q and the canonical epimorphism
for
with
Q '
image o f
fr
in Q
Then
m-I a : grl(Q)/ is
an i s o m o r p h i s m
inl is
fm
m°d(inl
weakly
"
It
large
fl .....
regular
nilpotent. fr
in
This
is
follows
(Q)
a(z)
be an
Mo-
4.
Let
primary
that
(inl
Then
fl,°..,fm
fl .....
The p r o o f the
inductive
zero-divisor
is in
for
large T
denote = 0 n,
the
then
class
of
- since
and t h e r e f o r e
contains
the
a(z) T
is
non-zero-diviso
and t h e r e f o r e
superficial
for
+ fl
(Q,Mo)
be a l o c a l
i n I fm)
is
a stable
one has to
Q . This
T , and a ( z )
Q +''°+
and l e t
by i n d u c t i o n
step
a(z)
~ gri(Q)
= iny(fm)
ideal is
z
If
since m 0
fm ~ I d + l Proposition
= 0
impossible
is
Let
in I fm_l).
that
By lemma 9 , fm
degrees.
gr~
a(z)
in I figrl(Q)
i=l
fl .....
a weakly superficial like
(ii)
fm-1Q
from
means t h a t
' d = ~l(fm)
Cohen-Macaulay fm E I regular
ring,
sequence
in
for
~ (i)
proposition
the
fact
let
be e l e m e n t s
sequence
show i n a d d i t i o n
follows
~ 0
of
that that
I
such grl(Q ) o
I
fm Q
is is
3o I n not
a
Cohen-
224 Macaulay ficial
and
for
Remark.
fm
is
part
In connection
example
of
a local
a system
f
is
that
I
cannot
then
of
proposition
superficial
Originally of
with
Cohen-Hacaulay
such t h a t
perties
of
parameters,
since
it
is
super
an open i d e a l .
be
for
Ho-
ups.
(Q,Mo)
some i d e a l
be i n t e r e s t e d
i n an
and a z e r o - d i v i s o r
I
of
height
f
> O. ( N o t e
primary.)
we c o n s i d e r e d
blowing
4 we w o u l d
ring
weakly
One r e s u l t
regular
related
sequences
to
the
next
to
study
section
pro-
is
the
following: Proposition
5.
such t h a t We p u t that
initial
forms
a complete
and
fm Q of
and
fl .....
Then t h e
local
fl .....
ring,
P = Po/fl fm
blowing
Po
fm E Po
in
grp
up o f
R
a prime
a regular
Q +"°+ (Q) o with
ideal
sequence.
fm Q " Assume
are a weakly center
P
is
again
intersection.
We f i x
notation
be a r e g u l a r
regular
Q +'"+
sequence.
Proof.
Q
is
R = Q/f1
the
regular
Let
Q/Po
x E Po
lj
fl
and p u t
Q +'''+
fj
Q'
Q' dj
= Q[Po/X]. = Vp ( f j ) ,
Furthermore j=l .....
we use t h e
m . From
the
O
corollary
to
lemma 7 (see a l s o n N lj Po
If
we f i x
some
of
dI fl/x
j n-d ~ P 1 f i =1 o i
for
n > n o
j s+n-d = i=lE P° i f.1
c pS+no N I j
Valabrega
- Valla
([VV2])
for
we c o n c l u d e
all
n
.
that
d , ....
fj/x
Therefore I 'm
we deduce
s ~ n o , we g e t
PoS(P~ N l j )
By a r e s u l t
=
(2.1.9))
([VV 2]
fl/X ~
j
dl,
generate ....
Thm 3 . 1. . )
o
the
t
fm/× m
is
strict
transform
a regular
sequence
lj l in
of
Q'
lj
in
Qi
generating
225 Remark. holds
The c o n c l u s i o n
without
the
particular,
if
Macaulay,
then
with
center
the
blowing
up o f
R
with
center
like
a local
to
Cohen-Macaulay ring
Let
A = of
simple
• A n>O n
degree
regular
in
is
P
is
is
Ax).
fl'
....
fm
sequence
is in
a weakly
(2.2) with
In
result.
normal
flatness
([B])o
Also and
n-th
is
[HO 2]
Po any p r i m e ,
for
Let
x E AI
fi
C A , i
the generalized introduced which
this
question
and
gi
then
S = A(x )
= 1 .....
= fi/x gl .....
i
m, be
E S . If
gm
is
a regular
not
Hilbert
function
the
of
criterion
(1.1),
for
P n) ~
To o b t a i n
Hx, A
If
(Q,Mo)
H° (P
is
is the us
and t h e m u l t i p l i c i t y
t h e o r e m 4,
by a r e s u l t
R
conclude
e x a m p l e was shown t o
we can p r o v e a s i m i l a r
replaced
a more
ring
permissibility
problem:
A corresponding functions
case o f
a local
Rp , and t o
following
may happen t h a t
Po).
prime.
is
t h e o r e m 4 as a s p e c i a l
use B e n n e t t ' s
Hilbert in
be o n m i t t e d .
of
result
Bennett's
R. S c h m i d t
even f o r criterion [RoS.],
see t h e o r e m 6 ) °
We w i l l an i d e a l ,
Mo -
are
permissibility
denotes
and l e t
some l o c a l i z a t i o n
with
it
power o f
Using
[HSV],
of
we had t o
Giraudo
ideals
we p r o v e d
function
by J.
for
a quadra-
Cohen-Macaulay again
sequences
ring,
sequence,
e a s y and w i l l
we w e r e f a c e d
symbolic
e(x,A,R)
regular
We compared t h e
the Hilbert
local
di
Cohen-
S .
The p r o o f
general
of degree
In
Cohen-
assumptions
d homogeneous e l e m e n t s
sequence
Q/Po
observation:
be a g r a d e d
0
and Po
know u n d e r w h i c h
The use o f w e a k l y
by t h e f o l l o w i n g
elements
Q
Q
of
(the
by a r e g u l a r
about
up o f
(see problem 4).
Lemma I0o
generated
biowing
tic
suggested
is
assumptions
the
We w o u l d
is
Im
regularity
Macaulay too. transform
I
that
keep t h e fl .....
following fm C I o
a system o f
primary.
We p u t
notation: and
parameters
A = fl for
R = Q/A , l = l o / A
(Q,Mo)
is
Q +'''+ Q / I o. and
a local
rlng,
I o c M°
fm Q ° ~ = { X l . . . . . X r } C Q
Then
V° = I ° + x Q
is
V = Vo/A = I + ~ R .
226 The image o f Y = {Yl ..... Lemma i i .
xi
in
Yr } Let
is
R
will
a system
f E Io
and
be d e n o t e d of
by
parameters
s = vl(f)
Yi
, so t h a t
for
. If
R/I
in I
.
(f)
is
weakly
regular
o in
gr I
(Q),
and
f
a non-zerodivisor,
then
o (2 2 . 1 )
H~lo/f
•
and i n
Q
e(~,lo/f
Proof.
For
where B i s
n
H~° I -
system
symbol
e(x,-)
Proposition
(n)
for
large
n
o
Q
).
. Now
on e x a c t
sequences,
be a C o h e n - M a c a u l a y
~
is
Then t h e
the
ring
assertion
and assume t h a t
that
a weakly
regular
sequence
in
gr I
i n v o fm
is
a weakly
regular
sequence
in
grvo(Q)
conditions
(i)
eo(V ) = e ( ~ , l , R ) .
(ii)
Vl
(fi)
= VV ( f i ) ' o
First
Therefore
we n o t e
fl ..... to
I
o
follows.
is
following
o
a multi-
the multiplicity
o
inv o fl .....
respect
f
and s i n c e
0 ,
fm
o
Proof.
with
Assume f u r t h e r m o r e
inl
+ f Q Ion+s
I n + s /-I n +oS + l o
these modules,
additive
Let
fl .....
~
).
sequence
by m u l t i p l i c a t i o n all
is
= e(x,lo,Q
in I
I n + s /-I n +oS + l o
for
6.
Q) = s . e ( ~ , l o , Q
we have an e x a c t
~
induced
plicity
eo(Vo)
Q,Q/f
large
0 ~ lo/n in+lo
b)
(n+s)-
~'Io
particular
(2.2.2)
a)
= H(o)
(n+s)
-
and
i=1 . . . . . that
fi
is V
are
is
allows
to
a regular base o f apply
= s I ....
sequence fl Q +'''+
by b ) . fi
Q
lemma 11 i n d u c t i v e l y
to g e t e(y,l,R)
,
m .
fl,...,fm
This
(Q)
equivalent:
a weak s t a n d a r d
o
o
-s m e ( ~ , l o , Q )
with
227
and eo(V ) = t l . . . . . t
where
si
= Vl
o
equivalent. Theorem
5.
(fi)
~ ti
= (A r H ( ° ) ) ( n ) Vo,Q
a)
in I
fl .....
b)
inv o f l . . . . . inv o
o
Then t h e
inl
following
eo(V ) = e ( y , l , R
ii)
~I
iii)
H(°)(n) y,l
(fi)
=
VV o
The e q u i v a l e n c e trivial.
fl
fi
induction If i n a) all
on
and b)
of which
our
following Theorem H( r ) (n) x,l o *)
Q
and with
i
are
for
all
section
ring
are
and t h a t
regular
sequence
in
that
gr I
sequence in
of
(i)
equivalent:
large
and
(ii)
(ii)
fl .....
fi
is
respect
to
Io
the
n
result
we n o t e and
(2.1)
is
in the
and ( i i i )
fl .....
from
by " r e g u l a r
rings
a generalization).
Q
is
= H!1°)Q(n)vo, f o r
all
n.
AH(n)
= H(n+l)
a Cohen-Macaulay
sequence"
also
[VV1],
This
gives
ring
and t h a t
and A r : A . A r - 1
a
we can make
can be made f o r (see
Assume f u r t h e r m o r e
H(n)
is
(2.2.1).
as b e f o r e
graded
fm
base o f
Vo . T h e r e f o r e
sequence"
same c o n c l u s i o n s
degrees
that
a weak s t a n d a r d
follows
regular
"
was shown a b o v e ,
~ (iii),
Assume t h a t
As u s u a l ,
,
grvo(Q )
the
result: 5'.
(Q)
,m.
"'"
for
"weakly
above,
(ii)
and
n . Assume f u r t h e r m o r e
weakly r e g u l a r
a
i=1,
'
m , and t h e
we r e p l a c e
n , i.e.
is
(i)
o
To p r o v e
sequence,
Q +'''+
fm
large
a weakly
= (ArH(°)~(n) V,R j
(i)
regular
is
So c l e a r l y
a Cohen-Macaulay
for
fm
,
) .
(f)
Proof. is
is
conditions
i)
o
Q *)
o
eo(V o)
= ~Vo ( f i ) .
Assume t h a t
H( ° ) (n) ~,I o
~
that
228 a)
inl o fl .....
inl
b)
inv o fl .....
inv °
hen the f o l l o w i n g
o
fm
is
fm
is
a regular a regular
conditions
eo(V ) = e ( y , l , R ) .
ii)
~I
(fi)
= ~V ( f i ) ' o
i=l .....
m .
iii)
H(r)(n) ~,I
= H(°)(n) V,R
for
n.
R. S c h m i d t Satz 3 . 1 3 , Theorem 6.
all
has g i v e n an i n t e r p r e t a t i o n p. 1 2 1 ) : The f o l l o w i n g
(i)
H(r)(n) ~,I
= H ( ° ) (n) V,R
(ii)
For a l l
n, g r ~ ( R )
sequence i n
o
(Q)
,
grvo(Q)
of condition
conditions for is
gr I
are e q u i v a l e n t :
i)
o
sequence i n
all
(iii)
(see
[HSV],
are e q u i v a l e n t :
n
a C o h e n - M a c a u l a y module o f d e p t h r o v e r
R/I. Corollary.
Assume t h a t
prime
such t h a t
ideal
Q
is
a Cohen-Macaulay ring
Q/I o i s
regular
and
Q
I o . If A is a strict complete intersection then the f o l l o w i n g c o n d i t i o n s are e q u i v a l e n t : (i)
eo(R ) = e o ( R l )
(ii)
R
is
If
i n theorem
lar
normally
system of
since
sequence. b)
respect (ii).
implies to
Using
regular
5'
along
the
This
follows
that
Q/I o
a) c o u l d
that
from fm
normal
fl ..... o
The n e x t p r o p o s i t i o n
is
flat
a along
to
Io ,
inl
fm
it
gr I
turns is
(Q)
theorem
flatness
and
~
are a w e a k l y
2 i n ch.
base of follows
out that
in fact
A
of
II), with
from c o n d i t i o n the w e a k l y
regular.
o i s an a p p l i c a t i o n
a regu-
by the s e e m i n g l y
a standard
190)
p.
in
([HI],
is
([HI],
sequence i n I
Io
respect
to be r e g u l a r
forms
Mo , and t h e r e f o r e lemma 7,
with
be r e p l a c e d
initial
fl .....
and
normally
I
we assume
parameters,
weaker a s s u m p t i o n regular
flat
is
theorem
5'
229 Proposition
7.
Assume t h a t
residue
field,
and
normally
Q
and
inrl ° fl ....
a)
I°
flat
Q
is
is
a Cohen-Macaulay ring
a prime
along
ideal
Q/I o
I o . Assume f u r t h e r m o r e
are a regular
' inM o f m
such t h a t
with
sequence in
infinite
is
regular
that gr M (Q)
,
0
b)
fl .....
fm
minimal
are
part
reduction
Then t h e f o l l o w i n g
eo(R ) = e o ( R l ) .
(ii)
~
(iii)
R
(fi) is
normally
We o n l y
fl .....
fs
Io
have t o
(see §1),
On t h e o t h e r J
fl .....
hand
m.
along
I
verify
condition
inl
fs
is
to
J
b) o f
system of
J I ° = I °2 respect
that
generators Io
=
and t h e
If
Io
0
fl .....
implies I°
theorem
generators fs
that
is
a
"
fl'
....
. By [VV 1] we g e t
a regular
sequence in
5'.
Let
for
J
a regular fs
is
Then sequence. a standard
that
gr I
0
Remark.
12
of
.
and t h e r e f o r e
with
0
such
i=1 .....
flat
system o f
are equivalent:
(s ~ m) be a m i n i m a l
s = ht(lo)
inl
of
: v M (fi), o
Proof.
base o f
J
conditions
(i)
Io
of a minimal
(Q). 0
is
prime,
and i f
embedding dimension
of
e
and
QI
~
are
the multiplicity
respectively,
then
it
is
known
0
that
e ~ ~ -
that
e = ~ - ht(lo)
Example. z = t3
Let
ht(lo)
+ i
. Condition
+ 1.
(See
R = k[[t2,t3,t
and w = t 2.
Then
R
b)
R
fl is
= y3 _ Z 2 X 2, equimultiple
f2
along
proposition
7 implies
[Sa])
2 u2,u3]]
and p u t
can be w r i t t e n
R = k[[X,Y,Z,W]]/(Y Let
of
= Z2 - W3
P = (y,z,w),
Z 2 - ~j3)
Po = ( Y , Z , W ) , and
y = t2u 2
as
3 - Z2X 2, and
x = u3
~Po(fl)
Mo = ( × , Y , Z , ~ J ) .
* VMo ( f l ) "
[eaaeN
',,aauaaa#uo3 UL aeedde
oueLqqo~
o~uaai
o~ 'sDLdo~
"] fq UaAL6
q6noq~Le dn UMOLq
uaaq
aq~ #o sBu~paa~oad pa~eLaa
seq aLdmexa
~feLneaeN-uaqoo
s~ (~A-ZX'EMX-Z%'
amos s~qi
~ou s~ ~[nsaa
"~aoA MaN :eaqa6[v
pue ssau~eL~ 'L~ap~ = ~
uo :uL
SL #LaS~L
Le~x~m
#I
'aa~aG
aA~nmmo3,, tewaou
"fe[neaeN-uaqo3 aq~
Z-EM~A)/[[M'Z'A'X]]~
(H)IL8
aq~ ~e
(q'~ meLqoad
~o ssau~eLneOeN
-uaqo3 aq~ ueq~ aa6uoa~s sL S6ULa asaq~ ~o s s a u f e L n e o e N - u a q o 3 eq~ aDULS ' ~ u a a a ~ L p
e[~L
e SL UOL~sanb an0 " u I ~ pue
S6ULa aq~ ~o f ~ a a d o a d f e L n e a e N - u a q o 3 aq~ q ~
~LLeS
'eLLeA ~q "6"e)
saaded
"I'I z~es • f e L n ~ a ~ N - u a q o 3 SL
'(1861)9E
V/~
ULe~aa3
'9~I
(~)la6
pauaaauoa ( ' ' "
eae aaaql
"d '[ASH]
o~o9
(e'~ maLqoa ~
UL pauLe~uo3
~L msLqdaomOSL Ue RLULe~aao st
m
s[ s~qi
°£ ~aLqoad
"9Ol-6LI "q~em e~dLaosnuei~ 'dn 6UL~4OLq aapun SUOL~aun~ ~aaq[LH
pue s a L ~ L 3 ~ L d ~ L n N ' z u e q a o "n V "uoLsuamLp ~oaaao3 aq~ seq aao~ ao ' p a x L m u n - L s e n b SL
8
•~Lnsaa
:UL Ua^L6 SL aaom pue s~q~ ~o ~ooad ,8
~
pue
(d)L
= (d)~q
(8)a ~ (,~)a
~L 'RLLeaaua6
aAeq a~
aa6uoa~s ~ L ~ q 6 # l s e q ~
"~ ~eLqoad
~§ u~ £ maaoaql
o~ qaeoadde ~ u a a a ~ L p e Sa^L6 UOL~LpU03 SLq~ 4 e [ n 3 L ~ a e d u I o~ ~SUOL~OUn~ ~aaq[~H pue s s a u ~ e [ ~ -
s~qi
"aeadde
[emaou a^L~OaCoad 'OUeLqqoa "q
zueqao "R :UL pe~pn~s uaeq seq ( a e [ n 6 a a V/~ ao~) UOL~Lpuo3
" ,, U a 6 a e [ ao~ a L n p o ~ - v / a ~e[~ e s# l + u V / u v , s# f ~ L 3 [ [ d L ~ [ n m
-#nba pue s s a u ~ e [ j
[e~aou u a a ~ a q
f [ a a d o a d UOL~LpUO3 V
"l
~a[qoad
:~xa~ eq~ UL pauoL~uam sma[qoad aq~ o~ saa~su£ amos a^L6 o~ pasn uaaq seq UOL~eo#[qnd pue a3uaaa~uo9 aq~ u a a ~ a q
a~L~ a q i
:~ooad UL pappv auL~ap
• a oh SUOL~enba ~ u a a a ~ L p 6uLsooqo £q
(0)°da6
UL anOLAeqaq p~q aq~
aAoadmL ~ouuea aM aLdmexa s,oueLqqo~ UL ~eq% S^~oqs ~Lnsaa ano aeLn6aa aae
• saauanbas
aaeLdaa a~ SLq~ aas Ol " d
°d
pue
oN
o~ %3adsaa q~L~
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a
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Rees,
Camb. P h i l . S o c .
D° Rees,
m-transforms
multiplicities
of
Reductions
50 ( 1 9 5 4 ) , of
ideals,
of
ideals
in local
rings,
145-158
local
rings
Proc.
Camb.Philo
and a theorem on Soc.
57 ( 1 9 6 1 ) ,
zero
i n form r i n g s ,
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a local
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Macaulay-Eigenschaft
verhalten,
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Form r i n g s
72 ( 1 9 7 8 ) ,
- G. V a l l a ,
transform,
and r e g u l a r
sequences,
93-101
Standard
preprint
bases and g e n e r a t o r s
1979
for
LIAISON
par
§ I. -
RESIDU
LEJEUNE-JALABERT
LIAISON.
On
consid~re
R
un
convergentes
(r Ix I ..... Xn}
ff[x I ..... x n]
pour
id@al
K c IDJ
dr@ par R/J
M.
ET
des
tel que
sont li@s par R/I
ou le localis6
~ l'origine id6aux
intersection
qui foment
une
suite r@guli~re
l'anneau
de l'anneau
propres
soit une
R/K et
deux
(par exemple
R/K
Iet
J
compl@te de
dans
on
R K
et un est engen-
dit que
R/I
R/J
sont @quidimensionnels immerg@es)
: gI ~ K} = J
(K:J) -
: fJc
K]
suppos@es 6 q u i d i m e n s i o n n e l l e s
une intersection
comp~te
On t r o u v e t r a c e M.
"The
N o e t h e r e t G.
Algebraic
en particulier
sans
= I .
apparition sous
d'une
la forme
(contrairement dim
Pour
: nous
tout
IR/Mn+l
F = ~
supposerons
quelles
communes
et
est
n E IN , on consid@re
le cas
l'injection
au
d a n s l e c h a p i t r e de
"syst~me
simplifier
affine) et clue
M
notamment chez
elle s'introduit
ici pour
conditions
E I . Soit
Macaulay,
consacr@
de la dualit@,
qui ~tudie
ccxC~
chez F.S.
systems"
alg@brique
~ Macaulay
que
E n 1916,
of modular
0 . II s'agit de savoir
c c~ E (F pour
irr6duetibles
de c e t t e n o t i o n d~s l e s i ~ c l e d e r n i e r
th@orie suivante
sans composantes
V1
X .
Halphen.
theory
et
.
(K:I) = [gER [f~R
(ceei signifie
C e t t e d ~ f i n i t i o n g @ n ~ r a l i s e l a s i t u a t i o n g @ o m 6 t r i q u e s u i v a n t e : l a r ~ u n i o n de V2
s@ries
de polynSmes
(i.e.
R).
des
si
composantes 2)
local r@gulier
fixer les id@es),
@16ments
I)
anneau
fin@aires
= (x I ..... Xn)
de l'espace
dans R/Mn+l . Le sous-espace vectoriel
assez
que
R/I
dolvent
inverse"
premiere
naturellement
R = (fix 1 ..... Xn] est un anneau
satisfaire
l'id~al maximal
vectoriel
de
les
de dimension
de
R finie
(R/I+Mn+I)~ de (R/Mn+l)#
.
234
e s t l ' e s p a c e v e c t o r i e l des c o n d i t i o n s l i n ~ a i r e s qui doivent ~ t r e s a t i s f a i t e s p a r l e s ca ,
Ic~] ~ n
pour qu'il existe
l e s ~ q u a t i o n s m o d u l a i r e s de
I
F E I
tel que
~ l'ordre
6quations modulaires pour tousles
F ---~ c ~ x c~ rood Mn + l . Ce s o n t
n . L a r ~ u n i o n (ou l i m i t e inductive) d e s
o r d r e s de
I
c o n s t i t u e le s y s t ~ m e i n v e r s e ~
(cette t e r m i n o l o g i e r a p p e l l e q u ' o n a i n v e r s ~ l e s m a t r i c e s IR/Mn+l
dans
v e c t o r i e l de
R / M n + l ) . Nous le d ~ s i g n e r o n s p a r
lim(R/Mn+l) ~=
= { r [ [ x I ..... Xn ]]
annulant
1-1
R~* d~finie p a r c de s o r t e que :
-1
r e p r ~ s e n t a n t l ' i n c l u s i o n de
1-1 . C ' e s t un s o u s - e s p a c e
R~ e n s e m b l e des f o r m e s l i n ~ a i r e s s u r c ont Mk d~s que k e s t a s s e z g r a n d . La s t r u c t u r e de
R-module sur sur
I
P.E(Q) = E(P.Q)
induit u n e s t r u c t u r e de R - m o d u l e
HomR(R/I ' Re~')
On o b t i e n t f a c i l e m e n t le l. 1. -
THEOREME.
- ([MAC]
n°61)
F E I
¢~ E(F) = 0 ,
vE E I - 1 .
M a c a u l a y c o n s t a t e a l o r s que le H - m o d u l e des 6 q u a t i o n s m o d u l a i r e s d ' u n e i n t e r s e c t i o n c o m p l e t e e s t m o n o g ~ n e . Au s u j e t d e s l i a i s o n s , sant les g~n~rateurs
F 1 ..... F n
de
I
et l ' ~ q u a t i o n m o d u l a i r e de
f a c i l e m e n t non l e s g ~ n ~ r a t e u r s de
J = (K:I)
1.2.
n°62)
-
PROPOSITION.
- ([MAC]
0--~(K:I)-I----~ D~monstration.
G E (K:I)
il obtient
mais ses ~quations modulaires.
----~0
est exacte.
¢~ v i = l . . . n , GF. E K
. . . . . . . . . . . . .
vE 6 K -1 ,
K
La suite
K-I----~K-I®RR/I -
il r e m a r q u e que c o n n a i s -
¢~ Vi = L..n ,
1
E ( G F i) = 0
¢~ v i = L..n ,
v E E K-1 , F i . E ( G ) = 0
¢* r E ' E (K:I) -1
E'(G) = 0 . A u t r e m e n t dit
(K:I)-I = ~
F.K-1
.
1
P o u r ~ t u d i e r l e s c o u r b e s g a u c h e s ( d ' a b o r d l i s s e s et i r r ~ d u c t i b l e s d a n s t r a v a i l l a n t u n e i d l e p r o p o s ~ e p a r F.
S~v~ri,
F.
Gaeta [G]
IP3),
i n t r o d u i t la d~finition
s u i v a n t e : (1952).
1.3.
-
D E F I N I T I O N . - Un q u o t i e n t codimension
2
de 2 ~ l ~ m e n t s .
R/I
e s t ~t r ~ s i d u e l
~ q u i d i m e n s i o n n e l de 0
si et s e u l e m e n t si
R I
l o c a l r ~ g u l i e r de a d m e t une b a s e
235
R/I
e s t ~t r 6 s i d u e l
R/K
~
R/J
p , si
de r 6 s i d u e l
r ~ s i d u e l m o i n d r e que
R/I p-1
peut ~tre Ii6 p a r une i n t e r s e c t i o n c o m p l e t e et s ' i l ne peut @tre li~ ~ aucun
R/J
de
9-1 .
Ap6ry, Dubreil se sont i n t 6 r e s s ~ s aux p r o p r i 6 t 6 s qui se c o n s e r v e n t p a r l i a i sont. P e s k i n e et Szpiro
[P.S. ]
ont r e p r i s c e s q u e s t i o n s (1974) disposant des no-
tions de p r o f o n d e u r et des t h 6 o r ~ m e s de dualitY, en p a r t i c u l i e r en vue d ' 6 t u d i e r les d~formations des v a r i 6 t 6 s p r o j e c t i v e s de
codlin 2
~t cSne p r o j e t a n t de Cohen-
Macaulay. ~.4. -
THEOREME (Gaeta, P e s k i n e , Szpi:co). - Soit sionnel de
codlin 2
de
R
local r ~ g u l i e r .
R/I
un quotient 6quidimen-
Les conditions suivantes sont
6quivalentes :
R/J
D
R/I
e s t Cohen-Macaulay ;
2)
R/I
e s t ~ r 6 s i d u e l fini.
Si
I
a d m e t un s y s t ~ m e m i n i m a l de
tel que
J
n
g6n~rateurs,
admette un s y s t ~ m e m i n i m a l de
n-1
Watanabe, Buschbaum, E i s e n b u d [ B . E . ] 1
R/I
peut @tre li~
g6n6rateurs.
donnent un a u t r e exemple d ' a n -
neau ~ r ~ s i d u e l fini c e t t e f o i s - c i en c o d i m e n s i o n 3. l . 5. -
THEOREME.
-
Si
R/I
e s t un anneau de G o r e n s t e i n de
codlin 3
(i.e.
R/I
e s t Cohen-Macaulay et son module dualisant e s t un R - m o d u l e monog~ne),
R/I
e s t ~ r 6 s i d u e l fini. I1 en e s t de m@me (toujours en
e s t p r e s q u e une i n t e r s e c t i o n c o m p l e t e I
(i.e.
R/I
codlin 3) si
R/I
e s t Cohen-Macaulay et
e s t engendr6 p a r 4 g 6 n 6 r a t e u r s ) .
Ici
R/I
G o r e n s t e i n tel que
teurs (n6cessairement elle-m@me li6e ~
n
e s t impair)
I
a c ~ e t t e un s y s t ~ m e m i n i m a l de e s t li~ ~t R / J
R / I 1 G o r e n s t e i n tel que
11
n
g~n6ra-
presque intersection complete
a d m e t t e un s y s t ~ m e m i n i m a l de
n-2
g6n~rateurs. 1.6.
-
Exemple. - Par contre,
M = (xl,x2,x3) r e m a r q u e que
Buchweitz m o n t r e que
¢ [ X l , X2,X 3 ] / M 2
off
n ' e s t pas ~ r 6 s i d u e l fini. (Ceci e s t n6anmoins d ~ t e r m i n a n t i e l et on 2 2 2 ~ r [ x l , x 2 , x 3 ] / M - _ e s t li~ ~ lui-m@me p a r ¢ ~ x l , x 2 , x 3 ) / X l , X2,X 3) .
236
§ 2.
RESIDU.
-
On e o n n a i t b i e n la f o r r n u l e i n t 6 g r a l e de Cauchy 1
g(zl ..... Zn)dZ[A""
(2irT)n f
par
a i l l e u r s que s i
3k l + ' ' ' + k n
- (kl +...+k n) !
kl+l kn +1 zI ... z n
zi,=~l
et on s a i t
t
AdZn
R = ( r [ x 1 ..... Xn]
et s i
kl k ng (o) ~z 5z I "'" n
I = (fl ..... f )
off
f l . . . . . fn
e s t une s u i t e r 6 g u l i b r e (2.1)
rgff R / I -
1
~
(2i~) n
dflA'"Adfn
dIfil= ¢
fl A'''Af n
NOUS a v o n s c h e r c h 6 ~ o b t e n i r de fagon analogue p a r un c a l c u l de r 6 s i d u le si
I
n ' e s t plus e n g e n d r 6 p a r une s u i t e r 6 g u l i ~ r e r n a i s r e s t e p r i m a i r e
M = (x I . . . . . Xn) . A p a r t i r de r n a i n t e n a n t d e s n - f o r r n e s d i f f ~ r e n t i e l l e s et
R/I
n
R = ¢ ( x 1 . . . . . Xn} ,
~
rg¢ R/I
pour
e s t le R - r n o d u l e
e s t un a n n e a u de d i m e n s i o n 0 . Le t h 6 o r ~ r n e
de dualit6 l o c a l e nous dit q u ' i l e x i s t e une a p p I i c a t i o n b i l i n 6 a i r e non d6g6n6r6e : n
n
EXtR(R/I, f~ ) x R / I ---~¢ . E l l e s e d~finit " a s s e z f a c i l e m e n t " de fagon t r a n s c e n d a n t e de la faqon s u i v a n t e : n On c o n s i d ~ r e la r 6 s o l u t i o n de Dolbeault de g~ p a r l e s g e r r n e s de c o u r a n t s ( f o r r n e s d i f f ~ r e n t i e l l e s ~t c o e f f i c i e n t s d i s t r i b u t i o n ) qui e s t une r 6 s o l u t i o n i n j e c t i v e (~ c a u s e du t h 6 o r ~ m e de d i v i s i o n d e s d i s t r i b u t i o n s )
0--n
,zn, 0
et
E x t R ( R / I , f n)
Si
~0 : R / I ~ ' 2 ~ n ' n
de
,
n,n 0
s ' i d e n t i f i e au n - i ~ m e g r o u p e de c o h o m o l o g i e de e s t un r e p r 6 s e n t a n t
R/I , l'accouplernent
(~,g)
HOrnR(R/I, , ~ n , - ) .
d ' u n de c e s 616rnents et
e s t donn6 p a r
~0(g)(1 ~)
off
'~
g
un 616rnent
e s t une f o n c t i o n
co
C
~t s u p p o r t c o m p a c t c o i h c i d a n t a v e e la c o n s t a n t e
Par ailleurs, En p a r t i c u l i e r ,
on peut c a l c u l e r si
R/I
c o n s t r u i t ~t p a r t i r de l i b r e de
R/I
et
ExtR n ( R / i , ~n)
1
s u r un v o i s i n a g e de
a v e c une r ~ s o l u t i o n l i b r e de
0 . R/I .
e s t une i n t e r s e c t i o n c o r n p l g t e , le c o r n p l e x e de K o s z u l f l ..... fn
un s y s t g m e de g 6 n ~ r a t e u r s de
I
A'Rn
e s t une r 6 s o l u t i o n
E x t R ( R / I ' f~n) e s t le n - i ~ r n e g r o u p e de c o h o m o g i e de
Horn(A'R n , f l n) . Si
~ E fin , [ f l . . .~. . fn ]
l'application R-lin6aire envoyant
d ~ s i g n e la c l a s s e dans
elA...Ae
sur n
a l o r s s o u s la f o r r n e :
~
E X t R ( R / i , fln)
et la f o r m u l e
de
(2.1) s ' i n t e r p r ~ t e
237
[df IA... AClfn ] rg¢ R/I = ( [fl"" fn
j ,I} .
Nous allons maintenant
rappeler
bri~vement
comment
ces calculs de r~sidu
se rattachent aux considerations pr~c~dentes : On peut montrer [S] que n ~R/I = E xtR(R/i, ~n) s'identifie ~ I-I = HomR(R/I ,~ .) en interpr~tant
I~*
con~
cont
c o m m e le n - i ~ m e g r o u p e de c o h o m o g i e du c o m p l e x e , n,O
, n,l
, n,n
"~{:o3 -~
~{o? . . . . .
~io } -~ o
o--* des courants
de s u p p o r t l ' o r i g i n e .
Un 81~ment de
c DC~SdzlA...AdZnAdZ 1 A . . . A d ~ [~J~k a _ n t i o n l. 2 de M a c a u l a y d e v i e n t a l o r s : 0 - - ~ ~ R / ( K : I) est exacte.
que
0 ~ Si
R/I
K : (K:I) = I
WR/I ~
¢OR/K ~
des r ~ s i d u s du g r o s p o i n t
par
R/K
R/I)
--~ 0
r g ( r R / K = r g ( r R / ( K : I ) + r g c R / I , il s'em, mit
et que WR/K~RR/(K:I)
n ' e s t p a s une i n t e r s e c t i o n
des r ~ s i d u s de
5
~R/K®RR/I
C o m m e e l l e e n t r a i ~ e que
imm6diatement
off
R~ est alors repr~sent~ par cont e s t l a m a s s e de D i r a c . L a p r o p o s i -
complete,
0 .
le m o d u l e d u a l i s a n t
s'interpr~te
l'intersection
~
WR/I
(ou m o d u l e
donc c o m m e un s o u s - m o d u l e
compl~te en terme
de l ' a n n e a u
R/J
du m o d u l e li~ iL R / I
R/K .
2.2. -
DEFINITION. 0 ~
RPn
- C~n~ralisant l'~criture ~n
RPn-I__.~ ... ~
l i b r e de type fini de l o n g u e u r la c l a s s e d a n s sur
~9. 1
Soit
h 1 .... , h n
Koszul c o n s t r u i t e complexes
~R/I
n
des symboles
RPl de
de G r o t h e n d i e c k ,
~l ~ R ~
0
e s t une r ~ s o l u t i o n
R / I , on d ~ s i g n e r a p a r
de 1 ' a p p l i c a t i o n R - l i n 6 a i r e
Rp n
si
~
fin
[01 ..... t~ ~pn 1 rL envoyanl: e.
1
.
une suite r~guli~re engendrant
~ partir
de
@ d u i t de l ' i n c l u s i o n
h l .... , h n . Soit Kc
I . Si
K ,
6o : A ' R n ~
A'R n ~
l a r ~ s o l u t J o n de un m o r p h i s r a e
Pn Ctn(¢lA...ACn) = i=l~ giei
de
r~ ,...,~ 1 , [ i t~ PnJ n
s'envoie sur
[ hZl g..... iwi hn ]et
( K : I ) = J = (g 1 ..... gpn ; h l ..... hn)
En fait,
cornais-
238
sant
~
et c~ , on peut non s e u l e m e n t t r o u v e r un s y s t ~ m e de g ~ n ~ r a t e u r s de
(K:I)
m a i s une s y z y g i e . 2.3.
-
PROPOSITION ( F e r r a n d ) .
I_e cSne du m o r p h i s m e
e s t une r ~ s o l u t i o n l i b r e de Utilisant l'isomorphisme longueur
R/(K:I)
.
(hiRn) v
h n - j R n , on obtient
r6solution
r~solution nimale
minlmale
de
-
de
v 1 n ---~ ~ n ~ A R ---~ R - - ~ 0
d(f, cilA...A~ik) = (-dVf d(e. A...A~. )+ v(f)) . C e p e n d a n t re@me s i '
2.4.
une
n : v v An-lRn....~ v n-2 n 0 ---'-~l---,-~2e ~3~A R ....
o~
c~v : v - - ~ (A" Rn)v
dual
de
R/(K:I)
R/I
(cf.
THEOREME
[LJ]. ~
c o m m e dans
2.2,
- Soit
qu'on
n'obtienne
pas
ainsi
la r6solution
R = ~r[x t . . . . . Xn]
et
R/I
h I ..... h n
C~n : AnRn ~
~i = .
~
mi-
un a n n e a u de d i m e n -
u n e r ~ s o l u t i o n l i b r e de type fini de l o n g u e u r
phisme
e s t la
et I. 5).
h l . . . . . hn
une s u i t e r ~ g u l i ~ r e e n g e n d r a n t
le s y s t ~ m e de g ~ n ~ r a t e u r s de ~n
c o m m e ci d e s s u s .
d t ~ n , l •, l. n _ l A " ' A d t ~ s , i s , l s _. l
.
~
ik
, il se peut
!.4
s i o n 0 . Soit
g ! ' .... gPn ;
I1
(K:I)
Kc
n
de
R/I
I ,
d~duit du m o r -
Soit
A...A
dt~l,il
' 1
in_l,--., i [
Ps 1 I
o~
i
s = 1 . . . n - 1 et t~ : R = 1...ps s ' s finie p a r la m a t r i c e t r a n s p o s 6 e de ~s
---~R
Ps
e s t l ' a p p l i c a t i o n d~-
Pn 1 [~I ..... % = ~., [ t~n~n
rg~R/I
2.5.
-
Remarque.
"effectif" que
pour
p = rg¢
Le
tester R/I
I
(1) - (2i=) n n !
th6or~me
2.4
F E I
id6al
si
donne
dans
de
=(r[x
R
hJ I=¢
i=l h l . . " hn
certains
cas un
I ..... Xn)
dont
moyen
on salt a priori
< +~
I1 s ' a g i t e n fait u n i q u e m e n t de c a l c u l e r M p c I . L e s ~ q u a t i o n s m o d u l a i r e s de
I
~ . En e f f e t , on v ~ r i f i e que
(il y e n
a
~
i n d ~ p e n d a n t e s d ' a p r ~ s le
t h ~ o r ~ m e de dualit6 l o c a l e ) c o i h c i d e n t donc a v e c s e s ~ q u a t i o n s m o d u l a i r e s ~-1 . Soit
de calcul
(~ct) EA
les
c o n s t i t u e n t une ~r-base de
(p-l+n.n)
m o n S m e s de
R / M ~ . P o u r tout
R S E A
dont l e s i m a g e s d a n s t e l que
~R
~ l'ordre R/M ~
s o i t de d e g r ~
239
inf~rieur
ou @gal ~
~-2
, il e x i s t e
w~f i -~ ~ c ~ ¢~EA B,i;c¢ a I
-I
est alors l'espace c c~EA
d e s s o l u t i o n s du s y s t ~ m e
=0. e s t donc r a m e n ~ p a r 2 . 4
Une syzygie explicite pour [E.N],
D'autre part,
si
th~or~mes R/I
R/I
[B.E] 2 , [L]
n = 2
ou s i
indiquant la structure
est d~terminantiel,
n
combinaisons
Pour obtenir les
gi
et
§3
et
darts
[ B . E ]1 T h .
d'une structure
1
j
[B.E] 1
h 1. . . . . h n
g@n~rales
d@terminer
R/I
f o r m @ s d'@l@ments de
R/J
: AnRn----~ ~
par
s i on s a v a i t m u n i r
gradu@e d i f f @ r e n t i e l l e a s s o c i a t i v e
et c o m m u t a t i v e .
r 1 . . . . . r n E IN
det(aij)w xjl= ¢
fl ..... fl
li~ ~t R / I
doric A c a l c u l e r u n r@sidu r e l a t i f A u n e i n t e r s e c t i o n
hjl= ~ h l ' " h n
des
e n @cri-
~ t e n d a n t l ' i n c l u s i o n de
a i j h j . On s a i t a l o r s q u e :
et on t e r m i n e
¢)
I
d a n s l e s 2 c a s pr~cit@s ([ P . S ]
imm~diatement
il s u f f i t de d @ t e r m i n e r d e s
[BUR]
est pfaffien.
(~ c o e f f i c i e n t s d a n s
c~
on d i s p o s e de
D a n s le l e r c a s
(d~crivant l'anneau
5.3) et s'obtiendrait
hl,...,h n . Pour ce faire, ri x. = ~
Ni " S i g n a l o n s q u ' o n
e s t de G o r e n s t e i n ,
I . Ceci se fait explicitement
d'alg~bre
I1 r e s t e
R/I
g@nSrale d e s s y z y g i e s .
correspondants
R / h t . . . . . hn) , il f a u t s a v o i r K = (h l . . . . . hn)
fournit les n-formes
d a n s le 2 ~ m e c a s
lin~aires
~ u n c a l c u l de r@sidu.
les syzygies des vari6t@s d@terminantielles.
n = 3
On o b t i e n t u n e s u i t e r @ g u l i ~ r e vant
lin~aire
c~
L a d ~ t e r m i n a t i o n de
trouve dans
tel que
rood M ~a
vectoriel
X S,i;cc
cB,i;ct E ¢
rl r x l ...xnn
e n a p p l i q u a n t la f o r m u l e i n t ~ g r a l e de C a u c h y .
complete tels que
"
240
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Elementary in the
theory
transformations
of a l g e b r a i c
vector
bundles
By Masaki
Introduction. "Construct ety".
many
While
braic
vector
operation, singular
About
vector
many
transformation
(i)
vector This
(2) the
played
following p3.
then
H 0 ( p 3, E(m))
of the
with
As
curve r(E)
elementary tary
projective
an o p e r a t i o n
it a p p e a r s
in v a r i o u s
in the spaces
this
projective
recently
directions
some
on alge-
By u s i n g
on e v e r y
vari-
that
of the
non-
the theory
of
examples:
deformation of v e c t o r
theory
bundles
and the
on curves
[12]). in e s s e n t i a l
Let
E
way
by R. H a r t s h o r n e
be a s e m i - s t a b l e
integer
exploited
(Maruyama this
and useful
such
this
of m o d u l i in the [6] and
that
vector
x(E(m))
to
bundle
~ 0
solve
of rank
and
operation
to p r o v e
spaces
semi-stable
above,
is u s e f u l
§3 of this
article).
m
~ 0,
of a s e m i - s t a b l e
Cl(E)
= 0
is.
(see
moment In
vector
§4 of this to give
§i I w i l l
§2 is d e v o t e d
"valuative
to
show
cri([5]). many
at a p o i n t
bundle
E
on
of
p2
article).
an e x p o s i t o r y try
sheaves
to c o n s t r u c t
the m u l t i p l i c i t y
lines
at this
of
this
we can d e t e r m i n e
transformations.
transformation
constructed
problem:
~ 0.
of j u m p i n g
It seems
I found
used
properness
By u s i n g
= 2
[Ii],
is an
I mentioned
bundles
(5) the
m
S. L a n g t o n
(4) vector
been
problem:
2 on
terion"
a key role
following
transformation.
hand,
tool
of the m o d u l i
has
If
were
the
dimensional
Let me m e n t i o n
and R a m a n a n
This
(3)
bundles
bundles.
I raised
question,
On the o t h e r
desingularization (Narasimhan
this
is a p o w e r f u l
ago
on a h i g h e r
an e l e m e n t a r y
vector
variety.
algebraic
bundles
considering bundles,
ten y e a r s
MARUYAMA
account
to show what several
the
of
elemen-
properties
of
242
the
operation,
the
of e l e m e n t a r y the 0
family and
that
transformations,
of s t a b l e
c2(E)
= 2
the r e a d e r
example. and
To
vector
will
study
in this
An
given.
where
curves
Let
C
cases
proofs
they
of the
are r a t h e r Instead lines
and
p
over
C.
Pick a point
: X
The
is an e x c e p t i o n a l
the
> C
proper curve
and
=
I hope
this
viewpoints, viewpoint
bundles
geometric
was
between
depends
are
technical
the
emphatwo
is s l i g h t l y
results going
and too
construct
on
§3. of r a n k
different
is p e c u l i a r
(5)
in the a b o v e
to be p u b l i s h e d special
several
our method
in
case
on a fact w h i c h
§4 some
results
is s t a t e d
Eg] A p p e n d i x ,
The p r o o f
In
I will
elementary
of
for
to v e c t o r
els-
our p u r p o s e
examples
T h e n we o b t a i n
X
curve
over
of the
bundles
D
surface,
of the
kind;
contract
a new ruled
L
L
X
on
p2.
surface
surfaces.
is,
a
with
the
center
pl-bundle
p-l(p(x)) and
to a s m o o t h p'
closed
that
fibre
D ~ pl D
of r u l e d
an a l g e b r a i c a l l y
and b l o w up
first
we c a n
transformations
ruled
transform
of t h e
> X'.
,
in
here.
projective
x
of C a s t e l n u o v o ,
x
given
a geometric
a theorem
C
two
through
interrelation
vector
by a p p l y i n g
be a n o n - s i n g u l a r
X
Cl(E)
transformations.
start with
~ X.
with
section
of H a r t s h o r n e .
geometric
the
of this
p3
operation
we h a v e
about
was
2.7).
Elementary
: ~
the
eommutativity
part
2 on
on a r e s u l t
[6] the
stable
be p r o v e d
field
f
of
(Corollary
of j u m p i n g
Let us
care
cases
article.
§i.
in
general
The
because
of t h i s
theorem
will
of the
to t h r e e f o l d s are
I will
of g e n e r a l
2 on t h r e e f o l d s from that
Though
final
of r a n k
to u s e
the
as far as p o s s i b l e .
existence
a proof
E
based
how
changes,
In the
bundles
realize
base
the t r a n s f o r m a t i o n
note
interpretations
with
etc..
is t r e a t e d ,
sheaf-theoretic.
sized,
As
compatibility
: X'
by
D 2 = -i. point, ~ C.
x; f By
g
:
243
The
birational
transformation theorem bundle
with
of T s e n , of r a n k
surjective
E'
= ker(6)
X'.
L
on
X
E~M
C.
Pick
p~(L~
such that
f r o m the obtain
exact
exact
isomorphism
scheme For
of
Let
whose
a vector
bundle
morphism
6
of
We d e n o t e
this
E
with
E
a vector
is e q u i v a l e n t where
to d o i n g
a
z = p(x):
> 0.
X'
0X,(1)
on
= P(E")
be the
section of
G
C.
s to
with
of
OX,(1)
X
divisor
f~
in
0
) L~I
of
x --9
x
> k(x)
L
G =
p,(L)
f~(L)@
---
0(-F)
F = f-l(x).
0(-F))
On the
X.
set
Then
see t h a t of
bundle
a line bundle
t c C.
It is e a s y to
line and
defines
is t h e
ideal
a vector
tautological
for all
exceptional
E"
~ p,f~(f*(L)@
Ix )
~ E~M
-
is s u r j e c t i v e
~ E'
S
C
By t h e
other > 0,
hand, we
sequence
generalize
dimensions.
e l m x.
~ p',(g,~*(0X,(1)))
6'
E"~ M
We c a n and
that
of T s e n
is the
> D,(L~
It is o b v i o u s
elementary
and
transform
M
F
Ix
0
free
x
k(z),
~ k(z)
a rational
sequence
another
to
by
over
point
L l p - l ( t ) --- 0 p l ( 1 )
= p',(Ox,(1))
Ix) , w h e r e
E
Let
The t o t a l
--- g * ( 0 X , ( 1 ) ) , w h e r e E"
the
6
theorem
for a l i n e b u n d l e
Now
denoted
the
X' --- P(E').
2 on
(s) 0 - (s)~.
of
~ E
I.i.
and
is c a l l e d
pl-bundles
Giving 6
> X'
x
is l o c a l l y
By t h e
on
: X
as
C.
~ E'
of r a n k
E"
center
homomorphism
Proof.
of
the
2 on
Proposition
bundle
gf-i
X ~ P(E)
0 Then
map
and h e n c e
the S
above
E
X' ~
operation
on
ideal
IT
S, a s s u m e
to a v e c t o r
situation
and
be a l o c a l l y
defining
by the
> k(z).
bundle
P(E")
to the
case
F
quadrulet
there on
T
(E, T,
and
T
divisor
on
is a s u r j e c t i v e with F,
6).
r(F)
an
e. d.
of h i g h e r
scheme
is a C a r t i e r
we get q.
~ P(E').
noetherian
that
Thus
6' = 6 ~ M .
ranks a subS. homo-
< r(E).
A fact
is
244
(1.2)
Our tive
E'
: ker(6)
situation
is a v e c t o r
can be d i s p l a y e d
in the
following
exact
and
commuta-
diagram:
(l.3)
0
0
F'
> E~TI
~F
~E
~F
T T T
0
P(E)
and
give
T t
a subscheme
0
a geometric
Y = P(F). of
interpretation
Then
Y
P(E).
Blow
up
X
proper
transform
exceptional
of
on
Theorem S
which
bundle
E"
(I)
There
is the
projective
S
closed
is a p r o j e c t i v e ideal
of (2)
D
and
in
Moreover,
Y
bundle
Y'
P(F")
line b u n d l e
is the m o n o i d a l pN-bundle
map
and d e n o t e d proof,
([6]
which
1.4)
pN-bundle
of
f : ~
and
(r(E)
P(E") g
X =
P(E) T ~ X.
let
G
Set
be the
of
= N + i)
associated
: ~
defined
> X' by
P(E")T,
~ f*(Ox(1)) ®Ox(-G)
(for a c o m p l e t e Lemma
subbundle Y;
P(E) T
Set
with
such
g,(ID) where
p'
a vector
that
c g,(O~)
ID
: X'
is the
= 0X, defining
X,
The r a t i o n a l along
a
subscheme
g*(Ox,(1))
g
of
S-morphism
subbundle
is the t a u t o l o g i c a l (3)
exist
an
along
above.
~.
1.4.
on the
f
of the
is a p r o j e c t i v e
D = f - I [ p ( E ) T ] , the divisor
,0
: E(-T)
0
Let us
~0
II
>E'
E(-T)
and
bundle.
X'
see
E
(or,
E",
transformation
satisfying
gf-i by
of
, where
the
is c a l l e d
elmy. [6]
To Chap.
is a local
I,
version
§2),
conditions
a proof
is unique.
transformation of the
let us m e n t i o n
of the
OX,(1))
Y'.
elementary
indicate
(or,
resp.),
along
above
the
OX(1)
theorem.
theorem the
lemma
245
Lemma and
Assume
the d e f i n i n g
Xn+ I . . . .
, XN,
ideal
Moreover,
the
that
of
resp.).
x ~] ), w h e r e
...,
X
1.5.
S = Spec(A),
T
(or,
Then
x I• : x'i
defining
Y)
is g e n e r a t e d
elmy
exists
(0 < i < n)
ideal
Iy,
X = P r o j ( A [ x 0,
and
and
of
Y'
by
...,
t e A
elmy(X)
XN])
(or,
t,
: Proj(A[x~,
x.? = tx!]
(n+l
is g e n e r a t e d
by
~ j ~ N). !
t, x 0,
...,
t .
n
This
lemma
elementary combine
enable
1.4 w i t h
Proposition the
0X(1))
= 0
Once tially exact
defining
for
one
the
us w i t h
It is a l m o s t X'
by
p
S
: X
1.4,
the
proof
as
Iy.
II
).
in T h e o r e m
Then
E'
~
P(E')
of P r o p o s i t i o n
another
= elmy(X)
of
To
R p,(Iy~
of the
proposition
On the
other
we
i
and
natural
i.I.
1.4,
= p~(Iy~
is the
(1.3)
show
F'
projection.
is e s s e n -
hand,
the
that
is as
t
in
1.8. of
= p-l(t ) = p 2
T,
) E
6'> F
is e q u a l
to the
0X(1)) 6'
by
x~,
P(F')
> 0
sequence
~ P(ker(6)).
elmy(X)
Example a point
that
is g e n e r a t e d
1.5
where
obvious
OX(1) ® Oy
> OX(1)
exact
~ D,(Iy~
= elmy(X)
(1.7)
Xt
properties
[7] A p p e n d i x
situation
X
in
} Iy~Ox(1)
0
Lemma
local
sequence
provides
in
Y
same
0S-mOdule ,
Theorem
see
the
we n e e d
> 0, w h e r e
as that
explicitly
example,
the
of
free
admits
0
Thus
(1.2)
ideal
i
same
(for
Under
1.6.
is a l o c a l l y
0X(1))
to c o m p u t e
transformations
Theorem
denote
us
In the ....
= Y'.
= P(ker(~))
X'n
> Rloe(Iy®0x(1)) given
situation
of L e m m a
as a s u b s h e a f
Therefore,
surjective
of
1.5
EIT.
= 0
6. the
F'
This
and
we have
-I
and
elmy
what
happens
: elmy,
with
to the
fibre
Y'
= P(F'),
(1.3). To
illustrate
let us p i c k If
r(F)
the
case
= i, then
of
r(E)
= 3.
Yt
is a p o i n t
of
Then of
the
X t.
X
over fibre
LX
is
246
the u n i o n a line the
of
of
line
which
and
FI
p2• of
the
p2
glued
along
By the m o r p h i s m
p2 FI
and we get
g, all
p2
section to the
Yt'
FI
FI
collaps
is the
line
and to
to
!
FI
In this
Yt
g
induces
as before, c ~t
Xt
case
to a s m o o t h
is a line the
point
in
Xt
= p2
contraction
of
p2
while
and h e n c e
of the m i n i m a l p2
c ~Xt
collapses
point.
Xt The
The
of
Xt
= 2.
same
of
fibres
of
"Yt
r(F)
is the
' X t.
as
×t ~t
the
section
contracts.
p2
Assume
the m i n i m a l
second
is the
§2.
Some
In this
~t converse
of the
properties
section
we
X~
first
and vice
of e l e m e n t a r y
shall
show
vasa.
transformations.
several
properties
of e l e m e n t a r y
transformations.
Proposition situation
2.1
(Compatibility
as in T h e o r e m
S
of l o c a l l y
T'
= T ×S S'
1.4,
noetherian
suppose
schemes
is a C a r t i e r
with
base
that
such
that
on
S' •
divisor
changes).
we have the
Under
a morphism
defining
ideal
elmy(X)
Then
h
the
same
: S' -. > IT,
of
XsS '
e l m y S, (Xs')" Proof.
Consider 0
By p u l l i n g
the
> E'
back
the
exact
sequence
OS, Tor I (F, OS,) Our 0~,)
assertion = @
is n o t h i n g
is enough.
6
~ E
but
Thus
to
sequence ~ F
> 0.
S t, we have h*(~)
~ h*(E') h*(E') we may
> h*(E)
~ ker(h*(6))
assume
that
> h*(F) and h e n c e
S
and
S'
~ 0.
0S , Tor I (F, are
affine,
247
S = Speo(A)
and
S' = Spec(B),
module.
By tensoring
the exact
sequence 0
62 )
to
0
~ Tor~(A/tA,
Our assumption Tor~(A/tA, ±
B
implies
I T = tA
t
> B
~ B
is a non-zero
divisor
of
on
are given.
(or, Fi)
(or, E 2
Let
F~
ker(62) , resp.)
=
the following 0
is exact
by
Thus
and
(E 2, T 2, F 2,
be the image of
62
E1 =
(or, 61 , resp.).
Then,
by
0
t
F I'
t
~F l
~G
t
•0
t
E2 ~
E
f
~ F2
t
) E'
F~
t
t
t
0
0
0
and
of this diagram
~ 0
E' = ker(@2)
A geometric
~ ker(~l).
is
Proposition
2.2 (Commutativety
Yi = P(Fi)"
If the proper elmY2
• 0
t
~2 ~
• E1
G = FI/F ~ ~ F2/F ~
of elementary
transform
(or, Y2' resp.)
by
of
(or, elmYl(X)T2 , resp.),
elmY2(X)Tl
B.
and commutative:
0
t
interpretation
~ 0.
a. e. d. (El, TI, F1, 61 )
S
0 T-
.> 0, we have
> B/tB
that two quadruplets
where
is a free
B) = 0.
Snake lemma,
Put
t
Assume
ker(6 I)
F
~ A -~-~A ----~A/tA
B)
that
and that
[YI ]
(or, elmY1 , resp.) then
transformations). (or,
[Y2 ]) of
is a projective elm[Yl]elmY2
YI
subbundle
=
elm[Y2]elmYl" The simplest case of
but trivial
TInT 2 = ~.
Corollary has no common
2.2.1.
application
We have another Assume
irreducible
that
components
of Proposition
simple
(I) and
application.
dim S = 2, (2) (3)
2.2 is the
every point
TI
and x
in
T2 TInT 2
248
is s m o o t h
in
TI
transformations Proof. the
point
Since
over
x
T
S
F!l = F.m
that
TInT 2 ,
Let
F l!
F l!
of the
outside
is a t o r s i o n
is a l o c a l l y• free
that
T
the
idea
case
of
dim
S = i
1.12. S,
line
Let
p
L = 0(I)~
D * ( M Qm)
chooses
system
sally.
Then
xlu...ux r
is a
transform
D!
system
on
p(x i)
D.m
section
of g l o b a l
meets
ample
sections
= zi
to
and of
P'
equivalent D~
in
eoordinates
If one t a k e s
the
our r e q u i r e m e n t ,
of r a n k and
D1
of
+ xr
p
with
and and Xl,
For
by
elmy,
to
D 2'
ID{I
=
of the center
ID~I
P'
and
of
of
subpNxT
the
large
in
[6]
tautologi-
...,
of the
xr
T
on
m.
intersect
When complete
transver-
is s m o o t h
of
p'
D~
: P'
elmy, -I,
and
the
Thus
D½,
S,
mutually
= elmy,(P),
p'
see
line b u n d l e
D2
D{,
a proof
2 on a n o n - s i n g u l a r
D I2n'D ' = ~.
pl-bundle Y
~ S
Moreover,
proof,
is a s e c t i o n
and
Y S.
0(i)
T = z l u . . . u z r. PT'
: P
let us give
is an amnle
members
variety
a smooth
over
for a s u f f i c i e n t l y
general are
M
p
exist
a complete
bundle
is
irreducible.
theorem,
For
If
p0-subbundle of
to be
of the
OT.-module l O T . - m o d u l e at the i G. e. d.
pN-l-subbundle pN-bundle
By
free
and
there
the p r o j e e t i o n
P.
is v e r y
is l i n e a r l y
= pI×s.
(T, Y)
E
as
N = i.
----~ S
a
TInT 2.
transformation
S ~ 3
Then
and
= P
D I ' D 2 = x I + ...
Put
another
S
be a v e c t o r
ILl, they
distinct.
D I'
i in
and
suffieiently
linear
elementary
quasi-projective
dim
topology).
of a p r o o f
E
of
with
can be c h o s e n
: P = P(E)
bundle
field
elmy(pN×s)
~ 2, t h e n
elementary
be a n o n - s i n g u l a r
(in Z a r i s k i
show
curve
S
on the
closed
To
Theorem
P'
fact
of c o d i m e n s i o n such
dim
find
commutativity
c T I n T 2,
results
2.3.
pN-bundle
(c pN×s)
S,
of
of the m a i n
variety
one
and the
an a l g e b r a i c a l l y
be a
cal
the
x, too.
Theorem
the
Then
Supp(G)
(3)
point
One
if
T 2.
holds.
assumption
at e v e r y
and
proper
: P' we can
form
a
~ S~ that
then a.
the e.
Y'
is,
couple d.
249
Let
We
shall
E
be a v e c t o r
bundle that
on
is,
give
S.
a sheaf-theoretic bundle
of r a n k
For a large
the t a u t o l o g i c a l
in the u s u a l
sense.
sections
E(m),
of 0
interpretation r on
integer
line
m,
bundle
For a s u i t a b l e we h a v e
S
and
E(m)
of
an exact
OS(1)
on
(s I,
2.3.
an a m p l e
= F@Os(m)
E(m)
r-ple
of T h e o r e m
P(E)
...,
line
is v e r y
ample,
is v e r y
ample
of g l o b a l
s r)
sequence
~ OSer
~
E(m)
~ F
~ 0.
X ( S l , . . . , s r) The F
proof
of the
is a line
theorem
bundle
is s u f f i c i e n t l y
shows
that
on a s m o o t h
general.
under
divisor
Our
the T
situation
assumption
on
S
if
of T h e o r e m (s I,
can be d i s p l a y e d
...,
in the
2.3
s r) follow-
ing diagram:
0
0
F'
>E(m)[T
Jf (2.4)
er
0 -.
> 0S
• F
> E(m)
E(m)(-T)
>0
= E(m)(-T)
t 0 The
Y
above the
0
in the t h e o r e m diagram
shows
sheaf-theoretic
it is not
if
to
r(E)
projective
variety
el(E)
E
of
that
is
E(m)
but
S
of T h e o r e m
and
with F
E
is v e r y
dim
is a line
bundle
the
second
regarded
on
T
in this
Let
S
be
Corllary
2.6.
an a l g e b r a i c a l l y
= pr-lxs "
~ F ' ~ Os(T)), 2.3.
closed
field
ample
S ~ 3, t h e n
F' ~ O T ( C 2 ( E ) ) , w h e r e as a d i v i s o r
c P(Os ~r)
As
The
which
a special
is case,
see
= 2
T,
P(F')
= ker(Os(T)~r
interpretation
difficult
(2.5)
is n o t h i n g
Chern
on
class
E
the
first
T,
Chern
class
F ~ OT(T2-c2(E))
c2(E)
of
E
and
can be
case.
a non-singular
and
on a n o n - s i n g u l a r
a very
projective ample
vector
threefold bundle
over
of r a n k
250
2 on
S.
defines
If
s • H0(S,
a smooth
complete
linear
morphism
u
ample
L2[
such that
(2)
for a p o i n t Proof.
it is v e r y
divisor
on
deduced
f r o m the
tion
t
ideal
([6]
By u s i n g pl; u
u
E
is free.
(tl, by
the
t 2)
y s
if and which
of
T,
and
s2t I = 0.
Thus
Example of
contains
2.8.
S = p3
u
-i
T
DI
is not
or
and
u
D2
2.6,
we h a v e
if
P(F')
very
2.3
IL~ and
implies
for a
the
a general
is d e f i n e d
u
forms
0S). and
V
fibre
for the
that
ICl(E)l.
of
T
structure.
to
is i r r e d u c i b l e ,
is,
F' ~ 0 T.
is s u r j e c t i v e . of
y
(Sl,
on w h i c h
s 2)
and
u
is g i v e n
is d e f i n e d
by
n > 2 When
slt 2 -
e. d.
corollaries
for all
by the
T •
G.
examples
sec-
of the
The map T
is
Proof
u T
that
Thus
in the
a smooth
latter
(2.5),
neighborhood
that
defines
Since
ample.
is a s p e c i a l Then
a morphism
: yxT,
t i ~ F(V,
with
in
} pl
The
By
> pl.
2 7 implies
member
DI.D 2
T
2.7
nick
= Vn(s) 0.
Corollary
very
E = L I ~ L 2.
observation).
is smooth.
some
L2
that
: T
s = Sl~S 2
(s2(z):t2(z))
Let us give
LI,
member
bundle
in T h e o r e m
an open
si,
= (s)0
and
Corollary
Corollary
can be w r i t t e n
(0)
that
= pl×T
only
with
a non-singular
on
T
(2.4),
choose t
respectively
show
above
that
in the
= DI.D2.
the v e c t o r
the
member
so g e n e r a l
morphism
(si) 0 = Di,
diagram
z --+ ( S l ( Z ) : t l ( z ) )
case
shall
: T = P(F') C_ ~ P(0T~2)
For a p o i n t
are
a non-singular
u-l(x)
Then
shows
E = OS~0s(T)
u-l(x)
2.6
which
is a s u r j e c t i v e
(s) 0 = ( S l ) 0 - ( s 2 ) 0 = DI.D2,
(see
surjective
there
as in C o r o l l a r y
To p r o v e
E).
in the
• pl
D i ~ ILi[
with
former.
p 108)
F'
is not
Then
L i)
Ann(E/(s,t)Os)
theorem
for an
assumption
Since
H0(S,
(i)
x
is a s e c t i o n
is a s m o o t h
such that
Consider
and the
there
is a s u r j e o t i v e pl,
2.6.
0p(E)(1))
then
exists
of all we
P(E).
in
there
in
First
be If
there
s i E H 0 (S,
section
S
S.
then
x
ample
(2)
Let
(i)
of C o r o l l a r y
and
on
curve,
P(E),
ICl(E) I
~ pl
2.7.
= H0(p(E),
on
system
line b u n d l e s
is a s m o o t h
case
divisor
: T
Corollary
E)
in the 10p3(n) l
n = 2 or
3
251
it is w e l l - k n o w n a fibre as
that e v e r y n o n - s i n g u l a r
structure
and the f i b r e s
n = 2 or 3.
structure curves)
IOp3(4) j
whose
general
or 4 ( c o m p l e t e
non-singular
are e l l i p t i c
intersections
and
E
fits
in an exact
0
~ Op3(-l)
Cl(E)
E(1) s2
= 0, c2(E)
are g e n e r a t e d in
0 where Q. s
F
is the
(si) 0 in
> 0
p3
we have the exact ~2
> E(1) of type
of two
to see that
sections
variety
variety
X
with
d i m X ~ 2.
a non-singular
irreducible
rank
r-i
on
T
Then,
by
(1.2),
Theorem
of
family
of d i m e n s i o n
L
A nullcorrelation
Q.
divisor
(T, F,
~p3(2)
and h e n c e
3.2
(iii),
in
and
p3
2.4
5.
elliptic bundles
curve. on a n o n - s i n g u l a r projective (T, F,
bundle E
of
r.
is i s o m o r p h i c L
of
F.
of rank
and a line b u n d l e
~)
F
~ : Ox(T)Or
is a v e c t o r
3.5).
it is not
X, a v e c t o r b u n d l e
bundle
is and
Then
a triple
homomorphism
6)
E(1)
D 2 = 0, we see that
is
consider of
quadric
(iii)
Fix a n o n - s i n g u l a r
T
s I,
For a g e n e r a l m e m b e r
curve b e c a u s e
of v e c t o r
We shall
= E(T,F,6)
for a s u i t a b l e
quadrics).
For g e n e r a l m e m b e r s
quartic D
2.3 tells us that e v e r y v e c t o r
E(T,F,6)®
[4]
~ 2.
and a s u r j e c t i v e ker(~)
on
is a n o n - s i n g u l a r
Let us study a s p e c i a l projective
(see
the d e g r e e D
3 (plane
~ 0,
is a s m o o t h
is a curve on a n o n - s i n g u l a r
difficult
of degree
sequence
skew lines
D = (s) 0
Moreover,
w i t h fibre
(2, 0) on a n o n - s i n g u l a r
Since
= i.
aecording
> 0
~ F
by its g l o b a l
Pa(D)
~ E
sections.
generated D
curves
It is easy to see that
line b u n d l e
H 0 ( p 3, E(2)),
p3
surfaces
bundles.
~ ~p3(1)
= i.
is a u n i o n
in
carries
sequence
by t h e i r g l o b a l
H 0 ( p 3, E(1)),
JOp3(n) I
of two n o n - s i n g u l a r
Next we shall m a k e use of n u l l c o r r e l a t i o n bundle
of
are lines or conies
contains
fibres
member
on
to X
if
d i m X = 2 or 3. For a g i v e n t r i p l e
(T, F,
6), the k e r n e l
of
~IT
is a line b u n d l e
252
OT(D')
on
giving
6
sections f
of
T.
Taking the dual of
is equivalent of
T
pr-i
T~I~!
~
of global
such that
(T, D, 6) 2.19).
(-l)nTm-i "i, (Dn) m!n!
instead
of
ch(E(T,D,6))
, where
ch(E)
(T, F, 6).
= r(E(T,D,6))
+
is the Chern character
m,n=l
of
E
and
i : T ----~X
We shall
is the closed
close this
DI,6 I) % E(T2,D2,62)? this problem. given
section
by studying
Unfortunately,
A nice criterion
the problem:
When
we have no complete
for the isomorphism
2.10.
Assume
E(TI,
answer
can, however,
H0(TI , OTI(TI2-DI )) = 0.
61 ) ~ E(T2,D2,62)
if and only if (I)
equivalent
and
in
immersion.
to be
in a good case. Theorem
g
..., s r)
n(si) 0 = @, and to doing a morphism i f*(Opr_l(1)) ~ OT(T2-D'). Putting D =
2.9 ([6] Theorem
+
~=i
(Sl,
such that
T2-D ', we can use the notation Theorem
~ OT(T) ~r, we see that
to doing an r-ple
OT(T2-D ')
to
OT(D')
to
D2
GL(r),
where
(3)
6i
T I = T2,
(Sll . . . . , Slr)
is given by
(2)
Then DI
E(TI,DI,
is linearly
: (s21 , ..., S2r)g
r-ple
(Sil,
..., Sir)
with a of members
HO(Ti , OT.(Di) ).
of
1
Proof.
A geometric
shall present part
proof was given
here a sheaf-theoretic
is obvious.
in [6] Proposition
proof of the theorem.
Let us prove the converse.
2.12.
We
The "if"
First of all, put
E. = I
E(Ti,Di,6 i)
and look at the display
0T.(Ti2-Di),
E' = Ei}:
(1.3)
for
{E = 0x(Ti)~r,
i
0
0
0
~ 0T.(Ti2-D i)
~ 0T.(Ti )®r
~ F.i -----+ 0
0
~ E i --
~ 0x(Ti )er
> F .1
II
0 X@ r
0 X er
T 0
0
>0
F'
253
H0(~2 ) Since
H0(TI, OTI(TI2-DI))
= 0,
H0(X, E 1 ) ~ ~__.H0(~l) H0(X, OX~r) global sections of
Ei
k er --" H0(X, OX ~r) ¢ --" k ~r.
Thus
on
= T2
T = T I = T 2.
E2, put for
and
and
OTI(TI2-D I) --- OT2(T22-D 2)
D = DI~
{E : E, F = OT(T2-D),
0
D2
as line bundles
Now, identifying
E1
and consider the display
with (1.3)
E' = 0x~r}:
> Fi(-T)
> OT(T2-D)
~ ~i T
6i(-T)~ er 0
T I = Supp(OTI(TI2-DI )) --
These show (i) and (2).
E : E1 = E2
is determined by
and hence the left columns of the displays are
isomorphic with each other, in particular Supp(OT2(T22-D2))
~.l
~ H0(X, E2) ---
> 0
II
ni
~0 X
OT(T2-D)
>E
E(-T) - -
E(-T)
0
0
> 0
These displays define the inverses of the elementary transformations the former displays.
The homomorphisms
OX ~r
~E
in the middle row
of the displays are determined by global sections of H0(X, OX~r) ~ H0(X, E). Aut(k~r). ~2~2(-T) @2(-T)
Since
obtained with
pr-lxT
plane of space
H I = n2h
with an
is the natural
= ~2h~l(-T).
and hence
h
because in
(i)
of
E(-T)
~2
:Sr(X) ) • pr-l,.
= to
E,
forces that
Thus our assertion
In the above situation, x
in
P(F)
T, the fibre
Thus we obtain a morphism
(pr-l), ~ pr-l.
k~r c
(3) is
q. e. d.
such that for each pr-i k(x)"
GL(r)
inclusion of
The injectivity
~2 = h@l"
E
g = th.
Remark 2.11. of
~i~i(-T)
= nl~l(-T)
= h~l(-T)
Hence
of
f
of
The morphism is given by
Conversely,
surjective homomorphism of
a morphism
O~(T) ~r
f
of
is a subscheme
P(F) T
is a hyperx to the dual
T ~ x T
to
to a vector bundle
~ (Sl(X):... pr-I F
gives a of rank
r-i
254
on
T.
It is easy to see that
(2)
The condition
peculiar.
a Veronese
al projection
pN
is given,
f*(Opr_l(1)). (3)
When
m
field
to an
E(T,D,6)
(s I,
with
([6] Theorem E(T,D,~)
E(T,D,6)
3.4).
r = 2
= 0.
over an alge= HOm0x(E,
0T(T2-D)) of
0T(D)) H0(T,
= 0
H0(T,
bundle,
and
=
where
and 0T(D)), r-r'
generated
by
0T(T2-D))
=
is simple.
E(T,D,6)
2.12.
2, we have a good criterion 3.10).
As a special
is simple
if
H0(T,
Let us study the family
(see Definition
in
In this case, A.I).
for the simple-
case of the crite-
0T(T2-2D))
= 0
and
§3) of rank
2 on
the stability As was shown
p3
of stable vector bundles with
coincides
Cl(E)
= 0
and
with the simpleness
c2(E) ([7]
in [3] p 268, we have the following
sequence; 0
where
0Q(-I,
quadric
Q
~ 0p3 2)
in
~2
~ E(1)
~ 0Q(-I,
is the line bundle p3.
This means
by an elementary
transformation
Since the kernel
of
f-I
H0(T,
to
= 2.
Example
Proposition
If
H0(T,
T
OT(T2-mD))
End0x(E)
vector
of
of
0T(D)
X
if
with a gener-
f
of elements
a simple
subspace
([6] Theorem
we know that
If
..., s r)
E
of the vector
In the case of rank
r(E(T,D,~))
exact
r-ple
H0(T,
variety
of constants).
to itself
m-forms
morphism
large,
on a complete
2.10 is not so
pr-i
~ 0T(mD) , where
is sufficiently
k
= 0x~r'@E
..., s r}
= 2.
~ pN
If a non-trivial
(fmf)*(0pr_l(1))
of
m by
is said to be simple
(4)
E
pr-i
f
closed
0, then every
rion,
> pr-l.
(= multiplication
ness of
morphism
then
is the dimension {Sl,
in Theorem
E
corresponds then
= @
A vector bundle
braically E) = k
0T(T2-D))
~ 0T(D).
In fact, we get a finite morphism
by composing
pr-i
H0(T,
f*(0pr_l(1))
is as follows:
E(1)IQ
of type
that f
0p3 ~2
2) (-i,
> 0, 2)
is obtained
along a section
~ 00(-i , 2)
is
on a non-singular
00(3,
of
from
P(E)Q
E(1) over
0), the display
Q. of
255
0
0
t 0
t
> 0Q(-I,
-
2)
t --
we can apply Theorem
three
lines
coordinates OQ(3,
GL(2)
of
0),8)
is simple
(Remark
classes
= 0
pencil
L
in
Theorem
9.7).
H-Q
and
2.11,
Assume
0),8),
Yl~ i
Y22
= 6.
of lines on
such that Q
of the theorem
every vector
bundle
vector bundles
= 2
is in bijective
of a non-singular
= 0Q(3,
x
in
is pl
and
is just changing
of the form stable. E
E(Q,
Thus the
of rank
2 on
correspondence
quadric
0),
to
g-l(x)
for all
of stable
c2(E)
p3
conic
which in
H
is transversal and
of proposition
(4) tells H
Q
with
and a linear
~I
and 0
of the elementary is a section
~2
on
and
is simple
of
It is easy to see that
Then
such that
C = H'0 ~I
plx~.l
f : pIxp3 > ~'l
elm[Y2]elmYl
with
C = with
= E(C,D, and hence is the
belongs
does to the second.
transformation Y.l
0) ® O H = 0c(D)
E(C,D,61H) Q.
Indeed,
Q, then
0),6)IH
to Q
~2
00(3,
to
2.1, E(Q,O0(3,
us that
is tangent
first family of lines on Y
pl
OT(D)
is equivalent
(3)) and hence
in
that
union of two lines
center
to
6
Since the
9.10 and 9.11 from our frame of reference.
By virtue
Remark
stable.
and
Giving
0
6.
I0 1(3) I ~ p3 without base points (see [3] P The above observation provides us with an explanation
is a non-singular
deg D = 3.
~ 0
0) I ~
is a hyperplane
61H).
of
T = 0
2.11,
(Q, L)
10Q(3,
of [3] Propositions H
for
in the conclusion Moreover,
the set of couples
if
holds
g
pl.
with Cl(E)
with a suitable
2.10 to our case.
morphism
set of isomorphism p3
= 0
in the first family
the action of
2)
0
OT(T2-D))
doing a surjective
> 0
@2
@2
E(1) ~ E(Q,00(3 , 0),8) H0(T,
0Q(5,
~ 0 3(2) Q2 -
0
condition
2)
II
t
E(1)
f
Therefore,
OQ(5,
~00(2 , 2) @2
to the
For the > P(E(Q,0Q(3,
YI 2 = 0
= elmYc , where
and [Y2 ]
256
is
the proper transform
0H(2)~2
61
to zero by = 5.
0~i(2) 61.
of
Y2
by
and the first
Thus
elmYl, direct
elmYl
summand
ker(6 I) = 0H(2)~OH(1).
Then the situation
of
elm[Y2]
is defined
of Since
is displayed
0
0H(2)Q2
by is sent
YInY2
~ ~, [Y2 ]2
as follows:
0
t 0 .
} O~
(-i)
9
(2)~0
°~2
t 2 0 -
~ E'
T
0
0
E(-2))
= 0.
Since
0),6)IH. Cl(E')
To see [3] Proposition for all the lines Lemma
2.13.
E'IT
= 2, then isomorphism P(F)
in
~
of
0~2(4)
is
to
p3
T
E'(-I))
-----~ 0
and
(E, T, F, 6)
0),6)i~
general
lemma
in (1.2),
if
E' = ker(6),
Np(F)/P(E )
H0(H~
but not stable.
E(Q,OQ(3,
we need the following
and
= k
~-semi-stable
9.11 which determines
By the geometric
y
r(E)
is the
is the normal
meaning
of the elementary
P(E') T ~ P(y,(N~(F)/P(E))).
bundle
of
is a Cartier
is the defining
divisor,
ideal of
T
~ E'IT
transformation
Tensoring
(1.3), we have the exact
0S ~ TOrl (F, 0 T)
0.
I
= 2, E'
H0(H,
= y , ( N pv ( F ) / P ( E ) ) ~ F, where
row of the display
T
Thus
For a quadruplet
it is clear that
Since
> 0
P(E).
Proof.
middle
in
P(F)
(4)
112
OH(1)~0 H
T E' = E(Q,OQ(3,
O~
> OH(2)~OH(1)
OH(1)@0 H
where
i)
t ~2(
~ F'
0T
to the
sequence ~ 0.
0S v Tor I (F, 0 T) T F ® I / I 2 = F ~ N T / s , in
S.
It is easy to see that
where F'
V
y,(Np(F)/P(E)T)® canonical
F
and the above
one of conormal
bundles
exact
sequence
corresponding
is obtained
to the inclusions
c p(E)T c P(E). Now let us go back to
from the P(F)
q. e. d. E : E(Q,OQ(3,
0),~)(-i).
Let
~i
(or,
~2 )
257
be an line on
0
which belongs
family of lines on ~i
and
0.
12' then
minimal
section
is tangent
to
If
H
Z A
Zl
y = YInY2
Z
[Y2 ]2 : 5
)[~i
Thus we obtain and
~22 = i,
is equivalent
p3
spanned by
be as before.
meets
[Y2 ]
Then the
if and only if
A = y×H c pI×H.
This occurs
in the double or triple
100(3 , 0)J
(elm[Y2]elmYl(plxH)
or not.
which
in
Yi
in
resp.)
Y2
(as we can see easily by applying
where
is contained
of the linear pencil hand,
Let
of elmYl(Pl×H) l~ I at
(or, the second,
is the hyperplane
H.Q = Zl + ~2"
Lemma 1.5 to our situation), and only if
to the first
=
F2
(b) and
which defines or
FI
line of a member
6.
according
On the other as
[Y2 ]
(d) of [3] Proposition
(elm[Y2]elmYl(plxH))I~ 2 = F 4
to (a) of the proposition.
if
meets
9.11.
Since
by Lemma 2.13
The proof of the other
cases is similar to the above and much easier.
~J y
/ ~ ~
Y~
|
Yo is tangent L to A
~
.
/ I Z ""
[Yo ]
I
\
Z2
§3.
Construction
Theorem of dimension
2.3 shows that on a non-singular s 3 every vector bundle
by using elementary can be constructed technique.
of stable bundles.
transformations.
quasi-projective
can be constructed, Furthermore,
on every n o n - s i n g u l a r
projective
variety
in principle,
many vector bundles variety through this
To show the fact let us recall the notion of stable vector
bundles. Definition. jective variety
Let X
(X, OX(1))
be a couple of a non-singular
over an algebraically
closed field
k
Dro-
and an ample
258
invertible d(F,
sheaf
OX(1))
respect B(F)
OX(1).
= d(F,
~(F)
Theorem
For
Let
(X,
every
divisor
is a
~-stable
holds
for
r = 2, too.
give
there
T
By v i r t u e of the
for an
® Ox(D) I.
x
in
We may
pl,
assume let
with
following
three
(b)
r(G)
is a b o u n d e d G ~ 0 T) (3.1.1) ~ no,
family I G e B 0} There
F T = F®0 T
properties; n H = 0
= i
(i)
for all
linear
a
el(F)
X, of
zero,
of
E
F
with
we put is said
with
T1
i s r(F)
and
A
d(G,
is b o u n d e d , exists
e B.
(X,
case
and
too.
OT(-nA) is a line
of
dim X = 3,
and For are
a non-singular
that for a
such
T2
in on
coherent (a)
=
fOx(m) T.
sheaf G
OX(1))/2.
[8] and h e n c e
that
A = u-l(x)
curve
(c)]:
s d(T,
with
Ox(m) ® O x ( D )
such
(b),
0X(1))
1.2.1
if
with
in [9] A p p e n d i x .
is a q u o t i e n t (a),
s
of dim X = 3
we o b t a i n
fOx(m) I
r,
0X(1))
Moreover,
and
~ pl
an i n t e g e r
contains
on
is a n o n - s i n g u l a r
I G
by C o r o l l a r y
E
and a s s u m e
integers
l O x ( 2 m ) @ Ox(D) I
: T
properties (c)
2.7,
as follows.
definition
and
found
Ox(m)
in
B 0 = {G
is stated
X
in the
system
u
that
FT/OT(-nA) H
m, both
morphism
F = OX O2,
free,
on
(X, OX(1))
F
~ s.
can be
of C o r o l l a r y
complete
Setting the
on
bundle
theorem
cases
integer
is a s u r j e e t i v e
TI-T 2
of the
of the o t h e r
large
on
d(c2(E) , OX(1))
a proof
A proof
member
E
F
is not
bundles
D
vector
above
ample.
F
be as in the
class
and
a sufficiently
n
0X(1))
= D
very
class
subsheaf
of v e c t o r
el(E)
r = 2.
of
bundle
coherent
= r,
Let us
Cheren
r(F)
A vector
on e x i s t e n c e
r ~ dim X, t h e r e
the
first
sheaf
< ~(E).
3.1.
dim X ~ 2.
For a c o h e r e n t
the r a n k
if for e v e r y
Our t h e o r e m
r(E)
When
X. of the
OX(1))/r(F).
~-stable
< r(E),
on
is the d e g r e e
to
to be
0X(1)
of
F
is t o r s i o n Then
B0
B : {ker(F®O
T
We c l a i m nO
such
that
for all
as a s u b s h e a f
with
bundle
and
on
T
the (ii)
integers following OT(-nA)
259
Proof of (3.1.1). is a bounded where
H
FT/H.
Henee,
B,
Thus
FT/H
B
for all
H • B.
OT(-nA)
and hence
other hand,
which
Similarly, is bounded, sheaf all
E
formula,
FT(nA))
is reduced, component + dim Z
FT .
of
Z
and
(3)
E 0Z
is a vector
~ T
+ dim Z
z e Z(k), q : TxZ
z
of
of
(2),
of
Z.
FT/H.
with
a H ~ 0. ~ u,(H)®
for all
= 2n+2.
Z
H • B.
Since
Z
with then
and for
E®k(z)
T H
dim H0(T,
(i)
on each connected (E
k(z))(nA))
= H0(T'
P = p(H0(T,
g
Then
FT(nA)) ~ k
FT(nA)~) ,
By (3) above, of
is
(E®k(z))(nA)),
are the projections.
for the projection
FT
By shrinking
> dim H0(T,
p xk Z = p(~V).
B
sub-
we may assume that
~ H0(T,
For
{ H
This
~ = q,(E~p*(OT(nA)))
~k(z)
T.
On the
and a coherent
~ = q,(F'® p*(OT(nA))) of
0
H • B.
is constant
> Z
free
is flat over
FT(nA))
H
= I, I
sheaf.
s n+l
Z
for all
By (i) and
component
Therefore,
is
OT(-nA)
r(1)
or
is large enough,
dim H0(T,
is a closed subscheme
> dim P(~V).
n
E~k(z))
and
subbundle
on each connected
p(~V)
F'/E
k-valued point
z • Z.
>
sheaf on
~ u,(H®u*(Opl(n)))
k-scheme
such that
dim H0(T,
for all
p : T×Z
= 0 l(aH) P
: dim H0(p I, Opl(n)e2)
Now if
locally free and for all where
u,(H)
it into a union of subschemes,
(2)
FT
JcI(FT/H) j ~ ~, d(H,
dim H0(T, H @ 0 T ( n A ) )
> dim H0(T, H(nA))
and breaking
~ 0~ then
H • B, since
u , ( H ~ OT(nA))
H • B, we can find a
® OT(nA)) Z
For every
implies that
of
is an invertible
is a subsheaf of the torsion
F' = F T @ k O z
as subsheaves
H
is a non-zero torsion
there exist an algebraic
of
by
B = {H ] H ~ B}
if I : HnOT(-nA)
OT(-nA)/I
dim H0(T,
FT/H
B, we may assume that for every member
This implies that
By the projection Opl(n)
1.2.1 again,
J H • B}
is bounded below,
it is enough for (ii) to show (iii)
OT(-nA)/I
~ 0.
{d(H, OT(1))
J H ~ B}
free and then
In fact,
is a contradiction. OT(1))
by
is torsion
After this replacement
is bounded,
image of the torsion part of
by [8] Corollary
Replacing
B
{d(H, OT(1))
is the inverse
bounded. of
set.
Since
P XkZ
dim P
) P, the
T
260
closure Then, in
P0
for a
H0(T,
hand,
of
g(p(~V))
k-valued
FT(nA))
point
P y
section
(tl)0n(t2)0
= ~, that
Therefore,
in
0T(-nA)
t
meets
of
FT(nA)) ,
= T
a
~-stable
in
and
if
t
0X(1))
that
is g r e a t e r
n
0T(-nA)
a s
are enjoyed.
2.9,
P.
section
ty
On the o t h e r
0T(nA)) ~2 ~ H0(T, of
0T(-nA)
×t ~ FT
general
section
by the m u l t i p l i c a t i o n
G
of
enough.
in
d(M(-T),
OX(1)) 0X(1))
so that the p r o p e r t i e s
and
c2(E)
0X(1))/2. M(-T)),
> 3d(T,
fact that
M(-T)
0X(1))
M'n0T(-nA)
~ : E F
= 0
if
~ 0(-nA)(T), is s e m i - s t a b l e
M(-T)
(i) and
d(M,
~ s'
(ii) of
(3.
~ F0(T)). by
L
r(E)
of
E
with
0X(1))/2
and set OX(1))
> d(L,
(F(T)/L)/G
: d(T,
d(L,
- 3d(T,
FT
is c o n t a i n e d
in
that
is,
L c ker(~)
~ F.
OX(1))
0X(1))
+
M'
= d(T, = k e r ( F T -->
0T(-nA)
in
=
0X(1))
0X(1))/2
e B0, then for
d(L,
such
~ s'.
of the c hoice of
imply that
n
d(c2(E) , OX(1))
d(T,
F(T)/L
0X(1))
and
First of all,
and we have that
< d(2T,
because
L(-T)~ 0T
inequality of
= D
E = ker(F(T)
subsheaf
~ B0, t h e n
OX(1))/2
On the o t h e r hand,
Since the image of zero by
if
and
= nA, w h e n c e
part
E(-m)
d(0T(nA) , 0X(1))
propertis.
pick a coherent
s'
Fix an i n t e g e r
FT
has the r e q u i r e d
such that
c~(E(-m))
in (3.1.1)
F 0 = FT/0T(-nA)
X
integer
nO
be the t o r s i o n
- d(M,
and
We are g o i n g to
2 on
for a g i v e n
is large
= T
On the one hand,
of r a n k
s'
stability,
Let
E
because
than
E
el(E)
of the theorem.
~ s'
W h a t we have to show is the
0X(1)).
0.
FT
bundles
Set
show that
To p r ove the
d(F(T),
into
vector
if
is c o n t a i n e d
We shall
M.
H(nA)).
is a s u f f i c i e n t l y
embedded
d(c2(E) , 0X(1))
d(c2(E),
= i.
u H0(T, HoB
is, the c o k e r n e l
vector bundle
is one of the r e q u i r e d
Theorem
of
our r e q u i r e m e n t .
construct
I.i)
subset
P - P0' a c o r r e s p o n d i n g
N o w let us go b a c k to the p r o o f
Cl(E)
closed
t = (t I, t 2) e H0(T,
is a line bundle. H0(T,
is a p r o p e r
is not c o n t a i n e d
for a g e n e r a l
FT(nA)) ,
in
> FT •
M',
L
goes to
This and the
s d(F,
OX(1))/2
q. e. d.
=
261
By a s i m i l a r m e t h o d Theorem tive {E
surface,
I E
= D
([i0] A p p e n d i x ) .
D
a divisor
F(D,
Let
equivalence)
c)
§4. k
P = Pk2
For a line
: 0
W h e n the c h a r a c t e r i s t i c
1
and
and ~
c
c2(E)
be a n o n - s i n g u l a r an integer.
Put
of r a n k
X
= c
2 on
(algebraic
of
fits
c2(E)
k
projecF(D,
with
c) = el(E)
equivalence)}.
E
• U
negative
•
f ield and
a vector bundle
of
Elk ~ O~ O2. the p r o p e r t y
by the t h e o r e m
exact
(4.1.2)
is e q u i v a -
of G r a u e r t - M [ l i c h .
sequence; ; E(-I)
~ O p ( m i) finite
integers,
E
= n.
is zero, of
lines.
properties:
P,
in the f o l l o w i n g
0
of j u m p i n g
closed
in
~-semi-stability
(4.2)
and
w i t h the f o l l o w i n g
(4.1.2)
lent to the
X
vector bundle
be an a l g e b r a i c a l l y
Cl(E)
m.
X
of the curve
(4.1.1)
E(-I)
Let
is not bounded.
Singularities
2 on
with
on
is an i n d e c o m p o s a b l e
(rational
Then
rank
3.2
we have
Let us c o n s i d e r
> 0
the d i a g r a m
q F
• P*
P where which
P*
defines
2) i m p l i e s hand, : 0.
is the dual
For every
Rlq,p*(U)
is a t o r s i o n
free b e c a u s e
line
~
in
so is
P,
an exact
free on
sequence;
P~.
F
is the flag m a n i f o l d
between sheaf on
p*(E(-l)).
H0(~,
f r o m this that b o t h
are l o c a l l y
and
correspondence
q,p*(E(-l))
it is t o r s i o n
It is d e d u c e d
obtain
the i n c i d e n c e
that
P = Pk2
space of
P
and
P*.
P*.
On the other
Thus
q,p*(E(-l))
UI~ ) : H0(~, O O p ( m i ) l ~ )
i M = R q,p~'(~Op(mi)) Putting
L(E)
(4.1.
and
: 0.
N =
= Rlq,p*(E(-l)),
we
262
0 By
(4.1.2)
r(M).
again,
We can, r
H 0 ( p *,
{~
• N
> M
L(E)
~ L(E)
is a t o r s i o n
therefore,
r
AM®
1
define
> 0 sheaf
det(1)
on
P*
and
whence
r : r(N)
it is c o n t a i n e d
:
in
v
(AN)
).
We see
(4.3.1)
det(1)
(4.3.2)
(det(1)) 0 : S u p p ( L ( E ) )
is i n d e p e n d e n t
of the
choice
: {~ e P*
of
(4.2),
I HI(~,
E(-I)I~)
~ 0}
:
~ P~ l Elk ~ 0~®2}.
Thus
the
following
definition
Definition.
The
of j u m p i n g
lines
curve
The
following
Proposition (i)
deg
(2)
S(E)
bundle
depends = P ×k S
s e S(k),
~s
= ~ ®k(s)
is a r e l a t i v e s e S(k),
O~(-a)
mult~(S(E))
examples
show,
one hand, of
P(E)~ hood works
on
locally
the
by
E, that
S(~)
on
P*
if
such
(4.1.1)
the
is a v e c t o r
that
and
XkS
~
for all
(4.1.2), such
that
then for
). S
Then, W. of
however,
definition
of
S(E),
Barth
proved
in
S(E)
at
~
is not
less
inequality
can be
strict
the to
by the
suspect
that
[i] T h e o r e m
the
El~
section
than
of the
determine
mult~(S(E)).
On the o t h e r
can be d e v e l o p e d
by e l e m e n t a r y
transformation.
= O~(a)~
2 that
(see
Several
[2]).
On the
neighborhood
ruled
hand,
the m u l t i -
a.
infinitesimal
of the m i n i m a l
quite
is,
noetherian
precisely,
must
is c a l l e d
det(1)
S(E).
properties
divisor
: S([
it is n a t u r a l
~, m o r e
S
has
> 0.
plicity
by
2).
algebraically with
S(~)
a
defined
Barth.
Theorem
Cartier
~ ~ S(E). with
P*
and d e n o t e d
to W.
S
Let
to be a d e q u a t e .
= n.
PS
all
in
E
([i]
on
there
of
is due
4.4
S(E)
curve
seems
surface
the
neighbor-
Indeed,
this
idea
well.
Let us d e f i n e
a sequence
of p o s i t i v e
integers
relating
to the
infi-
263
nitesimal
neighborhood
that
EI~ ~ O ~ ( a 0 ) ~ O ~ ( - a 0)
is,
O~(-a0)).
E1
s e c t i o n of
P(E)~.
a I + a I' = -i the e l e m e n t a r y
an
El+ 1
(a0,
and
Continuing
Definition.
and M(E,
~) = (a0,
is
Our r e s u l t
on
mult~(S(E))
Theorem Suppose
4.5.
that
teristic
of
E
(2)
mult~(S(E))
Instead
~)
=
of g i v i n g
of it t h r o u g h
results
before proving
is a v e c t o r b u n d l e
Let
(4.1.1)
IM(E,
and
sequence
E2
to be
of
P(E)~
until we r e a c h
;
such
ai+ I + a'i+l : -i-l, of p o s i t i v e
IM(E,
~)I
integers = Fj+2a j
= Eaj.
The
(4.1.2)
2 on
2 Pk"
and the c h a r a c -
is finite.
~) I"
a proof examples
of the t h e orem, because
we shall e x p l a i n
we have to p r e p a r e
the
many t e c h n i c a l
it.
of d e g r e e
n
on
of
Mn, put
C.
Cl(E)
= 0
(4.6.2)
if
~ 3,
and E
c2(E)
conic
in
For a s u r j e c t i v e
E = E(C,Mn,6)(-I).
(4.6.1)
in this case.
of rank
and its l e n g t h
a line b u n d l e
is stable
section
with
~ c S(E).
be a n o n - s i n g u l a r
n
along the m i n i m a l
as follows.
C
to
>
t s i+l.
and
Let
0p ~2
4.6.
with
is stated
is a d e c r e a s i n g
meaning
Example
E
is zero.
M(E,
ker(E
i.
Let
(I)
be
a 0 = a,
P(E)~ ~ F2a 0, P(Ej)~
..., a i)
has the p r o p e r t y
k
with
a seGuence
P(Ei+I) ~ ~ F t
~)
E1
E1
this p r o c e s s
this m e a n s
M(E,
of
a l o n g the m i n i m a l
ai+ 1 _< O, we o b t a i n
(0 < j ~ i, aj > 0)
Let
Set
a I > 0, we shall d e f i n e
E1
Geometrically
P(E)~.
Ell ~ = O ~ ( a l ) ~ O ~ ( a ~)
Ei+ll ~ : O ~ ( a i + l ) ~ O ~ ( a ~ + l )
..., ai).
l e n g t h of
of
O~(a{)).
that
transform
If
of
a 0 > o.
Cl(E I) = -i,
a I _> a{.
transform ~
ai+ 1 _> a'i+l
Since
section
with
is the e l e m e n t a r y
and
E 2 = ker(E I
of the m i n i m a l
= n - 1
is simple
P = Pk2
and
homomorphism
Mn 6
Then (Theorem
(Remark
2.11,
2.9), (4)) and then
it
264
defines
a section
elmD(P~).
Let
GO
the
C
~
~
D = P(M n)
be a line
in
P,
of
Ppi
c P(Oc O2)
: pIxc
£nC = {Zl,
z2}
and
P(E)
and
Yi = DnP~.. i
denotes
Let us define
section
yxp
inductively
to be the proper
transform
Yi
to be
of
Gi
~P
which passes
Gi.Pz,
by
Hi
elmy.
through
to be
and
Gi-P
Xi+ I
,
Yl" Gi+ I
to be
i
elmy
(X i) i section of
of
D
(X 0 = P~).
Then
(Xi) ~ ~ F i.
(or,
Yi' resp)
X i ~ P(Op(i)~Dp)
If by
[Di+ I]
Y. is the m i n i m a l l [Yi ]) is the p r o p e r transforn
(or,
elmy....elmY0
and
(or,
elm[D.] , resp.),
i
we have
elmr-~Di+l]elmy''''elmY01
2.2.1.
Set
(I) with
M(E,
b I > 0, b 2 ~ 0
Since
as
and
b2 = 0
> 0, and then integer
Then
at the m i n i m a l = ( X 1 ) z i n [ D l ]. + A'
P CI
in
in
Assume M(E,
section
is
i.
Lemma
, ,}(XI) ~ ~ F 3 Yl,Y2
are p o s i t i v e
or not.
a I = i, then a similar
or
FI
observation
~ (elm[D2](X2))£
% F4, F 2
bI ~ 3
and
b I = b 2 = 2.
a2 = i
if and only M(E,
£) = (i, i,
or
b I ~ b 2 ~ 3. ...,
i)
and
4.5,
al, we have
F0
as both
that
of
b2
every to look y~
(elm[Dl]
b~
if
and
b~
b I ~ b 2 ~ 2.
as
b I ~ b 2 ~ 3,
By the d e f i n i t i o n
and the length
if
(elm[Yl]elm[Y0](
aeeording
Continuing
F2
Put
Since
if and only
shows
or
HI.[D I] = blY I ' ' + b2Y 2' '
Yi' ~ A'
aecording
aI = i
P(E)))~
that
if and only
To compute
i PC
b I ~ b 2.
~ F0
By T h e o r e m
1.5, we see that
Therefore~
if
P(E)~
~ e S(E)
a 0 = i.
b!l = m a x ( b i - i ' 0)
or
2.1,
that
in
(elm[Y0](P(E))) ~ ~ (elm[Dl](Xl)) £.
(XI)) ~ ~ elm{
b2 = 2
= blY I + b2Y 2 + A
We may assume
Thus
that
~)
of
By u s i n g with
H0"D
by P r o p o s i t i o n
b 2 > 0.
by C o r o l l a r y
).
YI' Y2 ~ A.
or
a 0 = i.
appearing
...
z I ~ z 2.
P(E)£ ~ e l m { y l , Y 2 } ( p ~ )
according
If
= elm[Yi]'''elm[Y0]elmD
~) = (a0, al,
The case of
then
i
of
M(E,
this process, M(E,
£)
~),
we see
is equal to
b2• (II) bI > 0
and
The case of Yl ~ A.
z I = z 2. Similarly
Then
H0-D
= blY I + A
to the above we see that
in
PCi
with
e S(E)
if
265
and o n l y
if
b I ~ 2.
of
h)
is equal
M(E, Let
Define x0n
(x0,
(i,
0)
at
z i.
x In on
the
in
Example bundle
• O~(l-nl).
0~(l-n 2 )
(4.6.1),
S(E)
if
2n 2
i.
divisor
D'
section
and
Cl(E) P(N 2)
is
line
the
to the
points
above
Thus
by
sections i)
and
is t a n g e n t
M(E,
spanned
C = pl
(0,
for
Since
of
global
line w h i c h
In/2].
the
be a line h.
P = Pk2
in
For a s u r j e c t i v e
n2 ~ nI > i > N 2.
= 0
or
Set
on
P(EI) ~
fibres
h = ~i'
h i) : (i,
to
C
H0"D ...,
deg
S(E)
= n - I
z0
and
zI
and
if
N l.
i)
is
be a line
homomorphism
By L e m m a
2.13,
61
= E.
Then
of
Eli ~ ~ O~(n I)
n 2 > n I = i, we have
k e r ( 6 2)
a
Elh ~ O h ( n 2 - 1 ) ~
M(E, method
M(E,
~).
every
that
H0(p,
D ~ P(N 2)
= 0
if
and h e n c e of
M(E,
above,
of
member
self-intersection D
of
E
and
D'
EI(-I))
= 0
and h e n c e
This
is stable
by
number
lOp(El)(1) I
D '2 = I
n 2 ~ 2.
is a u n i o n
means
we
(when
nI
of a
if
n2
Moreover,
can p r o d u c e
I = 0, we examples
a
D ~ P(EI) ~
that
(4.7.1).
cuts
h)
£) = (n2-1 , nl-l) to the
= n I + n 2 - i.
is a d i v i s o r
such that
definition
(4.7.2) BV a s i m i l a r
E)
e2(E)
hand,
(note
Thus
H0(p,
and
c P(EI) ~ other
see by the
of
be the
= DnP~.. i
h i)
h
On the
n I ~ i).
types
length
and
section
we
and the
coordinates
be the
E 1 = k e r ( 6 I) ® O p ( 1 ) . if
i)
is even.
on
62 : E 1
The
2, then
ni
put
(4.7.1)
if
Yi
and
n
~. l
zI
notation
4.4
Thus
surjective
similar
Let
...,
by t a k i n g
and
and
M(E,
4.7.
NI,
z0
~ A, w h e r e
of d e g r e e to
Let
~ Hn
of the
by P r o p o s i t i o n
= (i,
of h o m o g e n e o u s
0C ~2
M n.
Yi
length
contained
of
in the
h)
[bl/2].
C, r e s p e c t i v e l y
with
M(E,
be a s y s t e m
of
Then,
ny i + A
Op ®2
to
a homomorphism
and
and
x I)
Moreover,
omit
it).
of v a r i o u s
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Faculty of Science Kyoto University Kyoto Japan
606
D~formations
semiuniverselles
et germes d'espaces a n a l y t i q u e s
~-~quivariantes
F. Puerta Sales O. Dans mation
(10) et (11) H. Pinkham d~montre semiuniverselle
C~- ~quivariante
suit) dans le cas formel. montrer des resultats
analogues
par Donin
cas analy-
(2) et Grauert
(7)
la m~thode de Schl esinger et
tandis que le premier
th&orie de Douady des espaces analytiques la m~thode de Donin a fin de r~soudre En outre on utilise
dans ce qui
(11) l'int~rSt de d~-
dans le cas analytique.Le
(6)) Ce dernier utilise
un th~oreme d'approximation,
d'une d~for-
(~quivariante,
Ii suggere dans
tique sans ~ action a d~ja ~t~ r~solu (voir aussi
l'existence
emploie la
de Banach.
Nous suivons
le cas analytique
le th~oreme de preparation
~quivariant.
de Weierstrass
la version de H. Hironaka pour d6montrer une proposition
dans
qui est
essentielle.
1. Generalit~s
sur les C actions
1.1 Une C action dans C n e s t plicatif
~
une operation
= C -{O}dans C n. On d~montre
convenable de coordon~es,
elle est de la forme
( I , x) : ( ~ , (Xl,...,Xn))--~ ou ql'
continue du groupe m u l t i -
(1) que, dans un systeme
"'''qn sont des entiers
l.x = (lqlxl ..... ~
qn
x n)
que l'on appelle poids de la C action.
Dans ce qui suit nous supposerons
fix6e une C~ action darts C n de
poids ql,...,q n. 1.2 Toute C * action induit dans l'alg~bre quotients
~n/I
d'alg~bre topologiquement celle de module
~n'
ainsi que dans les
par id4aux stables par l'action, gradu6e.
topologiquement
Cette
une structure
structure
gradu6'jouent
et, en general
un role important dans
268
tout ce qui suit. des graduations 6nonce
les principales
1.3 Par dualit6 de
On peut consulter
topologiques.
propre
senes de desr6 k 0 n peut
ik
On. On note
sous l'action
les 616ments
s'6crire
du leoteur,
on
propiet6s.
C ~ op~re dans
O n de valeur
(5) pour une 6tude d6taill6e
Pour la commodit6
de manlere ""
On(k) le sous-espace
propre
~ .On appelle q-homo(k] . Alors tout f de non nuls de O n
unique
f =~
de
comme
fk k
ok fk 6 vn~(k) et la s6rie est convergente gie s6quentielle
ou analytique
sante q-homosene
de f • On notera ~
d6finie munit
par On
dans
(7).0n dit que fkest la projection
K
structure
la k-ieme
de ~ n dans •
~ k (f) = fk' et on dit alors
d'une
O n muni de la topolo-
d'alg~bre
(k)
que la fammlle(
topologiquement
On
com~o~ (n k ~
)
' ~k
gradu6e.
1.4 Un id6al I de O n e s t 6quivariant si ~ k ( I ) = I pour tout k de Z. On d6montre que I e s t 6quivariant si et seulement s' il est engen¥
dr6 par un nombre opere dans structure
fini d'616ments
@n/I
d'alg~bre
et ceci permet
structure ensemble
b = (bl,
de A-module d'616ments
soit A =
Les projections
topologiquement
lier,
= A(k+bl)x
P) xA(k+bp ) ""
~k sont d6finies
alg~bres)
entre modules est 6quivariant
k~ Z analogue
topologiquement
est 6quivariant
qu'il
au cas des
6quivariant. graduSs
(en particu-
s'il envoie les 616ments
on d6montre
sont form6es
comme
"
de maniere
k-homogenes.Si
sa matrice
Mb, en prennant
de M b
dans des $16ments
-bl,
gradu6,
ainsi que la notion de sous-module
1.6 Un morphisme
d'une
0 /I avec I 6quivariant et M = A p. n permet de d6finir dans M une
b
algebres,
On/I
gradu6e.
..., bn)6 Z p
k-homogenes
M(k)
C. I C I; done,
(comme dans 1.3) munir
topologiquement
1.5 Plus g6n6ralement, Alors chaque
q-homogenes.Alors
~ est un morphisme si et suelement
par des 616ments
k-homogenes
de A~ darts A~,
si les colonnes
q-homogenes
de
de A~ de d6gr6s
..., -bp.
2. D6formations 2.1 Rappelons
6quivariantes. qu'on a fix6e une C
Soit I un id6al de par I. Si I e s t 6quivariant.
@
et (X,0)
n 6quivariant
action
d a n s { n de poids
le germe d'espace
on dit que
ql,...,qn-
analytique
d6fini
(X, 0) est un serme analytique
269
2.2 Soit
o×, o =
= mn t) i7
c
une
d~formation
d6formation
de
(X,
0),
avec
est 6quivariante
que les id6aux ~ et ~
B :
-
t
= (tl,
c
{t}
...,
t
ly
).
On d i t
que
cette
s'il existe une c~Saction dans C s telle
soient 6quivariants,
ainsi que t o u s l e s
mor-
phismes du carr6 ci-dessus. On va caract~riser
les d~formations
sions oonvenables 2.3 Lemme.-
d'une r~solution
telle
.
.
.
.
z
que t o u s l e s
des graduations pondents.
~" , de oPi-1
topologiques
6quivariant.
Alors,
il
OX,o ....
morphismes
On dit que
a travers d'exten-
de l'anneau ~ X 0"
Soit (X, 0) un germe analytique
existe une r~solution, .
~quivariantes
-~C?n
a i sont ~quivariants
eonvenables
des modules
par rapport libres corres-
~'est 6quivariante.
Nous fixons d'une fois pour routes la r6solutlon du germe ~quivariante
6quivariante
(X, 0). •
2.4 Avec les notations complexe de c-modules
de 2.2 posons C = ~n{t} / J • Si
~. est
un
on pose
On a alors, 2.5 Proposition.assertions
Soit
suivantes
(X, 0) un germe analytique
sont ~qulvalentes
1) Donner une d~formation
~quivariante
2) Donner une C ~ action dans C s e t les a)
~'tel Jest
~quivariante.Les
de (X, 0)
un eomplexe
libre flnl de C-modu-
que ~quivariant
b) " R ' ( o ) : ~" c) Le complexe
~"
est 6quivariant,
et les morphismes
A i = (Aih)j : C pi - , C pi-1 sont tels que deg A ijh = d e g
i ajh.
270
3. D 6 f o r m a t i o n s
infinit6simales
3.1 S o i e n t U un v o i s i n a g e d6finissent
de 0 dans C n tel que les m a t r i c e s
la r 6 s o l u t i o n
lindre compact D' a p r e~s D o n i n
6quivariantes.
~'soient
d6finies
qui est un v o i s i n a g e on c o n s l'd e"r e
dans U,
de 0 dans C n c o n t e n u
les e s p a c e s
Fi(K)
a i qui
et K un p o l y c y dans U.
de la m a n z"~ ere
d~finis
suivante. 3.2 FI(K)
est l ' e s p a c e
sont des m a t r i c e s e s p a c e des 1 ~ i ~
des r - t u p l e s
dont
fonctions
holomorphes
r, 1 ~ j g Pi-l'
3.3 F2(K)
est l ' e s p a c e
F°(K)
(e o ' ..., e r ; ~1' precedentes ~=
( ~1'
Avec
des r - t u p l e s
les c o S f i c i e n t s
form$e
dans H(K),
les Fi(K)
on c o n s i d e r e
c=
(c 2, Pi-2'
..., c r) Pi"
e i = (e ~h ) ont comme
les
(e, ~ )
=
0 ~ i ~ r, 1 g j,h g Pi et
de K dans C n dont
sont des
les p o i n t s ,
0
, ..., a r) est la r - t u p l e
en p r e n n a n t
K,
1 < h ~
des p a i r e s
fonction
a E FI(K) (a 1
a H(K),
dans
les c o m p o -
a H(K).
la n o r m e du s u p r e m u m
ou a =
de m a t r i c e s
, 2 < i ~ r, 1 ~ j ~
est l ' e s p a c e
..., ~ n ) est une
Dans ces e s p a c e s
dans ~ et c o n t i n u e s
- les m a t r i c e s ..., ~ n) ou
santes a p p a r t i e n n e n t
..., b r) ou b i = (b~h)
b jh i appartiennent
1 ~ h ~ Pi"
ou c i = (C~h) avec c jh i E H(K) ~ 3.4 F i n a l e m e n t ,
b : (b 1,
les c o 6 f i c l e n t s
les m a t r i c e s
espaees
distinguSs
~ F2(K), de
(1, z) E F ° ( K )
2.3 et (1;z)
identitSs
de Banach. suivants
est la paire
et les f o n c t i o n s
coordo-
nSes de C n. On n o t e FI(K) eonvenable
soit l ' e s p a c e
de B a n a c h c o r r e s p o n d a n t
solt un v o i s i n a g e
du p o i n t d i s t i n g u 6 .
On c o n s i d e r e m a i n t e n a n t
la suite FI(K)
K
F2(K)
,
x OU
~(e;
~(b) II est ~ v i d e n t
~ )
=
i a (@)(el)
"
-1
)1 ~ i ~ r
= (bi-lbi) 2 ~ i ~ r
que les p o i n t s
points distingu~s.
( el-1
distingu~s
s'appliquent
dans
les
271
3.5 Soit ZI(K)
l'espace
analytique
Z~(K) Les d6formations lytiques
de Banach d6fini =
(~)-~(0)
de base S s'identifient
alors aux morphismes
'O
O
et
(1;z)
K,
~~1 = d ~1 . On a la suit K K, a
K FO(K)Par passage ~ la limite voisinages
inductive,
en r6sulte
des d6formations Fiest
.
F2(K) un systeme
que
~1~ ~,
F2
TI(X)
= ker i~/ im i°
infinit6simales ~ -module •
F2
sur le point doublel.
fibre de rang convenable.
Ii est possible
n
F l d'une
3.8 Proposition.-
, oux T1 (X) est i' espace
(c'est ~ dire,
structure
du6 de sorte que les morphismes L'espace
de
0n-module
~i soient
TI(x)
est un
topologiquement
6quivarlants. 0n-module
T I ( ~ ) =: TI(x) (v) =
celles
appartenant
a)
les d~formations
i
~jh C
b) ~ i - l a i
a F l(w )
Si ~i
de degr6e
par des 616ments ceci est 6quivalent
~ sont
( ~1,
--., ~r)
a dire que
O~djh+ v) + a i - l ~ i = O. de la d6formation
4.1 Dans ce qui reste de dimension ( ~1'
on a
i
4. E~uivariance
Soit
= (~h)
On a alors,
~ ( k e r ~1)(~)
infznlteslmales
qui peuvent ~tre repr6sent6es
gra-
(en fait, un
-module) topologiquement gradu6. 0X'° ~1 Si ~ est la projection natumelle de ker dans TI(x)
c'est a dire,
de
la suite
etc.
un
de munir ehaque
~o
,
les K parcourant
de 0 dans C n, on obtient
ou F ° = lim F0(K),
K
FI(K)
F°
Chaque
a n a -
de S dans ZI(K).
3.6 Posons ~K = d d'espaees de Banach
3.711
par
finie
on suppose
semiuniverselle. que TI(x)
est un C-espace
vectorlel
(= ~ ).
..., ~ ) une base de TI(x)
form6e par d6formations
272
q-homogenes travers
de degr6es
cette base.
Vl,
..., ~z
On note tl,
. On identifie ..., t~
les coordon6es
Dans {r on d6finit une C~action moyennant e1 ~.t = ( ~ tI ..... avec e l•
=
- ~i'
La c o n s t r u c t i o n
1,<
TI(x) avec
~eztz
de C
)
i~
de la d~formation
semiuniverselle
ehereh~e
est
.k
faite de la manlere
suivante
4.2 La suite 3.5 permet de consid~rer une suite de faiseeaux
fibres
sur U ~o
telle que la fibre au-dessus
'1
de 0 du faisceau
Exl(x)
= ker~/im
~ Q
est TI(x). 4.3 Soit
(K) une base de voisinages
aux morphismes un voisinage voisinage
~o "
et 21
de 0 prlvilegiSs
(4). Puisque dim TI(X)
K de cette base tel que soPKZxl(x)
K. Alors,
par rapport
est flnie, = {0}
il existe
. Fixons ce
compte tenu du fait que M est privilegi~
la version de Hironaka
du theoreme
de prSparat~on
et de
de Weierstrass
(8) on a 4.4 Proposition.-
Ii existe un sous-espace
varmete N K tels 1) ker ~K
= im
E~ de FI(K)
et une
qua K
2) E K est invariant par C 3) TaN K = E~ 4) (N K ~ De (2)
ZI(K)
on conclue
4.5 Theoreme.dimcTl(x)
le theoreme
Soit
est finie,
6quivariant
5
, 0) est un germe analytique
~quivariant.
suivant
(X, 0) un germe analytique il existe une d 6 f o r m a t ~ o n
6quivariant.
Si
semiuniverselle
de (X, 0).
Un exemple.
Dans
(5) on d6montre
que la base S de la d6formation
du germe ~ l'origine des axes coordonSs 0 de C n(n-2) dSfini par
de C n, Xn,
semiuniverselle
est le germ~dans
273
avec UkU k o~ u~] sont les fonctions coordonSes 1 ~ i , j ~ n , i ~ j, i ~ j-1 ).
de C n(n-2)
(on suppose
L'espace total est dSfini dans C n x S par • • + u~x. xlx] I i + u~x. ] 3 + p~J On remarquera
que X n e s t
C~action dans C n e t selle ci-dessus dans ~n(n-2)
Squivariant
que
par rapport a n'importe
, par consequent,
est 6galement
= 0
la d6formation
Squivariante
quelle
semiuniver-
par rapport a la ~
actio!
flu}
ou ql'
3 ] "''' qn sont les poids de l'action.
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647. Barcelona
(28) Espa~a.
A VANISHING THEOREM FOR BIRATIONAL MORPHISMS Juan B. Sancho de Salas
The p ~ s e
of this paper is to prove the following vanishing theorem and pro-
vide some applications. Theorem: Let
X
be a local complete intersection, embeddable in a smooth va-
riety, and ~:X' be ~ e
birational blowing up of
that ~X'
X'
X
~X
along a smooth subvariety
Y . Suppose also,
is a local complete intersection in a smooth ambient variety. Then if
is the dual/zing sheaf of
X' , one has RA~...~X, = 0
for all
i>0
This result allows one to compute the direct /mages of the sheaf of local rings and the change in the Euler-Poincar6 characteristic when passing from
X
to
X'
Other results of this kind have been used for different purposes. For example to desingularize two -dimensional schemes Lipman [2] uses, in a very essential way, the part that the relative dualizing sheaf has zero high direct images by a biratiohal map between normal Gorenstein surfaces. been proven by Grauert-Riemenschneider
Other Strong vanishing theorems have
[1] (and used to generalize the Kodaira
vanishing theorem to singular varieties) and Wahl [3] . No further mention will be made of the ground field which is assumed to be of arbitrary characteristic. One starts with the following Lemma 1: Let , 7' Y
If
of
d
X
smooth ambient variety
be an hypersurface of a
be the respective blowing ups of
X , Z
Z , and let
along a smooth integral subvariety
X , so one has a diagram
is de cod/mension of
~eneric point of
Y
in
X ! ~T
~ Z t
X ~
~Z
Z , and
m
is the multiplicity of
Y , then for the dualizing sheaf
~Z'
o_ff Z'
one has
X
at the
276
a) wZ, =~,*Oz @ ~ , ( - d + l )
.
b) Oz,(X') : z'*Oz(X) OOz,(m) . Proof of a): One certa/nly has
%, = ~'* for some
nE~
. Let
E : ,-l(y)
Z @Oz,(n)
. By the adjunction formula one gets
= (Wz,@Oz,(-1))@O E = z'*wz~Oz,(n-1)@O E • On the other hand,
E
is a projective bundle over
locally isomorphic along
Y , so
wE
and
0E(-d)
Y . Comparing both results one concludes that
are
m : -d + 1 .
Proof of b): Start with Oz,(X') = ~'*Oz(X) OOz,(n) for some integer
n . To see that
over the generic point of
n=m
, restrict
,
0Z,(-X')
to the fiber of
z'
Y . Then consider the following fact: the exceptional
fiber of the blowing up of a point is a projective variety of degree equal to the multiplicity of the point. One concludes from this that the restriction of is the sheaf of ideals of a hypersurface of degree easily that
n=m
m
in ~d-t
0Z, (-X')
. This implies
.
Theorem 2: Let
Z
be a smooth variety and z:Z'
be the blowing up of
Z
~Z
along a smooth inte$-ral subvariety
Y
of cod/mension
d .
One has : a) ]T,Oz,
:
0z
.
b) Rl~.,.Oz,(n) : 0
for all
i >0
and all
Proof: a) Follows from the fact that b) Call
E
the exceptional fiber of
z,Oz,
Rzz,Oz.(n) = 0
descending induction on (because
~ :E ---~ Y
for
i>O
n , observing that
is a projective bundle).
And here comes the main theorem
.
is coherent and
Z
is normal.
~ . One has an exact sequence
0 --+ OZ, (n + i) ---+ OZ, (n) By Serre's theorem
n>-d
~ OE(n) --~ 0 .
and n > > O . The theorem follows by i R w:,:OE(n) = @ for i > 0 and n > - d
277
Van/sh/ng theorem 3: Let bient variety Z
Z . Let
X
~:X'
be a local complete intersection in a smooth am-
>X
, ~':Z'---+Z
alon$ a smooth irreducible subvariety
complete intersection in
Z' . Then if
Y
the respective blowing ups of
of
~X'
X . Suppos 9
X'
X ,
is also a local
d?notes the d u a ~ z i n g
sheaf o f
X'
one
has Riwemx,(n) = 0
for all
Proof: The assertion being local on intersection: X'
of
X
and all
n~0
.
X , one can suppose that
X
is a complete
X = H I n ... A H r . Suppose for a moment that the proper transform
is the intersection of the proper transforms
goes forward now by induction on generic point of and
i>0
Y , and write
r . Let
H! of H . . The theorem i 1 be the multiplicity of H i at the
mi
Xi = H~ A ... A H i . For
r=0
, one has
X 0 :Z
for
i>0
n30
X~ = Z' . Then by le~ma 1 and theorem 2 it follows RLx~(n)
= R i ~ ,,~ , ( n )
Now for general
r
wri{e
= mz@Riz~0z,(n-d+l)
= 0
and
•
0 = 0X' , m r = ~X' [ there is an exact sequence of r r r
sheaves 0
Tensoring by
0r-1 ( - H r' ) - - - - ~ O r-1
~r_1(n) ~ 0r_l(H~)
~0
r ----+0 .
and using the adjunction formula one gets another
exact sequence 0 ---+~r-1 (n) ---+mr_ I (n) O 0r_ I (H$) ---+mr(n) ---+ 0 . Now, the assertion is local on sheaf is isomorphic to
X so one can suppose by lemma 1 that the middle r-1 mr_ I (n + m r) , and by the induction hyphotesis: R1~...~r(n) = 0
for
i>0
and
n>,0
To conclude, it is enough to see that given a closed point H I,... ,Hr
locally near
intersection of the ring
x
in such a way that
H'l " Let
PX , py
0~,,x . The graded module
of
PX
X'
one can choose
is a connected component of the
the ideals defining
X , Y
n>,o~p..~ n py, which is contained in
homogeneous localization the ideal of f l , ' " 'fr
be
xsZ
X'
in the local
n>.o~pY'ndefines by
. Take then a m/nimal system of generators
in such a way that they form a base of
and
PX @ 0Z,x0Z,x/mZ,x
that all vector spaces defined by the images of the maps n
PX A py --+ have a base consisting of elements of fi =0
pX ® 0Z ,x0Z ,x/mZ,x
{fl ,''" ,fr } • The hypersurfaces given by
are those required. Indeed, given
x'e~ -1(x) , let
51 = 0,...,Jr = 0
be
278
hyper~urfaces
such that
PX : (fl'"" '~r )
transforms is
X'
locally near
intersection).
Now, obviously, from the
and the intersection of their proper
x' . (These exists because choice of the
f.
X'
is local complete
it follows that the
1
homogeneous elements of
~ PYn n>~o
defined by the
the hc~ogeneous elements defined by the of the proper transforms of the forms of the
fi
fi
are linear combinations of
fi " Th/s implies that the intersection
contains the intersection of the proper trans-
f.: 0 . i
Note 4" As dual/zing sheaf
WX' = ~*WX® WX'/X
one gets a vanishing theorem for the relative
WX,/X :
Ri~,WX ,/X(n) = 0
for
Corollary 5: For every closed point
i> 0
x
of
and all
Y
n>1@ .
one has a formal duality isomor-
phism: :
where the dual module is taken with respect to the injective envelope of the residual field of the point
x , n
is the dimension of
X
and the sheaf
~*~X'
can
be computed by theorem 8 below. Proof: See [2] to get the duality theorem: (Ri where
E = ~-l(x)
~,Ox,)x
:
HE-i(x''wX'/X )* '
. Then by the vanishing theorem one gets
-i(x'
jx ) •
s× ) :
To conclude, use the fact that
~*~x'
: ~x ° ~ * ~ x ' / x
•
To compute the change in the dualizing sheaf, let a complete intersection in ~' :Z'
)Z
variety
Y
Z
of
r
hypersurfaces
be the respective blowing ups of
of
X , Z
X . Suppose that the proper transform
intersection of the proper transforms
H'
be the codimension of
mi
Z
be a smooth variety,
H I,... ,Hr
and let
along a smooth integral subX'
is also the complete
of the hypersurfaces
H.
i
point of
Y
in
Z , and
WX,
. And let
d
l
the multiplicity of
Y . One the has
Theorem 6: The dualizing sheaf
X
~:X' ---+X ,
of
X'
is the sheaf
WX, = ~*WXO 0x,(m1+ ... + m r - d + 1 )
.
Hi
at the generic
279
Proof: By induction on The case
r= 0
r . Write
Xi = H i
n
n H i , m'r = ~X'
...
is done in lemma 1 a).
For the general
r
and
r
case one has equalities
(adjunction formula)
~'r : (m'r - i 00'r - i (H'))B0, r
r-i
mr = (~r-1 ® Or-l(Hr))® 0
0'r
Or
r-1
Comparing these and recalling that a)
m' r-1
() 0"-l(ml+r . . . + m
: 7Tim ~-1
r-1
(by induction)
-d+l)
(by lemma 1 b)
b) 0'r_1(Hr) = ~*0r- l(Hr)O 0'r_1 (mr) one concludes the theorem. Corollary 7: Ri~,0x,(n)
= 0
for
i>0
and all
n_>.m 1+ . . . + m r - d +
i .
Proof: Follows from theorems 3 and 6 Finally it is interesting to observe that the vanishing theorem is false for the composition of two monoidal transformations with smooth centers. To get a counter-example,
let
X
be the
Spec(k[x,y,z,t]/(x 3 _ yT)) f:X'
. Let
~X
be the blowing up of the origin, and let g:X" the blowing up of
X'
exceptional fiber of
along a smooth curve
PC
C
of positive genus, contained in the
f . It is easily seen that the exceptional fiber of
projective plane and that Denote by
~ X'
X'
has multiplicity
the sheaf of
ideals of
C
f
is a
3 at the generic point of C . in
X' . Tensoring by
exact sequence 0 --+ pC--+ 0X, ---+ 0C --+ 0 , one obtains the also exact sequence
o - + ~x, e p c - - + ~x, - - + ~x, o Oc
~0
Substituting the equalities ~X' O PC : g*~x"
(by theorem 8) ,
~X' = f*~x
(by theorem 6) ,
~X'
the
280
one has 0 ---+ g,~x ,---+ ~X' ---+ 0C ---+ 0 . Now as
Rif,~x , : 0
for
i>0
, one has
R2f,(g,~x, ,) : Rlf,0c i R g*~x"
Besides
= 0
for
i>0
= HI(C,0 C) £ 0 .
, so
R Z ( f o g ) , ~ X , , = R2f:,~(g,~x, ,) ~ 0 . To compute the change in the Euler-Poincar6 vanishing
theorem implies the degeneration
E~
characteristic,
of the Leray spectral
observe
that the
sequence
: HP(x,R%,~ x, ) => HP+q(X' '~X' ) '
so one gets the usual isomorphisms
HP(X'<',~X' ) : HP(x' '~X' ) " Even more: Theorem
8: With the hypothesis
of the center
Y
~*~X' Proof:
of theorem
of the blowing
By theorem
=
{
6, let I be the sheaf of ideals on m = m I + ... + m r " One then has
up. And write
m X ~ Im-d+1
i_ff m - d + 1 ~ 0
WX
if
m- d+14
, 0 .
6, ~X'
so it is enough to see for
: ~*~X O O X ' ( m - d +
n%m-d+l
1) ,
that S In
if
n~ 0 ,
0X
if
n~ 0 .
~,0XV (n) We will show this by induction HI,...,H i as
X
and
Ii
is smooth.
be the sheaf of
on
For the general case, consider
0---+0X, (-H~+ n) r-i
By induction,
r . Let
ideals de
it follows
that
> 0X, r-I
X. l Y
be the intersection in
X i . The
r= 0
the exact sequence (n)
)0x,(n)---~0
of
case is easy
of sehaves: .
281
(*)
In r-1 0X
~,Ox, (n) = r-l
if
n>.O
if
' n.< 0 .
r-i
On the other hand, the restriction map (**)
z,Ox,
( n ) ----+ z,Ox, ( n )
r-i
r
is surjective, as RI~,0X ,
(-Hr + n) : 0
r-i
To see this, the assertion being local on sheaf
0X,
(-Hr+ n)
is isomorphic to
Xr_ l , one can suppose that the
0X, (n- m r )
whmne
n- mr>. m I + . .. + mr-1 - d+:
r-i
But 0X,
( n - m r)
has high direct images equal to
0
by corollary 7. Combining (*)
r-i
and (**), one concludes. Tensoring by
~X
the exact sequence O__+I m-d+1
(with
m - d+ 1 30)
)Ox__+OX/Im-d+1___+O
,
one gets the also exact sequence 0
WX@ Im-d+1 ---+~X---+~X~ OX/Im-d+1---+ 0 .
Now the first sheaf on the left is
~*~X'
, so taking the characteristic one
obtains m-d+ i X(X,~x)-X(X',~X,) If
X
is an hypersurface of say
: X(X,~xOOx/I
Z
) .
, and 7 is the sheaf of ideals of
Y
in
then obviously 0z/jm-d+l
= 0X/I m-d+1
,
so in this case it follows that m-d x(X,~ X)- X(X',~X,)
X(Y,ax® 71/71+I)
= X(X,ax® OZ/] m-d+1) :
.
i:o Now using the fact that for a smooth subvariety
Y
of a smooth variety
Z ,
there are isomorphisms
Jmlll+1 where
Ny/Z
denotes the conormal sheaf to
: SIN~Iz , Y
in m-d
Z , one concludes finally that
x(x,~) x(x',~,) : I x(Y,~O SiN~/z) i:o
282
We record it as theorem: Theorem 9: Let
X
be a co[nplete intersection subvariety of a smooth variety
Z , and let ~:X' be the blowing up o f of ideals
I . If
X
along a smooth integral subvariety
H I,...,H r
of the multiplicities of cod/mension of a)
Y
in
HI,... , H
given by the sheaf
a_t the generi c point o f
Y
is the sum
and
d
is the
Z , one has:
" = Hm(X''~X' )
b) X(X,~x)-X(X',WX,) X
Y
m = m I + ... + m r
are like in theorem 6,
Hi(X,~x)
c) If
)X
=
if
m- d+l.<0
.
X(X,WxOOx/I_m-d+ 1.;
is an hypersurface of
Z
if
then for
x(X,~ X ) - X ( X ' , w X,) :
m-d+1>.0 m- d+l>
0
. one has
m-d [
X(Y,~xOSiNy/Z) i:o X be an hypersurface of a smooth n-dimensional v a r i e t y
Examples: 1) Let
Z
and let ~:X' be the blowing up of If
X
at a point
x
)X
of multiplicity
m .
m ~ n , the change in the characteristic is m-n
x(X,~ x) - x(x,,~x,)
i i+i : (m) dim mZ,x/mz, x
: i=o
Note that this formula permits one to compute the geometric genus of a plane curve as is well known. If
m
2) Let along a curve up of
S
, then S
' ,0X, ) Hi(X,0x ) = HI(X "
be a surface of • 3 C
and
n
for all
its degree. Suppose
whose points have multiplicity
with center
i .
m . Let
~:S'
S
is singular
)S
the blowing
C . To compute the change in the characteristic suppose
irreducible and smooth of genus
g
x(S,w S ) - X ( S ' , w S , )
and degree
d . Then:
: (~) (1-g+(n-4)d)
- (~) (2g-2+4d) .
To see this observe that m-2
X(S,w S)-X(S',wS,)
=
[ x ( C , S Z N c / p 3 O 0c(n-4)) i:o
But by the Rieanann-Roch theorem, it follows that
.
C
283
X(C,SIN$/p3@0c(n-4))
: (i+l)(l-g)+deg c1(SiNc/p3®0c(n-4))
.
A simple computation gives a) cI(C,SIN$/]p3® 0c(n-4)) = cI(SiNc/]p 3) + (i+l)c1(0c(n-4)) .
Finally,
cI(Nc/p3)
can be computed from the exact sequence ~'~
.,
I
1
0---+Nc/IP3---+I~:~]P 3 ----+~C
~0 .
One has: c~(Nc/iP3) : i*c I ( ~ 3 ) - c I ( ~ ~) , from where deg c1(N ~/]P3) = -4d- (2g-2) . Combining everyth/ng one concludes. 3) Let
S
ties. This is,
be a surface in the projective space IF 3 with ordinary singulariS
may be singular along a curve
ty 2 except at a finite set S) . Also a desingularization
C
whose points have multiplici-
of them which may have multiplicity 3 (in b o t h C S"
of
S
and
can be obtained by blowing up first all
the triple points and blowing up after the double curve: S"---+S'
~S .
To compute the change in the characteristic, let the degree of
C ,g
the geometric genus of
components of
C
t
and
C , c
n
be the degree of
S ,d
the number of irreducible
the number of triple points.
The blowing up of the triple points gives X(S,w S)- X(S',US,) : The blowing up of the double curve
~ dim XI~...,X t C'
Os/mx.
: t
.
l
(which is supposed to be smooth) gives
x(S',u S,)-X(S'',wS,,) : x(C',u S, @ 0S,0 C,) = c- g+ (n- 4)d- 3t where
mS,
is calculated by theorem 6.
Putting them together one gets X(S,u S)- X(S",US, ,) : c - g +
(n- 4)d- 2t .
284
REFERENCES : [1]
H. Grauert and 0. Riemenschneider - Verschwinchungss~tze f'dr analytische Komologiegruppen auf komplesen Raumen,
Inv.
Math., 11 (1970),
263-292. [2]
J. Lipman - Desingularization of two dimensional schemes, Annals of Math., 107 (1978), 151-207.
[3]
J. Wahl - Vanishing theorems for resolutions of surface singularities, Inv. Math., 31 (1975), 17-41.
Juan B. Sancho Dept. de Matem~ticas Universidad de Salamanca (Spain)
CHEVALLEY GROUPS OVER •
((t))
AND DEFORMATIONS OF SIMPLY
ELLIPTIC SINGULARITIES by PETER SLODOWY
In these notes we are going to relate the deformation called simply elliptic singularities
the formal series field ¢ ((t)) in a similar, Brieskonn E 2 ]
theory of the so
to the corresponding Chevalley
groups oven
however less complete way as
has done fop the simple singularities
and the associated
simple
complex Lie groups. We give only a survey of the main results and the basic con cepts involved. Complete details will be found in a forthcoming work on adjoint quotients fop certain groups attached to arbitrary Kac Moody Lie algebras [ 2 2 ] . These general addition
results pertain to a much wider class of singularities
includes at least the cusp singularities
of degree
which in
~ 5 whose defoema_
tion theory has recently been studied by Looijenga [ 43 ]. Here we restrict to the special situation given by the simply elliptic possible to avoid the technical
I. Simple Singularities
machinery
singularities where it is
needed fop the general case.
and Simple Lie Groups.
In this pant we quickly recall the relation between the simple s i n g u l a n i ties (equivalently:Kle~Jan simple Lie groups.
resolution analytic
or rational double points) and certain
FoP complete details we refer to [ 21 3.
1.- Simple singularities minimal
Singularities
resolution. is a D y n k i n
ape normal surface singularities The dual graph of the exceptional diagram of type
with a very special divisor of such a
An, r > I, D r , n _> 4, E6, E7, E 8. Up to
isomorphism these diagrams classify the corresponding
singularities.
286
2. Let G be a s e m i s i m p l e ,
s i m p l y c o n n e c t e d , complex a l g e b r a i c
group and TOG a
maximal t o r u s w i t h c o r r e s p o n d i n g Weyl group W = NG(T)/T. We have r= r a n k G = dim T. Denote by X~(T) t h e group Hom(T,G m) --~---Zr o f o f T and by X (T) t h e d u a l group Hom (Gm,T) ~ ter
subgroups. Let
we f i x
ZCx~(T)
characters one parame
G. For each
M.~
an isomorphism
from t h e a d d i t i v e
:
G a
i% =
t~1 .....
~
r
}
be t h e s i m p l e c o r o o t s
-1
subgroup
in X (T).
= u~
G
(~(s)c),
B ~T,
a fundamental i r r e d u c i b l e
s ~ T we have
c ~.
and l e t
Av =
Since G is simply connected
by t h e fundamental dominant w e i g h t s
d e t e r m i n e d by t h e c o n d i t i o n
<wi '
v j > =
~ij"
Wl,
[ {~v.l,
correspon "''''
~vp t
X~(T) i s s p a n n e d . . . Wr which a r e
To each w.z t h e r e c o r r e s p o n d s
nepresentation
/Pi o f G on a f i n i t e
C
be a system o f s i m p l e r o o t s o f
ding to the choice of a Borel
(over~)
,U~
group G o n t o t h e r o o t subgroup U~ . FoP a l l a s u~(c)s
freely
multiplicative
be t h e system o f r o o t s o f T i n
u~
Let
~of
algebraic
:
G ........
GL(V.L )
d i m e n s i o n a l v e c t o r space V.
. Let
1
X.
:
1
X.(g) 1
G ........ = trace
be t h e c o r r e s p o n d i n g fundamental c h a r a c t e r .
~i(g) Then t h e a d j o i n t
quotient
of G is
g i v e n by t h e m o r p h i s m X
:
X(g)
G ........
¢
r
(Xl(g) , . ..,
Xr(g))o
The m o r p h i s m X is the algebraic quotient of the adjoint action of G on itself. Any fibre of X is the union of f i n i t e l y m a n y c o n j u g a c y c l a s s e s and its dimension is dim G - r. The restriction of X to T c o i n c i d e s with the natural quotient r
T
~ T/W and T/W can be identified with ¢
.
287
3. Now we will look at the fibres of X more olosely. Any fibre of X can be -I written in the form X (X(s)) for a suitable s E T. Let us first look at s =1. The corresponding fibre consist~of the unipotent elements in G, i.e. those which are represented by unipotent matrices in all rational representations of G. It is called the unipotent variety Uni(G) of G. For ArbitrAry s E T there is a reduction to the centralizer Z(s) of s in G which is a reductive subgroup. It is generated by T and the root subgroups U ~ for which
~(s)
= I. The unipotent
variety Uni(s) of Z(s)
(i.e. that of its semisimple part) is the product of -4 the unipotent varieties of its simple (almost)-factors. The fibre X (X(s)) is G-isomorphic to the homogeneous bundle G x Z(s) Uni(s) Associated to the principal fibration G
• G/Z(s) and the adjo:Lnt Action of Z(s) on
Uni(s).
An element x E G is called regu:LA__En (resp. subregular) exactly when dim ZG(X) = r (resp. r + 2) which is the same as the condition dim( conjugate class of x) = dim G - r (nesp. dim G - r - 2). There is exactly one regular orbit in the unipotent variety and hence !Ln any fibre of X. If G is simple there is exactly one subregular unipotent orbit, and this is the orbit of greatest dimension among the nonregular orbits in Uni(G). If G is semisimple there are as many subregular unipotent orbits as there are simple factors.
4. Now let G be simple of type
A
= An,, Dr , E
and choose a sufficiently small r normal slice S C G to the subregular unLpotent orbit of G. We may Assume that S is transversal to all orbits and that is meets the subregular unipotent orbit exactly once.
Theorem
(Brieskorn,
i)
S ~ Uni(G)
ii)
The r e s t r i c t i o n versal
[ 2 ]):
is a simple singularity XtS : S ~ T / W
deformation
From t h i s simple singularities in the fibres
ef type
of the adjoint
of the simple singularity
t h e o r e m we can d e r i v e and t h e i r
deformation
quotient
realizes
a semiuni
S~Uni(G).
many u s e f u l
deformations.
of a semiuniversal
/N .
informations
concerning
To d e t e r m i n e t h e s i n g u l a r i t i e s we have t o 10ok a t t h e £ i n o u l a r i -
288 -1 ties in S ~ X A(S)
(X(s)) fop s E T sufficiently close to I. In this case a basis
of the root system
into a base there e x i s ~ a
/% of
~(s)
=
{~£
[ l~(s) = I ~
of Z(s) may be embedded
)-
, and for each connected component of Zi(s) -I simple singularity in S ~ X (X(s)) of the corresponding type.
This description also shows that the discriminant
(i.e. the critical set) of
XIS coincides with the discriminant of the ramified covering T X(1)
~ T/W (near
).
5. All deformations of a simple singularity admit a simultaneous resolution. This fact can be derived from the following construction.
Let B D T be a Borel sub-
group of G. Then B can be written as a semidinect product B = T ~ U where U is B the unipotent radical of B. Let G x (B) be the bundle associated to the principal fibration G ---~G/B and the adjoint action of B on itself (B). We obtain a commutative diagram G
x B(B)
@
>
,y ~
w h e r e @(g ~ b) = gbg
-1
, @ (g ~ b) = O(g * t u )
map (we d e n o t e t h e c l a s s
Theorem
of
i n G x B(B)
]
T/W
= t and T
is
the natural
quotient
by g ~ b ) .
( Grothendieck,Springer): The d i a g r a m above i s
is
(g,b)
G
proper
and f o r
all
simultaneous
s £ T the
resolution of singulapities.
resolution o f X, i . e . 0 i s s m o o t h , @ -1 -1 restriction @ : 0 (s) ---~X ( ~ (s)) is a s
289
II.
Simply Elliptic Singularities
We now review some properties of simply elliptic semiuniversal [ 11 ] ,
deformations.
[ 12 ] ,
[ 13 ] ,
Details can be found in the references
[ 14 ] ,
[ 18 ] ,
6. A normal surface singularity simply elliptic resolution
section number of We call
d
determined
[ 19 ] ,
( Xo, x)
and their
[ g ] , [ 10 1,
[ 20 ] .
with isolated singular point x is called
exactly when the exceptional
I-[ : Y
singularities
divisor
E = ]-[-l(x)
in the minimal
~X
consists of a single elliptic curve. The selfinteno is necessarily negative, E o E = -d fop some integer d > 1.
E
the degree of the singularity. by its degree
d
Up to analytic
(X , x) is o structure of E. Hence any simply ellip
and the analytic
tic singularity can be obtained as the contraction
isomorphism
of the zero section in some
negative line bundle over a suitable elliptic curve E. The embedding d i m e n s i o n
of
(X , x )
is
max(3,d).
0
tain
the
"parabolic"
hypersurfaces
in
the
sense o f A r n o l ' d
For [
d = 1,2,3
1 ]
we o b -
which were
studied by Saito [ 20 ] .
X
6
4
X X ( Here t h e E, in
c~ [ ¢
4
parameter
20 ] ) . F o r
~C
3
+Y +Y +Y
3 4 3
+Z +Z +Z
2 2 3
+ ~ XYZ = 0
d = 1
+ "~XYZ = 0
d = 2
+ "~XYZ = 0
d = 3
is related to the j-invariant
d = 4
we obtain the complete intersection
of two quadrics
.
To the first six simply elliptic singularities Dynkin diagram
A
The deformation
7
&A4
theory of these singularities
the corresponding
there is associated
an affine
:
g of
of the elliptic curve
diagrams.
This
A2:AI can be described completely
was s u g g e s t e d
in terms
already i n t h e w o r k o f Saito
290
[ 20 ] and e s t a b l i s h e d [
11 ] ,
[ 12 l ,
precisely
in the works of Kn6rrer [ 9 ],
Pinkham [ 19 ] ,
and M e r i n d o l [ 14 ] .
L o o i j e n g a [ 10 ] ,
The b a s i c t o o l
in Pinkham's
a p p r o a c h i s t h e t h e o r y o f t h e c o r r e s p o n d i n g DeL Pezzo s u r f a c e s .
7.
We f i r s t
g i v e a rough p i c t u r e
of a simply elliptic be e q u i v a r i a n t that
there
singularity
with
Xo, c f .
respect to natural
[ 14 ] ,
deformation •
[ 18 ] .
G -actions m
: X--~V
We may choose • t o
on X and V and we may assume
is a projection
=I × ~ m
p: v - . ~ mapping
of the semiuniversal
_ ~ L+
I lXl>
i
onto the fixed
Decompose V = V e U V f , has a s i m p l y e l l i p t i c
}
:
as weLL asasections
points
--*Vofp
of G in V with the following m
properties.
where Ve = s (~-~L+), V f = V-V e. Then a f i b r e singularity
o f t h e same d e g r e e d as X
0-I(
s (~))
and t h e e x c e p t i o -
0
nal elliptic A fibre
curve E of its
over Vf is either
minimal
resolution
is
isomorphic to ¢~/ < ~iIi
eZ>.
smooth o r has a t most s i m p l e s i n g u l a r i t i e s .
The d i m e n s i o n o f V i s m a x ( l l - d , l )
and i t
is
smooth e x a c t l y
when d ~ 5.
Then V ~ - +
x r + l , where r = 9 - d . For d = 6 we o b t a i n V ~-~Z + x C(~ ~ 2) I 2 Ix2 5 where C(~ x ) i s t h e a f f i n e cone o v e r t h e Segr@ embedding o f into ~ . -I( 6 For d = 7 each slice V X = p ~) is a cone over a surface of degree 7 in p
(depending on X ). For d = 8 there are two components V = V I U V 2 which intersect along V . Each slice V is a cone over an embedding of the elliptic e ,X curve ¢ ~ / < ~ I i e Z > into p~ and V 2 ~_¢'I+ x 2 . Fop d = 9 we have Vre d ~ _ ~ +
x ¢, however V has embedded components along Ve. For d _> 10
we have
Vre d = Ve ~-r~+, but again V is not reduced. ( Under the isomorphisms given above p and s will always have the canonical form.) A simply elliptic if
d ~ 9. I f
singularity
can be smoothed by d e f o r m a t i o n
d = 9 t h e r e a r e no s i n g u l a r
fibres
over Vf,
and i f
I n t h e o t h e r c a s e s (d < 8) t h e d i s e r i m i n a n t
of particular
It
8.
interest.
and o n l y
d = 8 there
a r e none above V l f ~ V f .
Looijenga
if
of ~ is
was d e s c r i b e d i n a u n i f o r m way by Pinkham and
( d < 3).
We now r e c a l l
this
construction.
D X C V f , X = V f ~ VX
It
suffices
of the restriction
to consider the discriminant ~ X
:
-1
(Vf, X )
• V f , )~
291 The e x c e p t i o n a l ismorphic to Let tem
elliptic
¢~/
X (T)
:Y-
curve
and
a W-action
and such t h a t
or if
groups of
its
first
f o r m on X (T)
T
Theorem
Z
is
bijection
is then
sys-
of the corresponding
sim-
Z
acts
cl(Pic
variety naturally
Cl(L)
or C
n
endowed w i t h
equals the negative norHere we use t h e
A) ~ S2X (T) C H 2 ( A , ~ ) .
o n l y components o f t y p e A
A
on
n
If
5-
is
irredu-
then the isotropy
Therefore
of the ramified
L/W
i s a smooth
covering
L ~
L/W
Pinkham):
system o f t y p e
singularity.
-1(~)
E8, E7, E5 , D5, A4, A2 x A 1. Then t h e
Let
(Vf, X , D X )
s ~ Vf, X
of the deformation
Pinkham a c t u a l l y
)
= L/W
d = 7
the corresponding
be t h e image o f a p o i n t
Then t h e r e
of
Ws
and t h e
is a type preserving (simple)
singularities
~. of the total
and
i s o b t a i n e d by p u t t i n g
similarly
for
W.
gives a construction
method a l s o e x t e n d s t o t h e c a s e s
be d e s c r i b e d
(X))
o f some r o o t
( v a l u e 2 on s h o r t c o r o o t s ) .
isomorphic to the pair
(V 2 (~ V f , X ~ D X
(s
the abelian
W of
Chepn c l a s s
W the stabilizer of s in s between t h e i r r e d u c i b I e factors
in the fibre
-1
u n i q u e ¢ .-bundle L o v e r
denote the discriminant
be a r o o t
(L/W,D)
and
we d e n o t e
a r e g e n e r a t e d by r e f l e c t i o n s .
D d L/W
simply e l l i p t i c s E L
L
(Looijenga,
Let pair
contains
W on
space. L e t
A
. The Weyl g r o u p
Ape11-Humbert identification cible
By
There i s an e s s e n t i a l l y
malized Killing
•
g e n e r a t e d by t h e c o r o o t s be a maximal t o r u s
complex Lie group.
A.
of
.
T = X (T) @ •
X (T) ~ E = T/X ( r ) ~ X (T)
in the resolution
denote the lattice
and l e t
ply connected
E
8.
If
d = 8
~E: = A 1
by u s i n g a r a n k two l a t t i c e
space o f •
, too.
His
the pair
. The case
d = 7
X (T) = Z @ ~
can
with
t~
" Killing
form"
{;
FoP l a t e r ¢ -bundle
subgroup
contains
use we n o t e t h e f o l l o w i n g .
T x ¢
= W ~ X (T)
:)which
over
T
equipped with
. The t r a n s l a t i o n s
X (T) @ ~ X z >
~ X (T)
X (T) of
an
Al-lattice, We may p u l l
an a c t i o n will
i.e.Z.(1,-1). back
L
to a trivial
of the affine
t h e n o p e r a t e on
T, and t h e a c t i o n
Weyl g r o u p T
on T x ¢~
as t h e will
be
292
determ~ed
by an automorphy f a c t o r
l y on T x ¢
we o b t a i n t h e same i s o t r o p y
action
of
rings
T x ¢
III.
e : T x X (T) ----~¢
~
( T x ¢~)/W~ = L/W
and
t o ask ( o f .
for
L --~ L/W
T x ¢
the
coincide.
example [
19 I )
fields
[ 3 ],
Weyl groups a r i s e
[ 5 ].
It
has been
w h e t h e r t h e r e would be a s i m i l a r
singularities
rela
and t h e c o r r e s p o n d i n g C h e v a l l e y
as t h e r e was between s i m p l e s i n g u l a r i t i e s
¢((t))
as f o r
of the ramified cove-
r o o t systems and a f f i n e
groups o v e r l o c a l
between s i m p l y e l l i p t i c
groups o v e r
on
X (T) a c t s f r e e
~((t))
Extended Dynkin d i a g r a m s , a f f i n e in the study of a l g e b r a i c
t/on
W
L. By t h e same reason t h e d i s c r i m i n a n t s
W on
Chevalley Groups over
natural
groups f o r
. Since
and s i m p l e
complex L i e g r o u p s .
A first
attemp i s t o repeat the c o n s t r u c t i o n
o v e r t h e base f i e l d
singularities with finite dify
over
K
(cf.
dimensional o b j e c t s over K
¢.
will
le a d o n l y t o f o r m s o f s i m p l e
Zn p a r t i c u l a r
ries
over
•
and
modification of
a.1 t i
G~K) G(K)
[ 6 3, [ 15 ] ,
we d e n o t e t h e group o f
X £ ~
and
ai E ' ¢ ' i o ~ Z }
be t h e f o l l o w i n g
~-automorphi~s
X where
I
t h e group o f p o i n t s o f
will
p(t)
p(t)
=
of
~
-¢)-
-~-~
i s an element o f t h e f i b r e
16 3.
group o v e r be t h e f i e l d over
K
¢
Let o f power' s e -
K . The most i m p o r t a n t
semidirect product.
i s a power s e r i e s i n
is
G
[
By -(Q- ~
g ive n by
p(At)
and we may form t h e s e m i d i r e e t p r o d u c t
p: G(K)
one does n o t end up
i n a way suggested by t h e t h e o r y o f t h e c l o s e l y
Let G be a s e m i s i m p l e s i m p l y connected a l g e b r a i c -{i ~ i
X : G ~T/W
To remedy t h e s e d e f e c t s one has t o mo
E u c l i d e a n Kac Moody-Lie A l g e b r a s
K = 6( ( t ) ) =
G(K)
However, t h i s
I 21 ] Appendix I ) .
a C h e v a l l e y group o v e r
related
9.
K = ¢ ((t)).
o f t h e morph/sm
invariant -1 p (X)
t.
T h i s group a c t s n a t u r a l l y
G(K) ~ ~
. The p r o j e c t i o n
under c o n j u g a t i o n by conjugation
G(K).
by an element
If x
( g,
~ )
~ G(K)
on
293
will
look like x(g,
X-1 where t.
=
will
10.
a quotient
if
for
Ikl
-1
,
X)
( a part
of)
we w r i t e
# 1
~-codimens±on in
x
as a power s e r i e s
in
the corresponding conjugacy
G(K) ~_0_
G(K)~_O_
a complete picture
The K~c Moody L i e a l g e b r a
with
and t h a t
it
is possible
respect to conjugation.
we need a f u r t h e r
~=
~ corresponding to
one-dimensional central
Lie algebra
have for
of
x
modification
of the
G(K).
following the
that
have f i n i t e
X
(xg
= x (~t)
out later
However, t o o b t a i n group
=
-4
~x
turn
classes will to define
-1
-1 k-~
~
It
k ) x
~
( ~ ® ¢
of
G
[t,t
over the Laurent polynomial
-1 ]
) • ¢. c
where
(
,
)
f o r m udv
representations
formula [ 7 ]. presentations classical
=
is the Killing
the differential weight
® u, y @ V]
Let
#or
G
as a C - v e c t o r
u,v E ~ [t,t Ix,Y]
f o r m on
(cf.
is
extension of the points
e l e m e n t s x @ u, y @ v, x , y ~ ~ ,
[x
G(K)
® ~
-1]
g @ ~ [ t,t -1]
ring
~ [ t,t -1]
of . We
space and t h e L i e b r a c k e t is defined
uv - Res ( u d v ) and
g i v e n as t h e
Res(udv)
by
(x,y).c means t h e r e s i d u e o f
[ 4 ] ) . Kac has d e v e l o p e d a t h e o r y o f h i g h e s t
~ including
an
be s i m p l e o f r a n k
a n a l o g u e o f t h e Weyl c h a r a c t e r r , then t h e r e a r e
r+l
fundamental re-
c o r r e s p o n d i n g t o f u n d a m e n t a l dominant w e i g h t s s i m i l a r l y as i n t h e
theory.
All
these representations
I n [ 4 ] G a r l a n d has shown how t o l i f t of a central
extension
~
of
G(K)
are of infinite
d i m e n s i o n o v e r ~.
these representations
to representations
~_CL
£ 1 ~ To d e s c r i b e
this
extension
it
c ± e n t t o know t h e r e s t r i c t i o n me
SL2(K)
subgroup of
is,
~
is defined
elements
of the torus
----~
~ G(K)
~ -~
~ 1
a c c o r d i n g t o t h e t h e o r y o f Moore [ 17 ] ,
of this
G(K)
the extension u,v
¢
extension
associated
t o t h e maximal t o r u s
to a long root.
lifted
to
~
o f so
G a r l a n d shows t h a t
by t h e i n v e r s e o f the tame symbol K
K
suff:
in a special
, i.e.
way m u l t i p l y
two
294
according t o 9(u)9(v)
u.v = uv (-I)
where
u.v
is the product in
is the t-valuation power s e r i e s .
on
~ , uv
K = ¢((t))
--~--*G(K)
~ _~
form for G, i.e. one on 11.
G
u
-#(v)
)
K,# :
K
> Z
i s t h e c o n s t a n t term o f
c
lies
in
¢
and i s regaP_
~.
there is a similarly defined central extension
--,1
which is uniquely determined
once a K i l l i n g
X (T), is chosen.
In the following we will keep the notations of section 2. The composition
--~G(K) ~ _ ~
---~_0_
is also denoted by
complex points of a maximal torus of T(K) C Then of
¢
In t h e f o r m u l a above t h e v a l u e o f
For a reductive group I --~¢
is the product in and c : K ~
ded as an element o f t h e c e n t e r o f
#(u)
c(v
G(K)
T T
~,
~
of
G(K)
one
T
T
we denote the
as a subgroup of
and
of dimension
can be written as a product
Bruhat decomposition
T = X (T) ® ~
G. We regard
which are the K-valued points of
is a maximal ¢-torus in in
p. By
G. Let
r + 2
T=
~-I (T ×A~Z).
which,using
a section
T x ~* x _[D_ . Using the ordinary
proves:
N
Proposition
I:
Let
N
be the normalizer of
T
in
~ . Then t h e r e i s an e x a c t
sequence
where
is the affine Weyl group
~
There i s
givmby
a particularly
nice
of
X (T)
into
N" i n
the image of
G(K) u_O_
{ ti
I i E 7/7 ~
X.(T)
® K
= T(K)
T(K).
Let TX=
section
(T)
t h e subgroup X (T) ®
in
~ = W ~X
E(~X)
subgroup
~X = p - l ( • )
~
C G(K) )~_~
X (T)
of
~
~ . Then
~X i s a ¢~-bundle o v e r
equipped w i t h t h e n a t u r a l
o p e r a t e s on
TX
by
action of
~/~
translationsthrough
~ . The t h e subgroup
295
X (T) ® < x i of
X (T)
i i ~ Z>of
on
T. Comparing the automorphy factor fop the action
T-~ with the automorphy factor of the construction at the
end of section 8 one obtains:
Proposition 2: T~
The
~-actions
on the
~&bundle
defined in section 8 for the same
natural
~x
=
Tx¢
Tx
=
T X ~ )k~
r i n g and t h e n a t u r a l
G ICB
*
t
B (G
:
=
~bundle
coincide with respect to the
x
}
{X
I~)
of
t
r . We consider
B'
)
as a subgroup
the center of = 7 ~ ~
~)
where
giving ~
then have t h e a f f i n e
Tx¢
~
T
*
o v e r t h e f o r m a l power s e r i e s
>
G = G (¢)
T
and
of
G(K)
an lwahori subgroup of
[ 17 I we have an isomorphism o f groups
~
"mod t " :
I])
be a Betel subgroup containing
E -I (B' ~ ~
G
r e d u c t i o n homomorphism r : G( ¢ ~
under
and the
identification
12. C o n s i d e r t h e p o i n t s
Let
X
~X
B' = r
~.
~ =~ ( B'
-I
(B)
its preimage
and call According to Moore's theory
~ -0_ ) x
(with
¢
rise to a semidirect product decomposition
is the kernel of the obvious projection Bruhat d e c o m p o s i t i o n o r i g i n a l l y
~ ---->~. We
due t o I w a h o r i and
Matsumoto [ 5 ] and adapted t o our c o n t e x t by Garland [ 4 1:
Theorem 1: cosets
The group
~
is the disjoint union of the distinct double
~ w ~, w E N/~.
Let
Z C X (T)
the fixed additive
be t h e r o o t system o f
T
in
G
and
u~
one parameter subgroup c o r r e s p o n d i n g t o an ~
s e c t i o n 2 ) . Through t h e p r o j e c t i o n
~ ~T
we c o n s i d e r
: Ga
~} U C G
(cf:
~ as a subset o f
296
X~(~).
Let
~
as
~ E X~(~)
~ P-~__O_
~
= t~
~
+ i~
a = c& + i ~ ~ ~
be t h e c h a r a c t e r ~".
The a f f i n e
~
x* ~ T ~ I ~ z ,
d e f i n e d by t h e c o m p o s i t i o n
r o o t system o f
i ~ ~t
~
in
~
i s now d e f i n e d
. ~ o r any affine root
we o b t a i n a complex one p a r a m e t e r group ua
:
•
~U
a
c~
with the property s ua ( c ) s for
all
s ~,
c E •
c =
grouptheoretic
Using e i t h e r one f o r
~
s E~.
Theorem:
Let
~(s) Z
=
s E~ I
Iwahori
~o
a(s)=
is & finite
consist
subgroup
i
"
1 t
~ K
~U~(K)
i
) u~
U~(K)
-( c t z)
) ~.
Bruhat decomposition for the structure
=
" Then
Z(s)
Is/s)l
and
of the elements in
Ua
~
~ 1
is a finite
d i m e n s i o n a l complex r e d u c t i v e ~
G(K)
or the affine
of the centralizers
Ip<s)l
such t h a t
g e n e r a t e d by t h e subgroups
13. Let
i
section
the ordinary
~a& ~
an_d_d Z ( s )
~(s)
> ct
one can i n v e s t i g a t e
elements
= ua ( a ( s ) c )
, by composing
>¢t
with a fixed
-1
Z(s)
and s u b r o o t system o f
group w i t h
r o o t system
a E ~ (s).
which a r e c o n J u g a t e / n t o a f i x e d
~ = T ~ U. From & r e f i n e m e n t o f t h e o r d i n a r y
or affine
d e c o m p o s i t i o n one deduces:
Proposition 1: s
and
s'
Let
s,s'
be e l e m e n t s
in ~
a r e c o n j u g a t e by an e l e m e n t i n
As a c o r o l l a r y
of
c o n j u g a t e under
N.
we o b t a i n a s e t - t h e o r e t i c
map
~.
Then
Bruhat
297
"G
(here
T/~
way. An e l e m e n t of
b
onto
g ~ G
~ . Then ~ ( g )
}p(s)l
defined uniquely
is the class of quotient
= 1 . Now l e t
G
the fundamental irreducible Xi
quotient!)
i s c o n j u g a t e t o some
To form an a n a l y t i c with
G
is the set-theoretic ~0
>{/d
~0
:
~/~
b ~. s
s
be t h e p r o j e c t i o n
i n T/W.
we have t o d e l e t e t h e p o i n t s
be s i m p l e and
representations
we d e n o t e t h e f o r m a l c h a r a c t e r
Let
in the following
of
~i of
~
on
: ~ ' ~>GL(V.),I
sE~
i = 0 .....
r
~
introduced i n s e c t i o n 10. By
V.
g i v e n by t h e Kac-Weyl char&c
1
ter
formula [ 7 ,.
Let
PROposition 2:
~>1:
=
{s (~
The c h a r a c t e r s X.
are
i
> 1 " The map to
(X (s)
--
0
xe~
T X/W
• •
~ r+i
X (s))
~
, I x l > 1,
>
w-invariant
1 t .
holomorphic functions
on
- -
sending the
i s an a n a l y t i c
r
'
I Ip(s)~
with the possible
F-orbit
o f an e l e m e n t
i s o m o r p h i s m onto ~ r + l \
exception
of a discrete
s ~ TX
{0} for all subset o f
_0_
bounded from a b o v e .
-0 G
Let
>1
=
tg
~
tO
I
I p(g) I >
1
}
. The map ~ : --0 G > I - - - ~ T -- > 1/~ m a y b e
composed w i t h t h e m o r p h i s m
~ > 1 / ~ ---> -0_ x ¢ r + 1 ,
(s mode)
, . . .,~Ar(S)),
I
> (p(s),~o(S)
~o X : G If
g 6_ "~0> 1
pi(g)
may be c o n s i d e r e d
coincide If
extension
> _CLx ¢
>1
maps t o a o o n v e r g e n t power s e r i e s
to the hermitian will
a s an o p e r a t o r
product introduced
with the analytic
G = G1 x
. . . × Gk
central
of trace
as i s t h e case f o r
simple
will G.
map
G(¢((JC))) :~Q. t h e n
class
on
V.z
with respect = X.(T (g)) 1
of pi(g). with
of the product Accordingly
g i v e n by p r o d u c t s o f f u n d a m e n t a l c h a r a c t e r s These c h a r a c t e r s
in
1
is s e m i e i m p l e
torus.
trace
r+l
by G a r l a n d [ 4 1. Then X . ( g )
trace
"G i s o n l y a q u o t i e n t
(k-1)-dimensional
conditions.
to give the algebraic
simple
factors
"G1 x , , , x ~ k
G.z t h e
by a
fundamental characters
o f t h e ~ .z s a t i s f y i n g i n g e n e r a l not be a l g e b r a i c a l l y
of
~
are
certain independent
298
14. Let Z(s)
s ~-? , Ip(s)l
of
s
in
~
Let
d i m e n s i o n a l r e d u c t i v e group. We denote i t s
Uni(s),
Theorem 1: The f i b r e Z(s) x Uni(s).
The f i b r e
which a r e a l l
1. We know from s e c t i o n 12 t h a t t h e c e n t r a l i z e r
is a finite
u n i p o t e n t v a r J e y by
Corollary:
>
-l(~(s))
is
---~-l(~(s))
of finite
G - i s o m o r p h i c t o t h e associa.t.ed__bu_ndle
contains only finitely
many c o n j u g a c y c l a s s e s
~-codimension.
~ > 1
> 1"
Then t h e r e i s a commutative diagram ~0
)
G >1 "C
T
>I
d e f i n e d i n t h e same way as i n s e c t i o n 5.
Theorem 2:
The diagram above i s a s i m u l t a n e o u s r e s o l u t i o n
for
"~.
The p r o o f o f t h e s e theorems i s a n a l o g o u s t o t h e p r o o f i n t h e c l a s s i c a l case ( c f .
[ 21 ] ) ,
the crucial
form f o r elements i n
starting
p o i n t b e i n g a t h e o r y o f Jordan normal
~0
G .
IV. Conclusion.
15.
Combining t h e d e s c r i p t i o n s
of a simply elliptic
singularity
t h e c o r r e s p o n d i n g group
xf
:
= @-1(Vf).
~
of the semiuniversal deformation and t h e f i b r e s
~o > 1 .... T o f T~G
we o b t a i n t h e f o l l o w i n g
result.
Let
@ : X --~V
i/~
for
299
Theorem:
For simply e l l i p t i c
identification hood
Xf(x)
singularities
Vf ~ ~ > I / ~ of
x
o f degree
such t h a t f o r a l l
and an i n c l u s i o n
Xf(x)
d ~ 6
x 6 Xf
there is a neighbor-
~0
~
t h e r e i s an
> G > 1
making the
following diagram commute. x
D
xf
V
)
Vf
D
xf (x) C
~o> I
~ >i/~
A s i m i l a r statement holds f o r degree 7 and 8. I f group
~
Killing
i s the c e n t r a l e x t e n s i o n o f form
4
GL2(K)
d e f i n e d by the "unusual"
mentioned i n s e c t i o n 8. I f
components
VI
and
V2
ponding t o
VI
i s the c e n t r a l e x t e n s i o n o f
d = 8
t h e r e are two
i n the s e m i u n i v e r s a l d e f o r m a t i o n . The group corres__
form (8) on 7Z = X.(Gm) central extension of
d = 7 the corresponding
Gm(K) d e f i n e d by the K i l l i n g
and the group corresponding t o
SL2(K)
V2
i s the o r d i n a r y
d e f i n e d i n s e c t i o n 10.
The theorem above leaves open an i m p o r t a n t problem. How can one r e a l i z e the whole s e m i u n i v e r s a l d e f o r m a t i o n , not o n l y a p a r t o f i t , tic
way. In p a r t i c u l a r
elliptic
singularity
this
i n a group theore
r a i s e s the q u e s t i o n o f c o n s t r u c t i n g a simply
i n L i e group t h e o r e t i c terms. Wat i s d e s i r e d i s a ~ r t i a l ~0
G - e q u i v a r i a n t completion o f
G
which f i l l s
the hole corresponding t o the
value zero f o r the fundamental c h a r a c t e r s . One i d e a would be t o use the conjugacy c l a s s e s o f
~
i n the complement o f
~o
However, the corresponding
r e p r e s e n t a t i o n o p e r a t o r s are f a r away from being o f t r a c e c l a s s . Also the f o l l o w i n g aspects should be regarded. The completion may not be smooth, s i n c e , f o r example,the t o t a l it
space o f a s i n g u l a r i t y
of type
may not be unique, since the monphism ~ f o r
f o r the s i n g u l a r i t y
D5
o f degree
4
SL2
~
i s not smooth, and
r e a l i z e s a subdeformation
as w e l l as f o r a s i n g u l a r i t y
8. In a d d i t i o n , the r o o t systems a t t a c h e d t o simply e l l i p t i c form o n l y a small p a r t o f a l l attached t o simply e l l i p t i c (cf.
[ 8 ]
conserving
r o o t systems. Some f u r t h e r
singularities
o f degree
singularities
r o o t systems can be
equipped w i t h a group o f symmetries
). An analogue o f the theorem above then holds f o r the d e f o r m a t i o n s symmetries. Here groups over
o f C h e v a l l e y t y p e . They w i l l
algebras [ 22 ].
~((t))
come i n t o p l a y which are not
be d e a l t w i t h i n the work on general Kac Moody
300
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Address:
preparation.
Sonderforschungsbereich
Peter Slodowy Mathematisohes I n s t i t u t
der
T h e o r e t i s c h e Mathematik
U n i v e r s i t ~ t Bonn
U n i v e r s i t ~ t Bonn
W e g e l e r s t r . 10
Beringstr. 4 5300 BONN I Federal Republic Germany
ON THE PICARD
GROUP
OF C E R T A I N
WEIGHTED
PROJECTIVE
by Joseph
Abstract.
We consider
surfaces
in w e i g h t e d
g&d(a,b)
= 1 . We
equal
to
1
a general
that
o r all Of its
IN
SPACES
of a L e f s c h e t Z
3-soaces
such
SURFACES
Steenbrink
member
projective
show
SMOOTH
of tyoe
a surface
2-cohomol@~
either
nencil
of
(l,l,a,b)
where
has
number
Picard
is a l g e b r a i c .
i. I n t r o d u c t i o n . This paper the
cone
originated X
over
hynersurface surface. The
(1,1,1,2)
section
X
of
X
that
appears
. Thus
following
the V e r o n e s e
Is it t r u e
space
f r o m the
one
surface
of d e g r e e Pic(S)
= ~
in
to be the w e i g h t e d
which
is s m o o t h method
The condition that
of Lefschetz
that our
the s i n g u l a r
as a m e m b e r
intersection, singular
locus
and
has
is at l e a s t pencil
the c l a s s i c a l
of the a m b i e n t
be a aeneral
is a type
of H o r i k a w a
3-space
determine
in w e i g h t e d
In t h i s
to b e
of the a m b i e n t
of a Lefschetz
S
, consider
naDer we
of type
the P i c a r d
nrojective investigate
snace, the
pencils.
surface
locus
3. If the c o d i m e n s i o n
two.
~6
. Let
projective
is led to the p r o b l e m :
dimension
In
?
of a general comnlete intersection
classical
~5
3. T h i s
group
of
problem.
smooth
space
4, o n e
snace
has
anply
us to a s s u m e
codimension
can consider
on a s m o o t h
methods
has
forces
the
surface
threedimensional immediately.
codimension
equal
at l e a s t
complete
If the to 3, w e m u s t
~3
consider
also
TheD~6blems
pencils one meets
singularities are
with
can b e
so c o m p l i c a t e d ,
members
too b i g that
(e.g.
they
of tyne
Our method
also
intersections branched We
annlies
of t y p e
coverings
thank Arie
and Chris
Toet
Peters
2. L e f s c h e t z Let
(l,l,a,b)
with
the o r d i n a r y
H D X
that
uninotent.
when
in s o m e
other
(2a,ma)
in
these their
This
gcd(a,b)
Morse
problems local
occurs
if w e
Picard-
in p r o j e c t i v e
= 1 .
cases,
e.g.
~(l,l,l,a,a)
complete , or certain
surfaces. the n r o b l e m ,
on threefolds
ooints Let
with
xl,...,x s ~ c ~n
isolated
Kn~rrer
. Assume
Then
singularities.
nrojective
denote
is s i n g u l a r .
and Horst
conversations.
be a threedimensional
in a n y h y p e r p l a n e . such that
such
for s t i m u l a t i n g
singular
of
interfere
for s u g g e s t i n g
pencils
X c ~n(~)
isolated
of
Points.
2) o r the s i n g u l a r i t i e s
of two s i n g u l a r i t i e s
3-space
the n u m b e r
We can d e a l w i t h
are
singular
than
take
transformations
the
more
of the P e n c i l .
Lefschetz
through
then are of two kinds:
singularities the c a s e
passing
the
X
variety
that
X
with
is not c o n t a i n e d
set o f h y ~ e r p l a n e s
consists
of
s+l
H c ~n
irreducible
comoonents: V
X
~
=
v
X0
U
...
U Xs
V
where
to
X
double
the g e n e r i c
at
a smooth
point,
i = I,...,S
and .
point
of
point ~i
is
X 0 corresponds
such
that
the
set
the
to a h v o e r D l a n e ,
intersection
ofhyperplanes
has containing
one
tangent
ordinary xi
for
304
A Lefschetz
Dencil
on
X
is a f a m i l y
of h y D e r p l a n e
sections
of
X,
v
parametrized
by
means
that
their
intersections.
For
t 6 L
Let
f: ~
L
a
line
L c
~n
is t r a n s v e r s e
let ~ L
to all
Xt = Ht D X be
which
is
transverse
~.
and does
and d e f i n e
the p r o j e c t i o n .
Then
to
~
.
not pass
This
through
~ = { (x,t) ]t6L and x6Xt}. f
has
tl,...,tr,Tl,...,T
the c r i t i c a l
values
s V
where
tl,...,t r
T.
the
are
the
intersection
points
of
L
with
X0
and
w
is
1
Let
intersection
U = L-X
image
; then
f
point
of
L
with
X.
is a
C~
fibration
1
for
over
i
U
=
1,...,s
.
, so the d i r e c t
sheaf
R2f~IU
is a local rise
system
on
U
, even
a variation
where
t 6U
this
representation,
as
Take
points
follows. from
t~
winding
Yi 6 ~l(U,t)
Taking of
giving
the p o i n t s
Zl(U,t)
~ Aut
H 2(xt,~)
.
To d e s c r i b e
Let
structures,
to a r e p r e s e n t a t i o n
P: ~l(U't)
c I.
of H o d g e
t [ , . . . , t r'
once
denote ~j
we
around the
instead
; it is c l e a r
that
class
choose near t.i
tl, . . . ,t r
and n a t h s
of the
of the ~l(U,t)
generators
ti
loop
for
nl(U,t)
, small
loons
~i
from
t
to
t i' .
-i ~iciPi
one o b t a i n s is g e n e r a t e d
elements by
~j
yl,...,yr
,
305
~l,...,8s
Lemma
•
(2.1).
conjugate
Proof.
For
all
in the
(Cf [4],
Let
q: U ~ ~ n
the
±estriction
commutative
i,j
group
the
m(Y i)
and
P(Yj)
are
p(~l(U,t))
Exo.
XVIII
_ ~
be
to
elements
U
6.6.2)
the
inclusion.
of a f i b r e
Because
bundle
f]f_l(u )
over
~n
- X
is in fact
, we h a v e
a
diagram
~i ( ~ n - ~ , t ) ~i (U,t)
Moreover
the mad
q~
suffices
to s h o w
that
P
)
is s u r j e c t i v e
Aut
(see
qm(yi )
and
is i r r e d u c i b l e ,
there
exists
connecting
with
tj
[8] and
qm(yj)
are
H2 (Xt, ~.)
[10]).
Hence
it
conjugate.
V
AS
X0
a path
~
on the
regular
locus
a path
v
¥
of
X0
the b o u n d d r y t~ 3
such
that
ti
of a t u b u l a r the
IOODS
. Hence
~eighbourhood Ci
and
we of
can c h o o s e v X r0e ~
connecting
v c . v -I are h o m o t o o i c . 3
t'i
Then
on with
one o b t a i n s
obtains
-I q,(yj)
where
q
is the h o m o t o D y
class
= g
q,(Yi)~
of the
loop
-i o.vo. 1 ]
in
~i
( ~ n - ~ , t) . QED
306
We c h o o s e
the p o i n t
t 6 U
such
that
if
~
is a h o r i z o n t a l
section
in
U
such that
6 H2(Xt,~)
algebraic
cycle
algebraic. (cf. The
This
o(t) on
X t , then
pronerty
of
it has
following
nroperty:
R2f,~
on a n e i g h b o u r h o o d
is the
cohomology
for all
excludes
the
t'
E V
at m o s t
the
class
cl&ss
a countable
V
of
t
of an o(t')
subset
is
of
U
[9]). Picard-Lefschetz
61,...,~r
formula
6 H2(Xt,~)
such
=
p (yi) (z)
here
<.,.~
Let
E
is the
be
tells
that
that
for all
of
i
f o r m on
H2(X
,9)
there
exist
z 6 H2(Xt,~)
z +6 . 1
intersection
the s u b s o a c e
us,
=
i,
. .,r
elements one has
;
H2(Xt,~)
generated
bv t h e s e
vanishing
t cycles
and
E
Recall
that
the
<~i,61.> = -2
to the h v..... nerDlane v n
g
p
so
p (yi)
H 2 (Xt,~)
subsoace
is such
formula
to
E
is the r e f l e c t i o n
orthogonal
~l-stable
subsnace,
. Then of
that
implies,
following
Let
the a c t i o n
to
6i
E
with
" Moreover
. resnect if
q,(yj)
that
= g
q,(yi)g
p(g) (~j)
, then
= ~6 i . H e n c e
the P i c a r d the
restriction
is i r r e d u c i b l e .
the
~l-Stable.
containing
-i
-X,t)
We r e c a l l
H2(Xt,~)
in
invariant
v
6 ~i(~
Lefschetz of
smallest
V the
facts
then denote
also the
assumption
7 1 (U,t)
from
[3].
If
T c H2(Xt,~)
its o r t h o g o n a l space on
comnlement
of a l g e b r a i c t
implies
cycle
that
V
is a T±
is
classes
in
is s t a b l e
under
307
Let I
X
denote
of the
subspace
restriction of
Theorem
man
~i - i n v a r i a n t
(2.2).
the points p (B i)
a resolution
Kee~ina
E
H2(X,~)
~ H2(Xt,~)
above
notations,
a r e o n a line
is u n i o o t e n t
for
Remark
case
that
and
these
act
v
Let
U'
=
for
i = l,...,r,
~l(U',t) implies U'
n _
has
E = E
the r e s t r i c t i o n
fundamental~groun
Let
the
of
nl(U,t)
unipotent
is a s e m i s i m p l e £ = {Id}
Corollary
the
image
assumptions
no t h r e e
restriction
~-module
Sunoose
of
of
. Then
theorem
are
fulfilled
is g e n e r a t e d
p (yi)
acts
p
E±
and E±
F
in t h e by
of
trivially factorizes
Xl,...,x s
only
nodes,
and
through
a r e o n a line,
plane
intersects
this
intersettion
is i s o m o r p h i c
in A u t ( E -t) . T h e n for
on
£
j = I ..... s-i
is c o m m u t a t i v e .
This
to the
is g e n e r a t e d . 9~oreover
implies
that
= I
that
of T h e o r e m
to
[53,'which
p(~j) j~±
el~ments
. Consequently
(2.3).
the
For a general
of a c u r v e w i t h
E83.
the
that
that
El
of
is a b e l ± a n .
U'
by
on
t h a t no t h r e e
grou D of
be
the
~±
fundamental F
with
v
~l(U',t)
abel±an
suppose
, ~l(U,t)
( X l U . . . U X s) . B e c a u s e
in t h e c o m p l e m e n t
hence
and
of t h e
triv~&lly
. The condition that
the i m a g e
= E s I
the c o n d i t i o n s
s = 1 , for in t h a t c a s e
yl,...,yr
Then
coincides
i = l,...,s-i
H2(Xt,~)
Proof.
X.
elements.
the
Xl,...,x s
to
of s i n g u l a r i t f e s of
all of
(2.2)
H2(X,~)
either
is a l g e b r a i c .
V = H2(X,~)
or
Then
V = I
.
under
3O8
Proof.
As
all of
is ~ l - S t a b l e
H2(X,~)
and
E
Remark.
One w o u l d
H2(X,~)
~ H2(Xt,~)
smooth
curve
H2(X,~)
Lemma Then
Proof.
is i r r e d u c i b l e ,
like
the
same
H2 (X,~)
and
H2 (X,~)
the
Z
is the
chain
H2(X,Q)
to
either
I
E c V
equals
the
. Because
or
image of
to show,
V
V c I = E±
of the man X
that
along
a
H2(X,~)
and
H2(Xt,~)
(or have
I c V
±s the b l o w i n ~ - u n
in
X
X ) is a r a t i o n a l the
same
image
in
homology
manifold
H2(Xt,~)
of m a p p i n g s
~ H 2 (X,~)
singular
manifold,
X
image
that
Consider
if
one has
X t , it is easy
SUDDOSe
homology from
in
(2.4).
H 2 (X,~)
where
to k n o w
Because
oonta±ned
have
is a l g e b r a i c ,
locus
H~(X,~)
= 0
H2(~-Z,~)
~ H 2 (X-Z,~)
of
X
~ H 2 (Xt,~)
. Because
for
k = 2,3
X
is a r a t i o n a l
so the r e s t r i c t i o n
mad
is an i s o m o r p h i s m . OED
This
lemma
applies
in p a r t i c u l a r
if
X
has
only
isolated
quotient
singularities.
3. W e i g h t e d We
first
projective
mention
For
proofs
Let
Q =
see
some
[6]
and
(q0 .... 'qn )
spaces. facts
concernin C weighted
nrojective
spaces.
[71. be a s e q u e n c e
of D o s i t i v e
intecers.
Let
S(Q)
309
denote
the
deg(zi) space
polynomial
= qi
of
Without
algebra
. Then
type loss
Q of
~(Q)
~[z0,...,Zn~
= Proj(S(Q))
~(m)
generality
denote
consider
~(Q)
u(q0 ) x ... We
are
In t h a t the with
one
may
at
~cd~a,b)
= 1
a
and
4 has
Suppose
, N =
is
H2(S,~)
th
that
nrojective
that
to
1
roots
of
in t h e if
and
of
are
~n
for
all
of u n i t y .
under
only
from
to
theorem
Picard
case
the
n = 3 if
i
.
Then
one,can
dia~onal
i. W e
group
~
is
us
, and
equal
first
1 , we
tells
Then
action
~(Q)
g c d ( q i , q j)
singularities
equal
1
but
~2
b
> 1
. The
of
are
that for
=
1
to
the
i # j of
Q =
smooth
of
only
number
that
a aeneral
surfaces
for
the
assume
in
has
(l,l,a,b)
classical
surface lower
of
degree
degree
all
. A basis
image
is
of
a cone
S(Q) b
P(Q)
in
over
embeds
the
b-fold
Veronese
.
be
the
intersection
d
in
~N
of
. Projection
is a c o v e r i n g
of d e g r e e It
b
a =
of
S
assume
equal m
quotient
(b+l) (b+2)/2
embedding
that
weighted
such
is a l g e b r a i c .
that
degree
of
different
Noether's
cohomology
S
the
number
are
Then
Let
the
which
least
~N
as
is
group
interested
case
If b o t h case.
the
singularities
qi
the
grading
× ~(qn )
mainly
isolated
is
the
.
gcd(q0,...,qi_l,qi+l~...,qn) Let
with
of
~(Q) from
~2
of
with the
dearee
a general
vertex d
_ P
, with
hyoersurface
of
the
cone
of
shows,
a ramification
curve
bd(d-l)
shown
in
[7]
that
is a l g e b r a i c
if
pg(S) and
= dim
only
if
S(Q)b(d_l)_3 Dq(S)
= 0
, and , i.e.
all
of
b(d-l)
< 3
.
310
Thus the
one
obtains
fact
that
from
S
is
Theorem
(2.2)
and
simply-connected,
Lemma that
(2.4), Pic(S)
together ~
~
with
, except
in t h e
case d=2
, b=2
, S
is a d o u b l e
a smooth to Remark
Next the
that
d =
suppose
1
a,b
points
(0,0,i,0)
under
It is
sufficient
to
An
notations affine
acts at
on
of
T 1 on
by L
(6,0)
f:
({3,0)
({,0)
Let
A
~
the
on
[
involves
only
are
at in
0 M
. We
diagram
of
[
respect
to
A
We
sketch
the
impose is
xI =
of
is
map
7 noints.
the ~3
p (B I)
along
isomorphic
tO
p2
1 . Then
maDDing
the
ramified
isomorphic
is
~
.
~(Q)
noints
is
isomorphic
(~x,~v,~az)
hull
~3 w i t h
of
then
condition
to
A
and
determines
and
the
b
= X
has
(0,0,0,i)
p(Q)
.
uninotent.
: 0
We
on [hat
the [
where
a~local
keep
a ~erm
guotient
of
function
mapping
a germ
u+v+aw}
Taylor
such
Ub
narameter
. Because
, the
x,y,z
~3/u b
divides
m + ~ +3
U m~M
in
to
. Choose
with
f(0)
monomials
the
equal
in
, images
comnosition
convex
function
S
=
pencil
by
invariant
so
gcd(a,b)
{~(u,v,w)(~31u,v,w~0,u+v+w>0 denote
~2
~2
is
quotient
of
and
of
2.
. A Lefschetz
(X,x I) ~
M =
section
S
x2
that
~. (x,y,z)
f:
Let
and
show,
uD o f
but
the
curve,
that
> 1
neighbourhood 63
blowing
xI
resp.
the
quartlc
implies
that
singular
the
covering
that
pencil,
f
is
expansion the
that
an of
exponents
the
is n o n d e g e n e r a t e
Newton with
. proof
that
the
monodromy
transformation
of
f
at
xI
311
is
unipotent.
On which
Following
ub
acts
and
Y = ]P(A)/Ub
. Then
One
that
can
f o ~
is
show is
transverse
A'Camoo's
to
the
formula
(cf.[l])
this
implies
associates
a proper
~:
variety, transform
Y
a slight
. By
characteristic
that
the local
variety
of
~3
y ~ ~3/~ b c X
strict
of
a toric
modification
mad
a toric
the
strata the
one
a Droner
ag&£n
that
for
A
is
has
is
and
to
which
one Y
reduced
[2]
that
the
of
. Let
.
div£sor
f-i (0)
monodromy
of
of f
of
in
~eneralization
polynomial
~(A)
the
Y
Of
monodromy
at
xI
is
uninotent. We
omit
be
aware,
to
a special
not
the
detailed
that
by
gcd(~,B,¥)
b
for
To
embed
d
=
all
6 IN.
the 1
plane
. The
the the
the
for
a unique
of
that
of
Namely,
exists
supported
fact
property
fulfilled.
1 there
the
Proof
above divisor
Newton
compact
positive
integer
+
Bv
special
of
diagram
every
~u
statements.
+ yw
f
o ~
A
, which
face
a
m(a)
= re(a)
However is
of
, such
with
property
of
A
is
space
use
a basis
reduced in A
is
of
If
in S
a pro,jective is
a general
pg(S)
b2(S)
= 9
Question:
is
a is
6 IN
m(a)
and
divides
a X
pg(S)
due
codimension
we
hypernlane
section
of
S(Q)ab d
of
X
, one
and
b
= 3
has
formula
so
should
general
that
~,~,¥
that
one
= 0
if
a~d
only
= dim
ff
d =
S(Q)abd_a_b_
1 , a =
2
2
. give
a direct
geometric
description
of
S
. Then
for the
some
312
We
end
Let ~3
with
an
example
X = ~(1,7,5,11) =
for
(0,0,0,1) the
have of and which
is
not
is has
p(B 3)
do.
consider
We
d 6 ~ If
the
, i =
convex
X
of
, x2 =
Newton 1,2,3
mentioned hull
points
(0,0,i,0)
diagram, . Then
the
diagrams
but
of
vertices
the
=
and
constructed
above,
4u+6v+9w
plane
occur.
A3
22
has
as A1
not.
and The
(1,3,0) , so
above
,
m(o)
A2
face
(4,1,0) =
22
ii
t±ivially
on
E±
as
embedded
in
where
on
a lin~
evezM
x3
One
here, ~n
by
because
p(6 I)
a basis
of
and
S(Q)385d
p (~2) ,
.
contain
hyperolanes
Hence
the
supporting
acts
Xl,X2,X 3
would
the
a divisor
Still
xi
singular
(0,i,0,0)
be
property
A3which (1,0,2)
Ai
point
special
three
, xI =
. Let
singular
the
where
we
can
obtains
corresponding
apply
Theorem
kvDernlane
containinq
a contradiction to
(2.2)
55d zI
the
forms
to
~(1,7,5,11)
to
this
77d , z2 .
xI
and
considering and
35d z3
x2
313
REFERENCES [i] N. A'Camno,
La fonction
Helv. [2] V.I.
Danilov,
50,
233-248
Newton
[4] P. D e l i g n e
Th6orie
analysis de Hodge
& N. Katz,
SD±inger
and v a n i s h i n g
and its amol. II.
Grouoes
alg@brique.
Publ.
de m o n o d r o m i &
SGA 7 II. Lecture
[6] C. Delorme,
Esnaces
anisotroDes.
[8] H.A.
103,
203-223
Ann.
Un th6or@me Sc.
Equivalence
Vol.
On the
ENS 6,
relations
Geometry,
Arcata
XXIX,
Soc. Math.
55,
Mimeographed
de Zariski
317-366
1974.
du type de
Proc.
cycles. AMS
In:
Sym m.
(1975).
orouD of a n - a l g e b r a i c
255-260
notes.
(1973).
on a l g e b r a i c
129-164
fundamental
J. of Math.
1979'80.
(1975).
1975/1976.
Pure Math.
Amer.
(1971)
340,
Bourbaki
Bull.
State U n i v e r s i t y
H a m m ~ L~ Dung Trang,
van Kampen,
in Math.
Sem.
varieties.
Algebraic
E.R.
5-57
en g~om~trie
projective
Lefschetz.
i0
Drojectifs
Weighted
[9] R. Hartshorne,
(1979).
1973. conjecture,
Moscow
32-47
IHES 40,
Notes
Proof of Zariski's
[7] I. Dolgachev,
Math.
cohomology.
13,
Math.
[5] P- Deligne,
France
Comment.
(1975).
polyhedron
Functional [3] P. Deligne,
z@ta d'une monodromie.
curve.
(1933).
M a t h e m a t i s c h Instituut der, R i j k s u n i v e r s ± t e i t Leiden, W a s s e n a a r s e w e g 80, 2333 AL Leiden, The Netherlands.
VAR
I ETES
MULTIPLICITES POLAIRES,
POLA
IRES
I I
SECTIONS PLANES, ET CONDITIONS DE WHITNEY
Bernard
TEISSIER
SUMMARY
To e a c h a sequence
reduced
of
equidimensional
d integers~
where
analytic
d = dim OX
algebra
OX, x ~
for
O~ k ~ d - l ,
o f X~ a s
defined
Pk(X)
b y L5 D . T .
One c a n v i s u a l i z e sentative closure
of in
singular at
x is
(X,x)
X° o f X i s
embedding.
It
is
Theorem
:
Let
of
denoted
are
i)
purely
: Pick
linear
of the
of the
by mx(Pk(X)). purely of X.
k or
general
the
multiplicity
k
at
that
EN ~ E d - k + l
p:
plX ° o f p t o empty,
linear
its
x.
a point
The
the
non-
multiplicity
projection
P o ( X ) = X. I p r o v e
d-dimensional Given
of eodimension
an e m b e d d i n g X ~ E N o f a r e p r e -
restriction
Note
j
variety
projection
of codimension
choice
subspace
e~uivalent
The p a i r
ii)
a general
polar
and m denotes x
follows
X be a r e d u c e d
and Y a non-singular ditions
as
locus
the
local
and myself~
critical
independent
a general
Pk(X)
and take
X of the
part
is
associate
~X
MX, x = { m x ( X ) , m x ( P l ( X ) ) , . . . , m x ( P d _ l ( X ) ) where
one can
p and of the here
complex-analytic O C Y, t h e
the space~
following
con-
:
(X°,Y)
satisfies
The map f r o m Y t_oo ~ d
the
given
Whitney
by Y~ Mx,y
conditions
at
.i.s c o n s t a n t
O. in
a neighbourhood
of O in Y . Equivalently, only
if
along
one o f t h e
Y at
the
following
surface
projection
general
not
local
satisfy
polar
the
Whitney
varieties
Pk(X)
shows the
general
conditions is
not
at
0 if
and
equimultiple
O.
So t h e is
(X°~Y) d o e s
onto
picture
i n ¢3 d e f i n e d the
(x,t)-plane
already
b y y2 - x 3 - t 2 x 2 = O, Y i s :
the
curve
defined
the
phenomenon : here t-axis,
X
and p i s
by x + t 2 = O, y = O i s
the a
315
general not (see
polar
satisfy Chap.
curve the
for
Whitney
X,
it
is
not
conditions
equimultiple
at
O, w h i c h
along is
Y so
obvious
(X°~Y)
from the
does definition
III)
t
X
x
Y P
An i m p o r t a n t variant
of the
multiplicity with
germ
feature (X~x)
of the which
c a n be c o m p u t e d
X of a general
sequence
can be computed
by counting
(N-d)-plane
MX~x i s
the
i n ~N n e a r
that
it
is
topologically,
number
x (see
of points
Chap.
an analytic just
like
inthe
of intersection
IV a n d V I ) .
316
C O N T E N U
Cbapitre
O -
INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
318
Chapitre
I
DEPENDANCE I N T E G R A L E SUR LES IDEAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
324
-
§ O.
Introduction
§ 1.
Crit~res
§ 2.
Un exemple
: les id@aux
§ 3.
D6pendance
int&grale
§ 4.
ClOture
§ 5.
Le principe
§ 6.
Saturation
Chapi%re
II
-
de
......................................................
324
d6pendance
325
int@grale
int@grale
................................
engendr~s
par
des mon~mes .............
336
de ~ o j a s i e w i c z ..............
338
et m u l t i p l i c i t @ s ....................
339
et in6galit@s
d'id@aux
de s p @ c i a l i s a t i o n
de la d@pendance
int@grale ......
lipschitzienne ........................................
IDEAL JACOBIEN,
343 349
M O D I F I C A T I O N DE NASR E T T H E O R E M E DE B E R T I N I
IDEALISTE ...............................................................
362
§ O.
Introduction
362
§ 1.
Id6al
§ 2.
Th@oreme
§ 3.
Id@al
§ 4.
Espace
Chapitre
IIl-
......................................................
jacobien de
relatif
Bertini
3acobien
........................................... id@aliste
362
..................................
371
et t r a n s v e r s a l i t 6 ................................
conormal
d'un espace
STRATIFICATIONS
analytique
plong@ ..................
...............................................
§ O.
Introduction
§ 1.
Conditions
d'incidence
§ 2.
Conditions
de
§
3.
Stratifications
d@finies
§ 4.
Stratifications
et
§ 5.
Stratifications,
382
...........................................
383
Whitney ............................................
transversalit6
transversalit6
des
conditions
387
num@riques..
......
............................... et
6clatements
378
382
......................................................
par
377
.................
401 402 411
317
Chapitre
IV - V A R I E T E S
POLAIRES..
§ O.
Introduction**
§ l.
D~finitions
§ 2.
Exemples
§ 3.
Multiplicit@s
§ 4.
Vari@t@s
§ 5.
Transversalit@
§ 6.
Mini-formulaire
Chapitre
V -
...........................................
........................ des
vari~t@s
,.o,.,
polaires
416
........
. ............
..............................
417
......................................................... des
vari@t~s
polaires
et des
polaires conormal
vari@t@s
polaires..
pour
les
LE THEOREME P R I N C I P A L
vari@t@s
423
............................
espace
416
425
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
polaires
....................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
431 433 450
454
§ O.
Introduction
§ 1.
La d@monstration
.................................................
454
§ 2.
Version
.................................................
470
Chapitre
VI
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
relative
454
- CONSEQUENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
474
§ O.
Introduction
474
§ 1.
Exemples
.........................................................
474
§ 2.
R@ponse
a une
476
§ 3.
La stratification
§ 4.
La r@ciproque
§ 5.
Rapport
§ 6.
Sur
avec
....................................................
question
de Zariski
de Whitney du t h ~ o r e m e le
cas
l'@quisingularit~
des
..............................
canonique
de
Thom-Mather
hypersurfaces
~ la
d'un
Zariski..
4~ 4~
espace
analytique
......................
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
..........................
478 480 484 484
318
I N TR
0 D O C T I ON
§ 1. "Tu n'es qu'un mortel, aussi ton esprit doit-il nourrir deux pens4es ~ la lois.
"
Ba cch yl i de
Tout
ce texte
est
la
r@alisation
[Te
l].
Rappelons
comprendre
le
analytique, A)
est
consacr@
de l a
pattie
entre
sa
structure
et
la
OX, x p u r e m e n t
(une multiplicit@
de X e t
un point
non-singulier
Le c o u p l e
Remarque
:
(pour
d6finition
une
impliqu6es d'autre
part
4.3.1).
Elles Mather
des
Y~Mx,y (X°,Y)
ont
conditions
[Ma],
6t6
d'un
ensemble
qui
cons~cutif
d'un
des
O E ¥,
on a i r
est
constante
de W h i t n e y voir
que, d,
effort
pour
alg@brique
r6sultats par et
sur
conditions
des
ou
III,
Whitney
entre
dans
Y
de O. au v o i s i n a g e
O.
diffbrentielles qui
d'une
Chap.
topologique [W] e t [H 3 1 .
ana-
:
de W h i t n e y
(cf.
discret
analytique
Y au v o i s i n a g e
2.2.1)),
[H 1 ] ,
ensemble
comple
doun@s un espace
conditions
de t r i v i a l i t ~
Hironaka
analytique
un sous-espace
@quivalence
sont
(Chap.
brant
alg6bro-gbom6triques
introduites
~ojasiewicz
fa£on
les
algSbre
@ l ~ m e n t MX~ x d ' u n
de d i m e n s i o n
satisfait
precise,
impliquent
r@sultat,
du p r o g r a m m e
~ cbaque
dun
de t e l l e
purement
Les conditions
par
alg@brique
de d i m e n s i o n
r@duit
ii)
seul
~ l'int@rieur
: Associer
g@n@ralis~e)
L'application
d'un
topologique.
complexe
i)
s'inscrit
structure
lytique
[Th],
qui
[ ~ _ ~ [ ~ 1 ~ 2 ~
xe r~duite
d@monstration
alg~bro-g~om@trique
ce programme,
lien
a la
part
III,
sont
2.5.1)
(Chapitre
6tudi6es
par
et VI e
Thom
319
~£}~£_}2P2}2g~9~£ :
~)
topologie
de
l'ensemble
Les r6sultats ou X e s t le
r~le
x et
analytique
de [ T e
une hypersurface
de M i l n o r
Chapitre
YI,
et
Mx
dont
, pour
~x
le
lieu
x ~ Y, b r a n t
sup6rieure
ou 6 g a l e
a la
pour
des
du r 6 s u l t a t
tenu
sur
cas
¥ est par
dimension
la
le
suite
~
de ~ d + l
des
passant
par
de Y.
de ce t r a v a i l ,
partie
particulier
non-singulier~
la
g6n6raux
principal
renseignements
de l a
de x.
singulier
des plans
pr6cis
de HX,x en t e r m e s
ce p r o g r a m m e d a n s
de X p a r
Pour un 6nonc6 V,
r6alisaient
des sections
de c o d i m e n s i o n
Chapitre
1]
interpr6tation
X au v o i s i n a g e
de ~ d + l
de l a m u l t i p l i c i t 6
nombres
Donner une
voir
topologique,
le
voir
le
§ 4.
§2. Cette vari~t~s
g~n~ralisation
polaires
(X~O) ~ ( ~ N , o ) ~
locales
r~duit
ment une vari~t~
et
repr~sentant
tion
lin~aire
g~n~rale.
critique
de l a
La m u l t i p l i c i t ~
O~k~
d ~ p e n d en f a i r Par celle
l~aide techniques de lier
la
1],
la
restriction
de r ~ s u l t a t s
locales
techniques
qu'il
stratifi~,
des r~sultats
est
des
analytfque in~ormelle-
k de X comme c e c i une
l'adh~rence
:
projecdans X
non-singuliere
X° de X.
[mo(Pk(X,O) ; Ogk~d-1]C ~d
g~n~rales
de r o u t e s
cette
suite
les
codimen-
d~entiers
ne
OX~ O .
substantiellement
raisonner
par
On p e u t
s'agit
si
des
plus
simple
r~currence
sur
d'ailleurs
r~sumer
du d ~ b u t
en o u t r e
des adherences
[L~-Te]
d~crire
p : ~N~¢d-k+l
suite
sin~uliers,
muni
soit
IY q u e
analytique
peut
On p e u t
partie
polaires
au C h a p i t r e
des es~aces
g6n~rales sont
la
de t r a n s v e r s a l i t ~ .
e m p l o y ~ s en d i s a n t
comme e n s e m b l e
est
est
d •
Pk(X,O)
de p a l a
d~monstration lion
et
polaire
dans
a un germe d ' e s p a c e
de c o d i m e n s i o n
(X,O),
cSerch6e
ltalg~bre
puisque
transversalit~
polaires tats
q u e de
ailleurs
de [ T e
g~n~rale
Une v a r i ~ t ~
On m o n t r e
l'introduction
de d i m e n s i o n
en O d e s v a r i ~ t ~ s d-1.
par
associ~es
du g e r m e
g~n~ralis~e
des multiplicit~s k,
purement locale
XCC Nun
sions
g~n~rales
polaire
Soit
du l i e u
a ~t~ permise
d'une
th~orie
que
d i m X - dim ¥ les
syst~matique
l ~ o n c o m p r e n d un e s p a c e
en c h e q u e strates.
de t r a n s v e r s a l i t ~
point
moyens
singu-
des vari~t~s
Les principaux : transverdalit~
r~sultd~une
320
vari6t6 (cf.
polaire
Chap.
locale
IV)
(Chap.
posera
pour
souple
et
sous
de cN g 6 n 6 r a l e
en O d ' e s p a c e s
cipal
au n o y a u
transversalit6,
non-singuli~re limites
g6n6rale
V) p a r a ~ t r a parler
celles
h X° ,
d'ailleurs
et
sans
qui
etc.
aussi
d'une
contiennent
plus
vid6
~ la
d6finir
hypersurface
Y ~ routes
La d 6 m o n s t r a t i o n
d'espaces
doute
servant
conditions,
beaucoup
de t r a n s v e r s a l i t 6
puissant,
projection
certaines
parmi
tangents
de l a
simple
du t b 6 o r ~ m e p r i n -
le
singuliers
les
jour
d'un
de g 6 o m b t r i e ,
oh l ' o n
langage
que
la
disaussi
topologie
alg6brique.
§ 3.
"Si le langage ~tait parfait,
l'hon~e cesserait de penser." Paul Val4ry
Provenant suit
d'un
un i t i n 6 r a i r e
De p l u s
je
cours,
que
me s u i s
il
,
me s e m b l e
rant
le
possible,
: d'une
ractbristique r~daction
z6ro
que
et
tr~s
puisse
transversalit~
des
patrols
deux extremes
sous-analytique
et
la
de t o u r i s t i q u e . d'un
part,
d~montrant
langage
des espaces Par
ailleurs~
r~daction,
entre
algbbrique,
d'autre
r~elle
mais
p e u commode.
de d ~ f o r m e r
compietement clos,
quaiifier
de l a
intbressant,
aig~briquement
au b u t ~
rudiments
~tant
en c h a c u n
droit
premiers
de p a r l e r
une r~daction
en g ~ o m ~ t r i e
l'on
les
gbom~trique
globale,
part
ne v a p a s
de c r 6 e r
permettant
langage
sa structure
trouve
j'aimerais
efforc~
alg~bro-g~om~trique singuliers
ce t e x t e
en r e s p e c
lesquels sur
elle
un c o r p s
mutatis
se
de c a -
mutandis,
un a n a l o g u e
une
du t h ~ o r e -
me p r i n c i p a l .
§ 4. Les principales de
(Chap.
condition pour tique
III,
sources
2.3.1)
qui
d'apres
d'6quidimensionnalit6
impliquer
les
d'invariants
conditions de l a
de ce
des
travail une
id6e
fibres
sont
d'une
de I t i r o n a k a d'un
certain
de W h i t n e y ~ e t d ' a u t r e
g6om6trie
d'un
espace
part
part
la
permet
construction d'6noncer
une
morphisme suffisante la
X au v o i s i n a g e
recherche
syst6ma-
d'un
x
point
321
dam,; l a par
et
la
x ou u n p e u ~ c ~ t 6 ,
faite et
g6om6trie
par
(:hap. la
la VI,
foi
4.2).
et
les
sur
ailleurs~
prouvb
que
sur
chaque
strate
ont
J.P.
pour
([L$-Te~)
la
chaque
comme l ' e s t
met p a s
de t i r e r
conditions a priori c15
du C h a p i t r e
Henry
(cf.
]ocale
Eu (X) x
de W h i t n e y
des vari~t6s
la multiplicit6 la
preuve
un r ~ s u l t a t
de
la
seule
6.1.1
beaucoup
de c o n t o u r topologi-
assez
concernant
les
de X. P u i s q u e
10.2) constante
L~ D . T .
I1
et
que
par
constante
Hironaka
sur
[H 1] .
de [ B - S ]
ne p e r -
(X°~Y) s a t i s f a i t
fautpourutiliser
sugg~r6
surfaces
de X e s t
topologique
hypothese
O~ Y .
m'a 6t6
Corollaire
de M a c P h e r s o n e s t
d'apres
une m6thode utilisant
Y~ Lemme q u i
[B-HI)
dolt
de n a t u r e
([B-S]~
polaires
de X
que
faible
IV,
d-1 k Eu (X) = Z ( - 1 ) mx(Pk(X,x)) ~ la x k=O
cependant
plus
(Chap.
des m~thodes
informations
Schwartz
formule
de ! ~ h i t n e y en u n p o i n t bien
des
pr6cis6ment
elle-mSme
l'utilitb
M.H.
stratification
des multiplicit6s
11 J ' a u t r e m a r q u e r
et
d'Euler
somme a l t e r n 6 e strate~
obtenir
Brasselet
d'une
en
est
montrent
polaires
de X p a s s a n t
singularit~s.
l'obstruction
prouv6
Zariski
g6n6rales
La j o n c t i o n
comme l e
des vari6t6s
de Thom e t
les
planes
dimensions.
polaires
th6orie
de d i s c r i m i n a n t
ont
l'auteur
de r o u t e s
Cette
alg~brique Par
des sections
des vari6t6s
communicative
apparent queet
th6orie
topologie
cette
les
hypotb~se
de l ' a l g ~ b r e ~
comme l e
Lemme-
un r 6 s u l t a t
de B r i a n g o n
et
dans ~3.
§5. Ce t e x t e
est
la
r~daction~
donn~ ~ l 'U n i v e r s i d a d
Complutense
courte
note
Je
invJt~
a donner
( [ Te 5 ] ) .
par~;iculi~rement notes
d'une
tinentes f~rence
ce c o u r s ~
sur
le
pattie
contenu.
de La R a b i d a ~
chaleureux
et
l'~quipe
efficace
ou j ' a i
le
vivante
hlonso-Garcia
du c o u r s e t Je
pour
de M a d r i d
veu~ remercier
Maria-Emilia
grande
fiddle
ont
veux aussi pr~sent~
que tous
les
les
grandes
lignes,
en S e p t e m b r e Professeur
fair
remercier
Ignacio
d~veloppant
hbellanas
de m ' a v o i r
des
ont
ont
une
et
r~dig~ les
observations
organisateurs
un r ~ s u m ~ d e s r 6 s u l t a t s ~
participants
auditeurs~
Luengo qui
de n o m b r e u s e s les
cours
1980~
e£ s y m p a t h i q u e et
d'un
de pour
pu a p p r ~ c i e r .
per-
la Conl'accueil
Pendant
la
322
r6daction j'ai J.P.G.
s
b 6 n 6 f i c i 6 des c o n s e i l s ~ c l a i r 6 s de L~ Dung Trang, Michel Merle,
Henry e t C. Sahbah. En p a r t i c u l i e r j e s u i s i r e s r e c o n n a i s s a n t a Merle
e t Henry d ' a v o i r t i t 6
l a t h 6 o r i e d'une o r n i e r e en dbcouvrant q u ' i l
fallait
r e m p l a c e r l a m o d i f i c a t i o n de Nash par l e morphisme conormal dans l a d6monstrafinn. Marie-Jo L6cuyer a a s s u r 6 l a frappe avec sa comp6tence e t son a m a b i l i t 6 coutumieres, e t a L'6nonc6 e t
r 6 a l i s 6 l e s d e s s i n s avec t a l e n t e t i m a g i n a t i o n . l e s i d 6 e s p r i n c i p a l e s de l a preuve s o n t n6s au c o u r s de
s 6 j o u r s a ] a Fondation des T r e i l l e s en 1979-80, e t l a r ~ d a c t i o n f i n a l e y a bt6 f a i t e .
l a p l u s grande p a t t i e de
Je r e m e r c i e Annette Gruner-Schlumberger
d ' a v o i r crY6 un l i e u de t r a v a i l a u s s i e x c e p t i o n n e l .
323
QUELQUES CONVENTIONS
1)
On s e
pr6sentant sens
de
2)
permettra "assez
"assez
Etant
notera
donn6s
souvent
I
5)
Etant
est
donn6s
(~ ( X - f - l ( F ) ) .
f-l(s)
est
X~Y
strictement
de
ferm6
des
sup6rieure
points
f appara~t
dans
un
diagramme
un 6 c l a t e m e n t
Le m o r p h i s m e f est
(Ceci
appel6
est Dans
strict
f' : X~S o
de
dans
cas
de X p a r
FcS
o
× S S o
ou f
e •
le o
est
l'espace
transform6
utilis~ le
et
strict Chapitre
est
Le
I
de O¥ on
d'anneaux par
rare
transform6
dans
dimS
P : A,B
et
un
P(I).
analytique
dans
canonique
FcS
et
strict
un
de H p a r
X de
trois
(cf.
cas
: celui
dimension Chap.
le
r6sultat
IV,
5.4.2)
ouf
de
III,
§ 5)~
6rant et
la
alors
enfin
celui
:
S
ou e e s t
d'id6aux
s E S o~ l a
~ dimX-
un morphisme).
l'homomorphisme
n (X- f-l(F)) de c e c i
un r e -
contexte.
faisceau
on a p p e l l e r a
servirons
X
par
un
f-l(H)
explicitement
de B e n g e n d r 6
X~S,
l'ensemble
le
un h o m o m o r p h i s m e
f e r m ~ H de St
est
un
B l'id6al
l'adh~rence
FcS
d'apr~s et
dire
de m~me p o u r
de OX i m a g e
f:
Nous n o u s
(et
le
ou f e s t un p l o n g e m e n t f e r m ~ e t F r a r e d a n s X, ^ H(~X e t a p p e l 6 i n t e r s e c t i o n stricte~ (cf. Chap.
not~ ou
un m o r p h i s m e
.~ F)
(X~O)
donn6s
I B ou I .
sans
clair
f:
6rant
analytique
et
celui
toujours
un morphisme
De m~me,
surjectif
fibre
sera
germe
I ~ x ou I ° OX l ' i d 6 a l
(relativement
f-l(H)
de c o n s i d 6 r e r
IT X d ' u n
de A~ on n o t e r a
sous-ensemble f
petit
petit"
f I ~ f O¥=(}X. id6al
souvent
ET NOTATIONS
",,X
e
l
)
S
ltensemble X transform6 de
f
o
o
par
o
exceptionnel strict
de
l'~clatement.
de S p a r
f
dans
S i nduSt
e •
V).
un p l o n g e m e n t
ferm6~
on p a r l e r a
du t r a n s f o r m 6
324
C H A P I T R E
I
DEPENDANCE INTEGRALE SUR LES IDEAUX
Introduction. espace
D a n s ce c h a p i t r e ,
analytique
d~finissant Etant
complexe r~duit
un s o u s - e s p a c e
donn~e une
de H i l b e r t ensemble de I ,
sous-jacent
a ¥,
(~)
:~-
x
d'exprimer
seulement
h s'annule
g~n~rateurs
gl~...~g
analytique
ferm~ YcX~ h sur
l'inclusion
pour
tout
I¥I,
mais
pour
tout
le
coherent que
fait
h6yI~-~
le
ou ~ - e s t
pour
point
x appartenant
suppose
th~or~me
le
X un
sur rare
que h s'annule
ce q u i
q u e de p l u s
: soient
d'id~aux
l'on que
de d i f f ~ r e n t e s
d'un
suivante
on s a l t
x 6 X, e t
p de I au v o i s i n a g e
~ C Sup(Igj(x)[)
X,
alg~briquement
algbbriquement sur
situation
I un f a i s c e a u
par x
la
et
holomorphe
d'exprimer
possibilit~
Ih(x)l
fonction
permet
v~rifiant
on ~ t u d i e
X, d a n s X.
des z~ros
sur
IYI,
faisceau
racine
nous int~resse
iciest
fagons
fait
q u e non
d'un
systeme
tout y E Y,
le
choix
on a u n e
a un v o i s i n a g e
la
de
in~galit~
U assez
petit
J de y ,
ou CE ~ + • Voici
conditions
un e x e m p l e : soit
d a n s un o u v e r t moins aussi perplan
z
o
de n i v e a u m~me,
le
o
que
= O n'est f(O,Zl,...,z
fait
voisinage z
f(Zo,...,z
uc~d+l
vite
qu'en
d) = O u n e
que
~quation
savoir
d) = v de restriction
(O,zl, ...,z o (1 ~ i ~ d) ; c e c i
restriction
de ce t y p e
tangents
d)
] 5~zf.
X d~finie (x)[
de
complexe
tend
vers
O au
signifie
que
l'hy-
aux hypersurfaces
de f a l ' h y p e r p l a n
a l'hypersurface
o limite
feral
q u e ~~ f
I 5fSz ( x ) I ~ C Sup
pas direction
espece est
la
je
pour une hypersurface
l e s ~8zf. ( O , z l , . . . , z d) 1 pas direction limite d'espaces
La p o s s i b i l i t ~
q u e s de c e t t e
des applications
• Supposons
de O l ' i n 6 g a l i t 6
= 0 ne s o i t
singuliers.
typique
par
z ° = O. E t f = O~ on a i t
( x 6 X) ~ q u i v a u t
de au
~ ce q u e
i>O d ' h y p e r p l a n s t a n g e n t s a X en s e s p o i n t s n o n -
d ' e x p r i m e r a l g 6 b r i q u e m e n t des c o n d i t i o n s g 6 o m 6 t r i -
un bon o u t i l
p e r m e t t a n t en p a r t i c u l i e r
d'6noncer al-
325
briquement, Le
et
dessin
de
d6montrer,
suivant
aidera
des
r6sultats
peut-~tre
le
de
transversalit6
lecteur
fins.
:
f-v=O
~zQ=O
Les
ingr6dients
malisation
en
inexistantes born6e
est
sur
un
que
l'aspect
utile
au
ce
ne
entier
analytique espace
chapitre
Crit~res
V~
de
I
la
si
il
la
clSture
le
6clatements
th6oreme
fonction
donn6e
Soit
l'observation
des
m6romorphe
et
de
la
nor-
singularit6s et
localement
le fait
h est
insist~
au
application
du c o n c e p t
de
qui
§ 3
nous
fonction
sera
m6romor-
la
d'un
anneau
relation
+ ...
de
d6pendance
+ ak = 0
d6pendance
A ; un
avec
~16ment
h de A est
int6grale
de
la
dit forme
ai C I i •
int6grale
sur
les
anneaux
seulement
si
l'516ment
des
616ments
au
moyen
de
: entier
sous-anneau (cf.
j'ai
§ 6.
id6al uue
a
suite, Une
alg6brique
au
I un
rameuer
la
int6grale.
satisfait
suivante
l'616ment sur
se
pour
int6grale.
traduction
d6pendance :
On p e u t
Le
des
et
toute
n6cessaire
h k + a I hk-]
entier
complexe
normal~
pas
de
est
D6finition sur
soit
num6rique
lipschitzienne,
1.1
l'existence
holomorphe.
sur
§ 1.
essentiellement
g6om6trie :
Bien
phe
sont
[Bbk
sur P(I)=
I
si
Z Ii i~O 1] I § ~ . 1 ) q u e
et Ti
h • T6 A[T]
est
de A[T].
]'ensemble
de A[T]
entiers
326
sur
P(I)
est
entiers grale de
Iest
cir.)
I.
le
:
plus
l'inclusion
implique
id&al
de A ~ c e t
id&al
Si ~= I,
on d i r a
que ~ est
Remar~ues donc
de A ~ T ~
un
l'id&al
(Loc.
est a
sur de
1.2
un s o u s - a n n e a u
1)
ideal
I . J¢I
son
anneau
engendr~ tout
ideal
Preuve aussi
un ~l~ment
Puisque
I
est
principal,
A pour
l'&l&ment
La r & c i p r o q u e
de h e s t
1.3
dans
au m o i n s
Soient
cohbrent
1.3.1
ou ~ t ]
~gal
a celui
d'id~aux
sur
Proposition
1
g~n~rateurs les
h Y
A)
convergent~
de I
- -
et
y
, une
clos.
r~duit
inversible,
de O.
~ C
r&sulte
I,
et
et
et
doric on
int~gralement
I =~,
et
r~ciproquement,
int~gralement
donc~
une
puisque
relation
clos,
~E A puisque g
lisant
~ l'envers
on a h E ( 3 )
A est ce
si
et
qui
A est
si normal.
+ a k= 0 s'~crit
g est
de
clos
principal,
hk + a I hk-1 + ...
a i E A et
I~J,
c'est-a-dire
Aiors
A est
est
implique
non-diviseur
d&pendance
int&grale
normal,
donc
et
pr&c~de.
seulement
si
analytique
complexe
donn~e yC X si
il
existe
constante
une et
et
Y de X r a r e
fonction
seulement
l'ordre
si
tels
pour
ouvert que
Sup (Igi(x)l) l~i_
pour
tout
en
X.
X,
on
syst~me
de
U de y , air
•
faisceau
h sur
tout
l'on
xEU
I un
dans
holomorphe
un v o i s i n a g e CE ~ +
r~duit
:
Ih(x)l
I1
int&-
de A.
un s o u s - e s p a c e
Etant
c I - - e n un p o i n t Y
cloture
de g .
X d~finissant
:
I~J
d'ou
,
X un e s p a c e
(gl,...,gp) gi
;
en
~t]
maintenant
a l'inclusion
lequel
~ de T o t ( A ) g se v~rifie
J
(i.e.,
I
qui
& l & m e n t s de A
appel&
de A c o n t e n a n t
l'~quation
avec
des
int&gralement
clos I~
rSduit
(~)k h k-1 g + al (g) + " ' " + a k = O,
En p a r t i c u l i e r ,
t~
d~un anneau
not& ~ et
I~Tc~,
A normal
g non-diviseur
l'ensemble
clos.
id~aux
fractions),et
h k + ~l g hk-1 + "'" + ~k g k
~ I
t
de
inversible
:
de 0 : sur
par
des
sera est
int~gralement
Supposons
total
I
inclusions
. J pour
2) dans
int&gralement
On a l e s
petit
que
que
dans
l'in6~a~-
327
B) tout
Ii
existe
x E X on a i t
D6monstration
(Y)x=~-
:
c'est-~-dire
Soit
le
ce obtenu,
qui
un unique X
r6duit
Y est
d'image
Le f a i s c e a u
avec
~ des
~
~ : ~' ~X
morphe puisque dense.
d a n s OX
c o m p o s 6 de est
cohbrent
l'6clatement
puisque et
d'id6aux
normalis6
de I e t
X tel
X l'est.
de l ' i d 6 a l
de l a
~ue,
sur3ectif
car
d'id6aux
I . ~X'
engendr6
donc un faisceau
I
pour
dans
normalisation
Le m o r p h i s m e
donc
de I e s t
~ sur
"
~X
l'6clatement
rare,
sections
faisceau
~ est
c'est
de l ' e s p a -
propre
et
un morphisme
d a n s (~X' p a r
inversible
X,
ferm6
les
d'id6aux
bim6ro-
compos~s
sur
un espace
normal. Soit
hE I
Y
; on a p a r
hk + a 1 hk-1 + ...
+ ak
dance
pour
il
int~grale
existe
:
un voisinage
hypoth~se
O~ a v e c
une qui
a. E I i 1 y'
un reorS.sentant, ~uvert
U de y d a n s
implique
l'on
d~duit
montre
tout
6rant
(h o ~)x'
est
de l a
remarque
2) q u e
d'une
x' E x-l(u) pour
que
part
w' E V x , ,
d'ouverts
et
V ,, Yi
un voisinage on a i r
du g e r m e h ,
que
(I(~x,)x,
, ) NO X) e t
ouvert
Vx,
~Cx,
on p e u t
' E ~-l(v) Yi ~ '
h,
l'on
tel Sup lgi~p
recouvrir
de t e l l e
de d ~ p e n c'est-~-dire
air
cH°(U,Ox )
sur
[h o ~ ( w ' ) ]
sur3ectif,
not~
X tel
int6grale
en une relation
pour
(h o ~)x' E (I(~x,)x,
que hE H°(U,~(I(~X
poss~de
propre
entier
de d 6 p e n d a n c e
s'6tend
encore
hE H°(U,I)
Ceci
relation
favon
que
tout
pour
d'autre qu'il
tout
et
x' E ~-I(u).
Ceci
part
que tout
point
existe
Cx, E ~ ÷
tel
Ig i o ~ ( w ' ) l -
~-l(x)
x' E ~-I(u),
par
que,
Le m o r p h i s m e
un nombre
UV , D n - l ( V ) Yi
pour
fini un voisina-
ge Y de x dans U. Prenant C = SuPi Cy[ , on en d6duit bien l ' i n 6 g a l i t b lh(x)I ~ C Sup I~(x)[ pour t o u t xE V. R6ciproquement, supposons une t e l l e in6gal i t 6 v 6 r i f i b e , disons pour t o u t x' E V ; la m~me i n 6 g a l i t 6 e s t v a l a b l e pour h o ~ e t l e s g.o ~ s u r 1
et
d'apr~s
de l ' i d ~ a l tel
le
lemme de N a k a y a m a ,
IyCOX,y
q u e I(~X ,
- I ( V ) , mais la,
~W I
chaque
= (gi ° ~)w'
point
(~X'
~W v
si
nous savons que IO est inversible ~-l(v )
(gl,...,gp) y' E -l(y) (pour
est
un syst#me
poss~de
un certain
i,
de g ~ n ~ r a t e u r s
un voisinage lgi
ouvert
~ p). Dire oue
V (hO~)w,
328
est
bornSe par
l e s $ 1 ~ m e n t s de I(N~X, w, 6 q u i v a u t
m6romorphe h o ~ e s t gi
est
holomorphe,
On a donc b i e n 6 q u i v a l e n c e
i)
f
de y ' , ce q u i
b o r n S e au v o i s i n a g e
° ~
normal qu'elle
1.3.2
donc que (h o ~ ) 0 X
l a p r e u v e de l a p r o p o s i t i o n ,
il
on a n~I(~x , cn~(~X, = O X ' f a i s c e a u
s u r X, qui
est
un f a i s c e a u
coherent
d'apr~s
coh6rent
Corollaire
d'id6aux.
1
:
l'ensemble
des points
analstique
de X.
En e f f e t ,
e t CE
+
un t h ~ o r e m e d ' O k a
Le f a i s c e a u
e t donc l e f a i s c e a u
coh6rents
m~romorphes b o r n 6 e s
n~I(~x , e s t
coh6-
~ = n ~ ( I O x , ) M~X ~ i n -
d'un faisceau
coherent,
est
un
•
Etant
d o n n 6 s deux f a i s c e a u x
xE X t e l s
le faisceau
Corollaire
h ET, Y
il
faut
(resp.
analstique
(resp.
~)
ait,
=Iy ,
que J x ~ x
T+ J / ~ e s t
est
coh6rents
d'id6aux
I,
J,
l e c o m p l 6 m e n t a i r e d ' u n ferm6
coh6rent
puisque ~ l'est,
e t son s u p p o r t
le ferm6 c h e r c h 6 .
1.3.4 ait
~W ~
de r e m a r q u e r que p u i s q u e
des fonctions
de G r a u e r t ) .
l e t h 6 o r ~ m e de G r a u e r t ,
de deux s o u s - f a i s c e a u x
suffit
de Ox-mOdules d ' a p r e s
(ou l e t h 6 o r ~ m e d e s i m a g e s d i r e e t e s
est
E IOx,
p u i s q u e X' e s t
a y e (~(IO~-X,) ~ O X ) y .
I(~X , C(~X,,
1.3.3
~,W~
(gl'''''gp)~",y-X
] h ( x ) [ ~C Sup ( g i ( x ) i comme c i - d e s s u s .
Pour a c h e v e r
faisceau
signifie
entre
m
ii)
tersection
que l a f o n c t i o n
hyE Iy
iii)
rent
donc a d i r e
et
il
r~el)
valuatif
suffit ~:
~
(D,0) ~(X,y)
: OX,y~O~, 0
complexes (resp.
de d 6 p e n d a n c e i n t 6 g r a l e )
~ue p o u r t o u t
d6signe le disque unit6
en n o t a n t
anal~ti~ues
2 (Critere
(resp.
r6elles)
~
~:
(H~0) ~ ( X , y ) )
l'intervalle
: OX,y-a~,0
associ6,
P o u r que l ' o n
morphisme analyti~ue
(resp.
de ~ ( r e s p .
:
)
complexe o__~u
]-I,+I[
de ~ )
on
le morphisme d'al~ebres
l'inclusion
:
329
~°a(h)~O~e(I) " ~ 0
(resp.
mes en 0 de f o n c t i o n s v(~(h))
>-v(~(I)),
et
(~0)
~ (X'~y'))
pour
h o < et
d'id6aux
existe
(resp.
~:
(~0)
un r 6 s u l t a t quence
facile
(morphismes
sur
(¢d,o)
: si
des
coefficients
~ valeurs
valeurs
cas
1.3.5 l'~nonc6
long le
cas
des
est
sur
le
~ n'est g
unitaire
long
de r e m o n t e r ,
apres
le
long
limite
de ~ e s t g
duquel
(~0)
r~sultat
r6guliers
X')
corps
et
le
des
fait
tend
on v 6 r i f i e
(cf.
est existe
Cela
est
cons6-
[Se]~
IV-39)
de p a r a m e t r e s que t o u t e
fonc-
m6romorphes
au v o i s i n a g e
vers cet
~ (X'~y')
en y ' ,
fonctions
satisfait
que s i
en un
infinie.
de s y s t e m e s
ramification,
le
non-singulier
locaux
cri-
un f a i s c e a u
~:
de O, doric i l elle
le
existe
holomorphe
r6el)
qu'elle
duquel
pas
(resp.
est
normaux
donc ramen6 a prDuver
n'est
de
(resp.
I(~X , e s t
pas born6e
au v o i s i n a g e
le
(~'~y')~
normal
( d = dimy,
alg6brique fonction
~ (~'~y')
l'existence
P)(Ed~o)
qu'il
doric de p r o u v e r
on e s t
un h o m o m o r -
une relation
affirme
Puisque
anneaux
est
par
on u t i l i s e
suffit
ou X'
l'image
suffisante,
I1
la
que
locaux
~' : (~,0)
duquel
signifie
des ~er-
des anneaux
et
complexe
en u t i l i s a n t
(X',y')
dans
est
un espace
dans
darts ( E d ~ o )
que
+~.
le
d non born6e
de p p e r m e t
condition
normal~
analytique
une telle
pret6
sont
y' 6 n-l(y)-
un espace
de l ' 6 q u a t i o n
m6romorphe sur¢
0
~(g,O)
factorialit6
ace
finis)
la
a~
l'algebre
en 0 " .
l e m o r p h i s m e n~ q u i
point
classique
m6romorphe sur ~'
vers
(9,0)
et
que ~ o ~' = ~ o r.
de l a
sur
que
que
pour
~ (X'~y'))
et L'on se ramene
tion
que 05~ 0
un a r c
bien
d'annulation
de d ~ p e n d a n c e
h m ~ r o m o r p h e -- s u r g
il
]I) . Ceci
int~grale
I(~X , en t o u t
point~
sur
relation
(resp.
inversible
une fonction
r6elles
o__~ua i , 0 e s t
puisque
et
tels
" (~]I,O '
~videmment n6cessaire,
de p r o p r e t ~
~ (m,O)
(I)
"l'ordre
Pour montrer
valuatif
r : (~,0)
d'une
int6grale,
principaux.
tbre
est
d'anneaux
d6pendance
analstiques
ou v e s t
La c o n d i t i o n phisme
~0 ( h ) ~ O
de y ' ,
un
une fonction un a r c
analyti-
+~ en m o d u l e .
La p r o -
arc
en u n a r c
aussitSt
que
ahalyti[~1
tend
•
Remarque suivant
:
L'avatar
: soient
de c e
corollaire
A un a n n e a u
local
en a l g ~ b r e n~therien
commutative r6duit
et
est
I un i d 6 a l
330
de
A.
Pour
de
Aet
tout
anneau
contenant
A,
de
valuation
notons
Iv
Y contenu
dans
l'anneau
l'id~al
de V engendr~
Y :
(~
par
total I
~ on
de a
fractions
l'~galit~
Iv
AcV~'rot(A) (comparer
~ [Bbk 2],
On a aussi si, pour on
te,
les v a r i a n t e s
a ~(h)
E ~(I),
d'ordre
anneau
A dans
sur
anneau
birationnel
tel
que
Y
Y
si
et
morphisme
tion,
fait
et
le
en
et
que
sur
in~galit~s
a
et
surjectif
:
composant un
normal
Avec si
ideal
un anneau v(h)
avec de
Soit et
la
sur
•
A et
~
de v a l u a t i o n ouv
valuation
la
discre-
dbsigne de Y.
fermeture
A un
I~ Z inversible.
a ~ si et seulement
~ v(I)
la
Z~Spec
hE H°(X,~x
existe
soit
soit
la
Soient
int~grale
morphisme
de
propre
On a Y = H ° ( Z , I ~
donn~s
que
et
tel
que
et
z) ~ A 05
x est deux
seulement
propre
I . OZ = J . OZ ' e t
r~sulte
si
y
a
l'inclusion
dans
de
aussit~t ce
que
Proposition,
et
surjectif.
coh~rents
siil
U de
la
faisceaux
on
X et
un
h o xE I~ Z •
r~sulte dans
ci-dessus,
ouvert
n~cessaire
comme
que
) comme
voisinage
suffisante
in~galit~s
si
un
x : Z~U
condition
~tant
tel
il
U parce
I = J
Iet
surjectif
Z des
l'~galit~
I
ou V e s t ~quivalent,
fractions.
Z soit
qu'elle
En particulier, 9n
de
est
en
r~duit,
seulement
fait
localement
qui
A obtenue
3
propre
Le
ce
h appartient
z) = ~ .
Corollaire
E I
: l'~l~ment
~ : h : A-V,
,
total
~°(z,I~z) ~°(z,o
h
ou
n~th~rien
son
1.3.6
suivantes
tout h o m o m o r p h i s m e
fonction A un
§ I n ° 3).
existe I = J~
un ils
de
Proposi-
h o ~E IO Z implique qui
se
d'id~aux
redescendent
Iet
morphisme ont
la
~:
J
sur
X,
Z ~ X propre
m~me ~ c l a t e m e n t
norma-
lis~. 1.4 un ~ue
Proposition sous-espace Z soit plus
du
sous-espace •
haut).
:
rare
normal
vu
I~ Z
2
Soit
YcX et
;
I
un
soit
IO Z inversible
Soit
D=
DcZ
de
faisceau ~ : Z~X (par
coherent un
d'id~aux
morphisme
exemple
U D. l a d ~ c o m p o s i t i o n iEI 1 codimension 1, diviseur
sur
propre
et
l'~clatement en
d~finissant
surjectif normalis~
composantes
de Cartier
X,
dans
tel de
irr~ductibles Z d~fini
par
I
3al
A)
Chaque
Di c o n t i e n t
ferm~ anal~tique (D,z) = (Di,z)
rare) et
il
un ouvert
U. e n t o u t
point
1
existe
anal[tique
un syst~me
dense
z duquel
Z et
(= c o m p l ~ m e n t a i r e
Dre d sont
--
de c o o r d o n n ~ e s
locales
.d'un
non-sin~uliers,
Wl,...,w
d pour
Z
V.
en z tel que lOz, z = Wl~ ~Z
--
B) E t a n t analstique
donn~ hE H°(X,Ox),
dense
C)
avec v.1 6 ~ -{0} .
,Z
On a h
point
E I
seulement
Y
Y
si
et
on a l ' i n 6 5 a l i t ~
D~monstration
:
normal, D.
le
~tant
lieu
existe
Vi e n t o u t
D. N - l ( y ) ~ , 1
il
irr~ductible,
z duquel
1
A) e t
re
de c e
et
Z normal,
d'apr~s
d'un
ferm~ est
la
que pour
entiers
tout
soit
g'
utilis~
engendre
w. < v . , 1
clairement
I
la
1,
sont
et
comme on l e v o i t
D. N ~ - l ( y ) ~ J ~
6quivaut
que
w. ,
qui
2,
soit
constants
C) r ~ s u l t e
lieu
clairement
parce
que,
localement
que
que pour
inversible,
de - l ( y ) ,
local
de I ~ Z e n z ' ,
polaire
fonction
Or,
dire
il
ce qui
un g~n~rateur d'une
un argument
le
lieu
et I
z' E ~-l(y),
pour
1
et
de
ouvert
seulement
q u e w. > v .
m~romorphe analogue
polaire
un voisinage
D.1 fTU' s i
tout
compl~mentai-
de v~rifier
~tant
tinsi,
le
suffit
1.
U'
contient
& dire
EI--, Y
Y
comme l e m o n t r e
D QU',
aussit~t,
h
est
du C o r o l l a i r e
petit,
du f a i r
de c e q u e I O Z ~ t a n t
a l'inclusion
vide,
dans
et
1
normal,le
preuve
assez
i tel
de c e q u e Z ~ t a n t
v.
( h . ~) , g' z' ou g '
contenu
I(} z e t
aussit~t
au moins
Le p o i n t
Sur un espace
dans
indice
de c o d i m e n s i o n
de D. s o n t 1
1 ~quivaut
de c o d i m e n s i o n
chaque
que h o xE I~ Z dans un voisinage
z' E -l(y),
est
est
v~rifier
Proposition
holomorphe.
celui
ferm~ rare connexe.
pour
est
qui
pour
1
hors
Di u n o u v e r t
( h • ~ ) z . O Z , z = wlX OZ, z (w.1 ~ 0 ) .
B) r ~ s u l t e n t
1
constants
composante
1
de Z e s t les
si,
chaque
w. ~ v . .
Les points singulier
sur
tout
si tout U'
hon g, de z '
ou
z ' E D.1 e t i,
tel
que
eomme c i -
1
dessus,
le
lieu
donc que ce de - l ( y )
et
z, E n - l ( y )
'
1.4
polaire
lieu
ou e n c o r e
Remarques
rapport
entre
polaire
donc qu'il
: la
ne contient
de h ° x n'a est
aucune vide,
d'apres
la
Dans un cas Proposition
composante
Propositinn
le
crit~re
D.1 n U ' ,
au v o i s i n a g e
de c o d i m e n s i o n
c'est-~-dire
particulier,
2 et
aucun
que 1,
(h o ~)z'
que hyE~
on p e u t valuatif
voir
y
de z '
1 au voisinage
E IOZ,z,
pour
tout
•
tres
simplement
de d ~ p e n d a n c e
le
int~grale,
332
et
surtout
[Le-T
en tirer
1],
1.4.1
§ 5)
I un id6al
r~duite
une suite
OX~ x .
primaire
Supposons
r~guliere obtenu
par
, ou d = dim 0 e t
en 6clatant
l'6clatement
de I 1 d a n s
engendr~
(f'l
par
coordonn6es sation
homogenes
(pr 2 o n)
le morphisme s6quent verses
la
plat induit
courbe
part,
la
et
h EOX, x , t E V,
si
associe
il l'on la
[Te
9]
et
r6union
existe
composante
les
de g e r m e s
point
la
=
d6composition
sur
(n-l([x}
et
×
la
dense le
t E U~ q u e de p l u s
~d-1
Par
))red
que si
contrans-
qui
est
l'on
Xl(t)=
U C. , d ' u n e jEJ a chaque fonction
U Di , p o u r i{I d e n s e V = V ( h ) de ~ d - 1
de D q u e r e n c o n t r e
de
normali-
que
tout
On v o i t
Dre d=
surjeetive
la
non-singuliers,
irr6ductibles
de Z a r i s k i
l'id6al
un systeme
normalisation.
de c o u r b e s
Dre d
par
c'est-a-dire
(pr 2 o n)-i(t) est
concevoir
de Z a r i s k i
que pour
par
1 = (fl'"''fd)OX,x
g6n~raux
de ( p r 2 o n ) - l ( t ) .
1'application D.
de
fibres
en composantes
un ouvert
consid~re
point
I
est
un ouvert
analy-
param6tr6e
d6fini
d)
r6sultats
propri6t6
ensembliste
en tout
la
sur
si
simultan6e
a la
alors
de c o u r b e s
gn effet
existe
algebre
1 1 engendr6
On p e u t
X 1 de X x ~ d - 1
les
une
un ideal
ou ( T i : . . . : T
)~ i l
de t o u t
exceptionnel
part
sous-espace
~d-1
Xl(t) est
dans
famille
o.
on a n o r m a l i s a t i o n
d6composition
d'autre
section
I
X1 • P r 2
Xl(t)
sur
X comme u n e
D'apr~s
2~
~l(t).
maximal~
entier
; 1 g i g d-l)
au v o i s i n a g e
non-singulier
eonsidere
le
Ti
[Te
l'id6al
1 soit
d'une
~d-1
duquel
au d i v i s e u r
lui-mSme
X est
compos6 ~1--~ est
(Voir
~X,x Cohen-Macaulay).
munie
sur
(ef.
au-dessus
morphisme
que
1 1 dans
Ti+l - fi+l
simultan6e
u~d-1
"effectif".
pour
(c'est-~-dire
l'espace ~d-1
valuatif
:
Soit
tique
un critere
naturelle normalis6e
tel
~ : O~I de
la
que~ qui
branche
pour
a j E J C.
de
3
Xl(t)
, on a ,
(notations
de
en notant la
w.(h) a Prorosition
la valuation
l'on
pour si
a aussi,
dans
hEOX~ x donn6,
l'on
consid~re
il
pour
de h d a r t s ~C
, l'6galit6 J
2)
w
et
de l ' i m a g e
~ ( a ).
UNV(h),
l'~galit6
existe
un ouvert
t E Uh l a
courbe
=
a v (j)=
wj(I.
de Z a r i s k i Ct
contenue
OX(t)).
dense dans
Par
Uha]pd-1 X d~finie
eons6quent~ tel par
que~ l'id~al
'
333
de OX, x e n g e n d r ~ p a r (T i f i + l - T i + l f i ; 1 ~ i ~ d - l ) en r e m a r q u a n t
que ~o : i l ( t )
~C t
est
un i s o m o r p h i s m e
s i pour chaque b r a n c h e a t , j de C on a, OX, x o b t e n u e en c o m p a s a n t la valuation
naturelle,
en n o t a n t
= (TI:...:T : hC~
d) E Uh on a,
si et seulement
v 3. l a f o n c t i o n
l e s m o r p h i s m e s OX, x ~ o C t , j , O
d'ordre
-OCt,j,O--~
v
sur o~ v e s t
les inbgalit6s v.(h)
J
Le sch6ma s u i v a n t
out
aidera
peut-~tre
~ v.(I)
3
le lecteur.
D2
Ct,2
D
1
/
~
?
X l ( t ) -- C t , I U C t ~ 2 U C t , 3
Ct X
X1
a(
o
~pd-1
o
F -- ] p d - I - u
334
1.4.2
Un a v a t a r
Soient
hun
surjectif
alg6brique
anneau
local
de s c h e m a s t e l
de
la
Proposition
n~therien
et
que Z soit
normal
2 est
~: Z~Spec et
l'~nonc6
suivant
:
A un morphisme propre
I0 Z inversible.
Soit
et
Z= U V
un i
recouvrement
affine
associ6s
a IB.
les
sont
Pi~j
§ 14~ Th. Soient de
; d'apres
les
les
(B.)
le
de h a u t e u r
33)
v.
de Z~ a v e c Y.1 = S p e c Bi~ hauptidealsatz
I dans
localis~s
avec
entier
l'homomorphisme
sur
I si
et
normal
sont
Pi,j d'ordre sur
des
seulement
si
v.
Pi,j
les
LZ-S]
Ch.
Bi ~ e t
donc
anneaux
h obtenues
A ~ (B.) ~ Pi,j
Pi,j est
(cf.
l'anneau
(B.)
fonctions
soient
en
YlI~
~.
pour
23)~
[Z-S]~
de v a l u a t i o n
par
.(I)
premiers
§ 7~ Th.
(cf.
composant
induit
.(h) • v.
id6aux
ch.
VI,
discrete.
la valuation Un
~l~ment
tous
les
h ~ h
couples
(i,j).
1.4.3 ses
Gardant
corollaires
espace
d6fini
X1 l a
r~union
l'id~al ~ X
I
lihypothese
restent par
l'id~al
I soit des
normalis~
on a u n m o r p h i s m e n a t u r e l tel
que
tout
l'on
point
ait
encore
valables
rare
et
de I
~x
si
:
Sous
l'hypothese
. . . . . . . . . .
soit
morphisme
principal
et
X2 l a
des
Le c r i t ~ r e
d~pendance
o
outils
int~grale.
n : Z~X
d'id~aux
r~union
est
seulement
la
propre si
le
forme suivante de X s u r
qui
que
sous-
: soit
lesquelles
autres.
Notant
normalisation et
1 et
de X 2 ,
bim6romorphe~
(h o ~) ~ I . nl~'Li~2'z
et pour
que
X est
r~duit,
h6
et
surjectif
hE H (X~Ox).
on a ( h o p ) z E
valuatif
p:
que
l'on
Z~
Si
chacune
[I • OZ/
utilisera
La P r o p o s i t i o n
et
si
et
seulement
si
et
Z normal.
X
tel
que
pour
int~grale
ici
tout
et
pour montrer
bim~romorphe tel
des composantes
soit
localement
Y le
zC p-l(x).
z
2 a des consequences
Soit
IJ Z
~
de d ~ p e n d a n c e
un m o r p hisme propre
inversibles,
~ x
propre
Z normal,
principaux
soit
l'hypoth~se
d a n s XI~ e t X 2 " X 2
et
Proposition
irr~ductibles
f
les
la
la
'
tout
1.4.4
sans
d a n s X~ s o u s
~ : --' J'-[X2X1 ~X : hC
r6duit,
z E n-l(x).
Conclusion ~our
X est
composantes
un f e r m ~ r a r e ~
1 l'6clatement
l'espace
essentiellement
de c e l l e s
induit
que
2 sont
des relations du t y p e
que I~ Z soit
sous-espace
irr~ductibles
la Proposition
d~fini
de D= - l ( y )
de
suivant
:
un f a i s c e a u par
X, e t s'envoie
soit
335
surjectivement~ que rare
par
n,
sur
F de Y, a l o r s
Y, e t
hE~
si
pour
h
x
tout
~
pour
x
tout
x E Y, i . e .
x hors
d'un
hE H°(X~).
ferm~ analyti-
En e f f e t ,
x
-l(g_
F)
contiendra,
eomposante done
les
1.4.5
irr6ductible
in6galitbs
Exercice
de l ' i d 6 a ] par
d'apres
1
l'inclusion
1
(corrig$
c ,
~N+I e n g e n d r 6
1
w. ~ v .
maximal
FI,...,F
D.
de l a
les
l'on
propri6t6s
netherien
it)
dance
pour
x
(Voir
F1,...,F
Soient
I
le
c et
l'id6al
un e n s e m b l e
xE Y- F impliquera
aussi
Soient
'
§ 5 ci-dessous).
G des
616ments
de ON+ 1 e n g e n d r 6
d'indices
~(FI,..-,Fc,G) ~(Zil'''''Zie 'zj)
de e h a q u e
et
J
l'id6al
j E {O,...,N}.
de
On a
h E A,
ies
de
:
alors
:
c) ) • ON+I/I E J • ON+I/I
la
Soient
que I c I'
ee r ~ s u l t a t
et
cloture 1,
I'
int6grale et
Jc~
des
J trois
o~ ~ e s t
id6aux
id6aux
l'id6al
d'un
anneau
maximal
de A.
I = I'.
nous aurons
Soient
besoin
A un a n n e a u
propri6t~s
de
n~therien
suivantes
sont
type
fiddle
et
I un i d e a l
6~uivalentes
de A. P o u r
:
hEY il
existe
un
A-module
de
i) ~ it).
Soit
hk + a I hk-1 + ...
int~grale
pour
h ; on e n d 6 d u i t
h ( I + hA) k - l ~ I it) D'apres
2.
@T
x
dense
b(Zil,'',Zic utiles
tel
= I',
Proposition
un 6 1 6 m e n t i)
A,
a I + JI'
Pour prouver
1.5.1
zj
b(F1,-.-,F
Lemme de N a k a y a m a i n t 6 g r a l
Si
:
h
analytique
:
Autres
Ioeal
Proposition
e] c {O,...,N}
616ments
un o u v e r t
l'ineIusion
de ON+ l ~ E { z o , . . . , z N ] .
G.
1.5
de D, e t
dans [Te 6])
{il,...,i
par
l'hypothese,
~
. ( I + hA) k - 1 i).
Soit
l'hypoth~se,
et
el,...,e on
a des
fini
+ ak = 0 avec que
le
r~sultat
pun
syst~me
~galit6s
tel
~ue
l'on
a.1 ( I i
une
ait
~quation
: h k E I . ( I + hA) k - 1 en p r e n a n t de
pour
gbn~rateurs
h . e. = E X.. 1 ij
e. j
hMcIM.
d'ou
M l'idbal du
avec
de d ~ p e n -
A-module X..E 13
I,
( I + hA) k - 1 . M. d'ou,
336
d'apr6s
la
r6gle
un A - m o d u l e relation
de C r a m e r
fid61e~
ceci
de d 6 p e n d a n c e
Pour prouver avons
~ prouver
Proposition, sion
Remar~ue
:
cloture
les
produits
I = I'.
:
Consid6rons
du § 1,
par pour
id6aux
:
l'6galit6
les le
id6aux
qu'un
fini
r6sultat
on p e u t
IJ=
nous M tel
q u e ce q u e n o u s
donne~ que
aussi
d'apres
motiver
de l a
n'implique
d'apres
l'on le
en a p p l i q u a n t
probleme I'J
en~endr6s
6 1 6 m e n t hC A, s o i t
homomorphisme ~
en t
de ~0 ( z i ) ~ on a i r
la
air
l'inclu-
Lemme de Proposition.
l'introduction
"simplification" pas
la
I = I',
de dans
mais
implique
par
des mon~mes.
implique
que
entier
: ¢{zl,...,Zd]~¢{t},
(a(11) v l +
route
....
forme
a (1)
lin6aire
d e s mon~mes a p p a r a i s s a n t
6gale
au minimum d e s v a l e u r s
drant
I.
(On l a i s s e
le
des
b1 z I ...
bd zd
s6ries
tienne
a l'enveloppe
qu'elle
]ecteur
mes de mon~mes de h p e u v e n t cients
sur
I il
faut
posant
ef
il
suffit
que,
v.x = v ( ~ * ~ ( z ' ) ) l - - o r d r e
l'in6galit6
v ( ~ o~(h)) ~ i n f
exposants
remarquons
, on en d 6 d u i t ,
le
une
particulier d ' u n i d 6 a l I de l ' a n n e a u A= ¢ ( Z l , . . . , z d} (i) (i) a1 ad d e s mon~mes z I .... zd (1-~i gp). D'apres le Corollaire 2
tout
les
par
clairement
cas
pour
ce q u i
pr6c~de~
est
M est
I.
de t y p e
le
Puisque
[Sa]).
Un e x e m p l e
engendr6
A ) = O ce q u i
Or l ' h y p o t h e s e
Jc~
d'ou
des
d'id6aux
(Voir
§ 2.
. Puisque
ce q u i
int6grale
Id-
h sur
A-module
I'McIM~
D'apr~s
det(h.
T' cI.
d'un
c IM+ J . I ' M
l'inclusion
A) • M= O oh A= ( K . . ) . 13
lemme de N a k a y a m a i n t 6 g r a l ~
l'existence
: I'.M
Id-
pour
l'inclusion
Nakayama~
la
implique
int6grale
le
est
: det(h.
~ (zi) E fit]).
apparaissant
dans h sont
convexe
dans prend
N(I)
la
s6rie
sur
que
6vit6es Par
a(lP)
v l+
a coefficients
v6rifier
~tre
v d ,...,
les
les
par
exposants
annulations
si
tels
point
dans ~d
Vd )
d)
prend,
h~ u n e v a l e u r
un c h o i x
le
(p) ad
(Vl,...,v
cons6quent, que
....
de l ' e n s e m b l e
au m o i n s
d e s mon~mes e n g e n possibles
"g6n6rique"
hE T,
sur
tousles
(bl,...,bd)
par
som-
des coeffimon~mes E ~d
appar-
337
E(I)
Inversement,
si
Par
entier
oi~ a
d)
sur
se
(i)
(i) '''''ad(i))" = (a 1
trouve
l'id~al
I
dans cette (exercice
enveloppe
: ~crire
la
connexe, relation
:
Iest
engendr6
dans
points
repr6sentant
:
(bl~...,b
bd z d est
situ6s
Exemple
d +1~ )
int6grale).
cons6quent
L'id@al
(a(i)
(J i=1
l'exposant
bI l e monSme z I . . . . de d 6 p e n d a n c e
P
=
l'enveloppe
d = 2,
par
les
convexe
les
k = 3.
mon~mes d o n t N(I)
de
les
points
l'ensemble
E(I)=
monSmes ¢lui a p p a r t i e n n e n t
La p a r t i e
hachur6e
est
repr6sentatifs sont P des U (a (i) + ~d) i=1
~ I.
N(I)-
E(I).
exposant de z 2
111 E(~)
5
exposant de z 1
Ainsi,
la
difference
mes d a n s ~ z l , . . . , Z d ) sont par
pas les
Si
l'on
b (1),...,b
observe
visualis~e
par
~ l'intbrieur
que pour des
E(I . J)=
comme e n s e m b l e (d)
I et ~,
pour un ide a l les
points
I engendr~ entiers
par
de N ( I )
d e s mon8 qui
ne
faut contraster c e c i a v e c l e f a i r q u e "~- e s t e n g e n d r ~ bd z d tels que (vbl,...,vb d) 6 E ( I ) p o u r un c e r t a i n vE ~ ,
appartenant
on a l ' ~ g a l i t ~ convexe
, est
dans E(I). I1 bI mon~mes z 1 . . .
c'est-a-dire
entre
dans N(I),
E(I)+
E(J)~
du c ~ n e
id6aux la
~es b a r y c e n t r e s leur
I et
de s o m m e t 0 s u r
E(I).
J engdndr~s
d e s monSmes~
description implique
somme b ( 1 ) + . . .
classique
que~
+ b (d)
par
~tant
de
l'enveloppe
donn~s
appartient
d points
a E(I),
ce q u i
338
se traduit
en termes
d'id6aux
par
l'inclusion (y)d
I1
se
trouve
de s 6 r i e s
que
[B-S],
D6pendance
1
associ6e
~ I,
Sup[vlhE
IV}-
et
:
Soient
et
1'on
est
vraie
en fait
[Li-T]
qui
2 du § 1,
D6finition
et
et
int6~rale
Les r6sultats position
inclusion
convergentes,
d = dim A ( c f .
§ 3.
cette
et
dans
tout
in6galit6 sont
prouv6s
I un id6al note
vI
pour
vi(hk)
de h d a n s
I
des
D6finition Lim
2
:
vi(hk) ---75---_E ~
n'est
On a p p e l l e •
en d6tail
d'un
dans
dans
r6gulier
anneau
6galit6 pas
les
annaux
A, a v e c
vI : A~ ~
si
et
de h , que
faciles
qui
dans
et
cette
fonction
si
+ vi(h') la
note
limite
, et
classe
en par-
ini(h)
I 9 / I "+a
grlA = @ v~O
l'on
d'ordre
~ hE A associe
~ vi(h)
seulement
de l a P r o -
1~).
A. On a p p e l l e
nilpotente
: montrer
assez
(~Le-T
~ vi(h . h')
"nu barre"
(Exercice
local
cons6quences
l'application
~ k • vi(h) , avec
vi(h)/ivi(h)+l
anneau
id6aux
de ~ o O a s i e w i c z .
On a : v i ( h + h ' ) ~ i n f ( v i ( h ) , v i ( h ' ) ) ticulier
tousles
[Li-S]).
suivent
sont
I
c
vi(h)
la
limite
existe.)
k~+~
On a : ~ i ( h
+ h') ~ inf(~i(h),~i(h'))
Th6oreme
(Samuel-Nagata-Lejeune-Teissier,
un id6al
dans une
anal~tiqu.e
a)
Pour
b)
S~i A = O X ~ y e_~t I = I y ,
ceau
coh6rent
hE H°(X,Ox ),
tout
alg~bre
h C A, ~ i ( h )
d'id6aux y E Y, a l o r s
I sur les
est
et
cf.
maintenant
[Sa],
[Na],
[Le-T
1])
:
•
Soit
I
h.
un nombre rationnel,
h= hy pour
un espace
X, comme d a n s conditions
: ~i(h k) = k • ~i(h)
la
o__uu+ ~ .
anal~tique
Proposition
suivantes
sont
r6duit 2 du § 1,
6quivalentes
X, u n f a i s e~t :
339 --
i)
D
Vi(h) ~
ii)
(a,b@ ~) .
I1 e x i s t e
l'on
ait
un v o i s i n a g e
l'in6galit6
U d__~e y d a n s X e t une c o n s t a n t e
( p o u r un s y s t e m e de g ~ n 6 r a t e u r s Pour t o u t
int6gralement
tels
qu.e.
de ~ o j a s i e w i c z
[h(x)[ b/a ~ C Sup[gi(x)[ i
c)
C6 ~+
rationnel
gl,...~g
a/b,
c l o s -I- ~ / b t e l
il
( x 6 U)
p d_~e H ° ( U , I )
existe
~ue p o u r t o u t
un u n i q u e
d a n s H°(U,Ox) f i x 6 ) . faisceau
coh6rent
d'id6aux
x ~ X on a i t
(Ia/b) x = {h60X,x/
vI
(h) ~ a / b ] x
Remar~ues
:
1)
anneau local
~i(h)~
et
n~therien
plus
g ~ n ~ r a l e m e n t d e s que A e s t
un
p s e u d o - g ~ o m ~ t r i q u e au s e n s de N a g a t a .
2)
Un c o r o l l a i r e
3)
Si l ' i d ~ a l
h est
du Th~or~me e s t
que ( r b l , . . . , r
§ 4.
ClOture
: hCT
si
et
seulement si
d'id~aux
de I a ~ .
([Se],
A un anneau~ n ~ t h e r i e n
chap.
~crit
Darts l e c a s p a r t i c u l i e r
~e ( I )
qui e s t
II
et chap.
tel
finie~
des id~aux pri-
A, on p e u t e x p r i m e r n u m ~ r i q u e -
c o n s e r v ~ e d a n s l e p a s s a g e de I a ~ .
e t I un i d 6 a l
v a 1, £gA A / I v e s t
de d e g r 6 d = dim A ~ c o e f f i c i e n t s peut ~tre
r
et multiplicit~s.
l'information
D~finition
entier
nombre r ~ e l
a N(I).
maximal darts un a n n e a u l o c a l
ment de f a g o n p r 6 c i s e
pour tout
le plus petit
,
a montr& que l e p a s s a g e de I ~ T p e r d b e a u c o u p m o i n s
que l e p a s s a g e
maires pour l'id~al
Proposition-
que ( ~ I ( h ) ) -1 e s t
d]
On a l ' ~ g a l i t 6 ~ i ( h ) = ~ i ( h ) •
int~rale
d'information
e n g e n d r ~ p a r d e s mon~mes darts E { z l ~ . . . , z
b d) a p p a r t i e n n e
L'exemple precedent
Soient
Iest
un mon~me~ on v o i t
4)
p(v)
vrai
1.
si
tel
L ' ~ n o n c ~ a) e s t
et
V, No 2 ) ,
de A t e l il
§ 4)
:
que £gA A/I < +~. A l o r s ,
existe
que £gA A / I V = p ( v )
d + t e r m e s de d e g r ~ < v o u
EBbk 3 ] ,
v ° e t un polyn~me p(V) pour
e(I)
est
v a Vo
De p l u s
un e n t i e r
appel~
340
multiplicit~
4.1
de
Th~or~me
(deux
id~aux
et
(Rees ayant
ciproquement, I~J
l'id~al
si
e(I)
I
= e(J)
I
dans
[Re])
:
A.
On a l ' ~ g a l i t ~
m~me f e r m e t u r e
int~rale
et
id~aux
J
sont
deux
on a : I = J
, des
e(I)= ont
e(T),
d o n c m~me m u l t i p l i c i t Y )
de c o l o n g u e u r
que
le
finie
compl~t~
~
et
de A t e l s
d~e A e s t
r~-
que
~quidimension
nel. ~xemple
:
Supposons
C[z!,...,Zd).
La
~-alg~bre, tieres
et
que
I
longueur
est
tr~s
de ~ d+ _ E ( I )
d= 2 revient
§ 2) sur
l'id~al
E(I)
a1 un monSme z I et
de
l'enveloppe
~gale
donc
ce
par
mon~mes d a n s
de p o i n t s
hombre les
des
a dim~ A / I
au n o n b r e
rencontre
fini,
deux
puisque
A est
une
a coordonn~es
en-
ce qui
axes
dans
le
cas
de c o o r d o n n ~ e s ~
ou
a2 un monSme z 2
dim¢ ~ { z l , . . . , Z d ] / I ~ =
On a d o n c
engendr~
est
~gale
. Nous supposons que
I
A de A / I
clairement
a supposer
eontient
cription
(cf.
#{~d _ E(iv)]
convexe
et
comme e n s e m b l e
Lim
(!.
E(I~))
par
ailleurs
on a ,
de b a r y c e n t r e s
par
la
des-
:
= N(I)
~ + ~
et
par
consequent,
puisque
le
calcul
Lim ~ ( ~ d
(ou
le
terme
l'~galit~
de
droite
est
_ dE ( I O ) }
appel~
des
: Vol.(~d
covolume
volumes
donne
- S(I))
de N ( I ) ~
et
not~
C o v o l . N ( I ) ) on a
:
e(I)
L'essentiel
du t h ~ o r ~ m e
de R e e s ~
l'assertion
que
IcJ
N(I) cN(J),
l'6galit6
I=J.
classique
puisque
= d~ • C o v o l . N ( I )
dans
(id~aux
ce
cas
engendr~s
Covol. N(I) = Covol. N(J)
particulier~ par
des
implique
revient monSmes)
N(I) = N(J),
donc implique c'est-a-dire
341
en gros
l'6nonc6
revient
Vol.(A)
= Vol.(B),
pas
que
Proposition soient Vl,
I1
v2 entiers
multiplicit6s Ils
correspond
le
tels
N ( I 2)
est
cas
des
donn6es
ait,
facile
12,
id6aux
deux r6gions
pour
dans vl,
dans
ce cas
appel6s
4.2
d__ee A p r i m a i r e s
l'on
suppose
la
i e i v1
interpr6t6s
et
si
~ue £gA A/I1
eonvexes
d-i
que
([Te
1],
existe
des
l'on
ch.
£gl
ait~
I,
A/I2
pour appel6s
§ 2).
~(Zl,...,Zd],
r6currence
polygonales
ne
ed= e(I1).
des mon~mes dans par
et
• Les e. sont 1
v2
dans
h prouver
en ce qu'il
:
~ue e ° = e(I2),
par
~ d+ , i l
meilleur,
O $ i • d = dimA t e l s
~ sommets
rationnels
sur
d
entiers
wi E ~+
ceci : N ( I 1)
, 0 ~ i ~ d~
:
1) + v 2 . N ( I 2 ) )
de v 6 r i f i e r
=
E i:O
i
wi
'~1 v2
que
= d-' w.
(O
1
mixtes
de N ( I 1)
7],
:
[Te
8],
Soient
pour
[R-S])
on
A un anneau
l'id6al
maximal.
trouve
local On a l e s
e l2_ 1 ~ e i • e l _ 2 Si
convexes
et
N ( I 2)
; on n o t e
que
Wd= C ° v ° I ' ( N ( I 1 ) ) "
([Te
Th~or~me
et
bien
d'abord
d (d) E i O i
2)=
v2E ~+
covolumes
Wo= C ° v ° I ' ( N ( I 2 ) ) '
~ 2
facile
1
Dans
polytopes
de A, t e l s
' on n o t e
suivant,
fini
; citons
engendr6s
e.
L e s w.1 s o n t
des
num6rique
ei~
• I
1
~ u e de ~ 1 e t a 2
Covol-(vI.N(I
I1
vI
: e(I
au r6sultat
l'on
IcJ
entiers
de 1 1 e t
de c o v o l u m e
que
sont
1 2 deux id6aux
des
positifs mixtes
Etant et
1 1 et
existe
ne d6pendent
Dans
a a priori
Soient
finis.
AC~
donne un 6nonc6
l'on
:
a : si
on a A = B . ]
Le T h 6 o r ~ m e c i - d e s s o u s suppose
donc
de p l u s
A normal
et
son
la
preuve
n~therien
de
:
, 1 1 e~t 12 d e u x i d 6 a u x
in6galit6s (2 ~ i ~ d)
compl6t6
Aa6quidinensionnel
on a l e s
342
6~alit6s
eo = e I . . . . .
Remarques entre
les
:
e d si
Ces in6galit6s
covolumes
: soient
qui
entre
Kl e t
seulement
sont
les
a une expression
( v 1,
~2 E ~ + )
les
volumes
polynomiale
l'on
a I 1 = 12
in6galit6s
£ rapprocher
K2 d e u x c o n v e x e s
l'on
si
impliquent
mixtes~
de A l e k s a n d r o v - F e n c h e l vo~ci
et
mixtes
pour
le
(cf.
dans ~d.
et
= Vol-(Ko), l'on
qui
K1 + ~2 K2) = i-~O
i
les
sont
volumes
mixtes
v i et
une g~n6ralisation
des
K1 e t
l'6galit6
(ef.
~A1.],
Ainsi, est
Vo= v 1 . . . . [We 9 ] ,
tandis :
que
est
r~me c i - d e s s u s l'inclusion
4.3 les
pr~cbdents
l'anneau
r6sultat
implique
enfin (cf.
montrer
v 1 • K1 + v 2 .
que K2
v1 v2
total
I de 0 p r i m a i r e et
des
le
th6or~me les
de R e e s
implique
de A l e k s a n d r o v :
K 1 = K2 a t r a n s l a t i o n
pres
KI= K2,
e(I)
=
i=l
l'analogue
du T h 6 o r ~ m e
de R e e s p u i s q u e
l'on
v6rifie
:
e ( I 1) a e.x a e ( I 2 )
d'une
O'
contenant
maximal~
r ~
des convexes
remarquer
r6duit~
de O,
maximal
th6orie
nature
plus
que
le
th6o-
facilement
que
"
61~mentaire
que
:
n~therien
l'id6al
la
faut
suivant,
§ 7)
dans
I1
in6galit6s
r6sultat
fractions
m l'id~al
in6galit6s
isop6rim6triques
si
d'Aleksandrov-Fenchel.
[ B b k 3]~
pour
K2 l e s
(2 ~ i ~ d)
seulement
V o l . ( K 2)
le
local
et
du t h 6 o r ~ m e
Vol.(Kl):
O un anneau
maux de O'~
que
10]).
I l_~I 2 implique
Rappelons
Soient
le
[Te
v d si
l'analogue
KI~K 2 et
ci-dessus
vi
in6galit6s
2 vi_ 1 ~ v i - vi_ 2 avec
~d
Vd= V o l - ( K 1 ) ) ,
a entre
Fenchel~
dans
On p e u t
v o l u m e du c o n v e x e
d(d)
o
des in6galit6s
:
V°l'('~l
(v
[Te 7])
de c o n v e x e s
compacts
2 wi_ 1 ~ wi • wi_ 2
afialogues
de O,
si
l'on
un s o u s - a n n e a u
O et
entier
note
e(IO~, ) • dimo/m O'/m~ i
s u r O- P o u r
m 'l ~ . . . ~ m r'
on a l ' ~ g a l i t ~
(semi-local)
:
les
de
tout
id~aux
id6al
maxi-
343
On 6 c r i r a
aussi
e(IO')
Nous retiendrons
pour
que si
la
somme de d r o i t e .
~ : X' * X
est
un morphisme
fini
bim6romorphe
d'espaces
analytiques, et I C O X , x un id6al primaire pour l'id6al maximal, IOX, se d6compose
dans ~
= X,,
lit6
:
§ 5.
e(I)
=
[ x,~
) x,~-l(x)
,
] -l(x) e(I;,)
ici,
paragraphe~
~ la
crucial
th6orie
dans
de W h i t n e y "
la
g6n6ralise.
verrons
[Te I1
essentiellement
trique
mais de l a
1],
est
au Chapitre
de B e r t i n i
sans
snr
id6aliste.
dont
Soit
F : (X~x) ~ (S,s)
r6duits,
et
soit
id6aux
tout
primaires
x. C Y ( s ' ) ) . 1
diviseurexceptionnel, au-dessus
II,
est
remplac6
la
transversalit6
qui
1.
se
sera
tr~s
a l'6ga-
assez
par
~ : X' ~ X
I
petit
dans
par
pas
plat
espaces
g~om~-
Prop.
3.1)
:
la F:
restriction Y~S,
la multiplicit6
et
anneaux
locaux
de l ' i d b a l
X-S
IO~X, est
tel
e(IOx(s,
somme d e s m u l t i p l i c i t 6 s
inversible ~]D
au t h 6 o r ~ m e
analyti~ues
fini
normalis6
compos6 D
§ 5,
un morphisme
des
reposant
V.
~ue
la
de c e t r a v a i l
caract6risation
X~ t e l
d6signe
conditions
apparent6
II,
entre
un r~le
que nous
au C h a p i t r e
Chap.
les
le
r6f6-
jouait
de r 6 c u r r e n c e ,
une
d_~e F ,
l'id6al
preuve
dans
d'une
principal
la
F : X~S
chacun
l'6clatement
d6fini
dans
de s u p p o r t
de s ' E S ( e ( I O x ( s , ) ) par
r6sultat
utile
I soit
servira
au prix
un r6sultat
ETe 1 ] ,
coh6rent
Y de X d6fini
le
sur
nous
implique
un argument
de m o r p h i s m e
I u n Ox-id6al
passer
constant
termine
I,
qui
Ce m~me r 6 s u l t a t
que
par et
hppendice
un ~erme
nous
"~
de n o t e r
il
de s f f S du m o r p h i s m e
d i m X - dim S -
pourrions
§ 3) q u e
V,
induits
Soit
l'on
int6grale.
un r6sultat
du t h 6 o r ~ m e
chap.
repr6sentant
ind6pendante
d6pendance
de Z a r i s k i .
int6ressant
(~Te 2 ] ,
d__ee F a u s o u s - e s p a c e que pour
nous
saturation
de l ' 6 q u i m u l t i p l i c i t ~
Proposition
et
) •
de l a
Le p a r a g r a p h e
5.1
I' x'
d6monstration~
d6monstration
(cf.
primaires
X,,~-l(x)
Je
rappelle
en id6aux
= e(IO
de s p 6 c i a l i s a t i o n
rence
soit
OX' x ' ,
Le p r i n c i p e
prochain
ci
-l(x)
))
des
OX(s,)~xi~
I, ; alors
et
soit la
de d i m e n s i o n
Dle
fibre
D(s)
344
Corollaire
(Principe
triction
x:
D. ~ Y
de s p ~ c i a l i s a t i o n
de ~ ~ c h a q u e
de l a
composante
d~pendance
irr~ductible
int~grale)
:
D.
surjective,
1
et
par
de D e s t
1
consequent,
pour
un ~16ment
hff H ° ( X , O X ) l e s
La r e s -
- -
conditions
suivantes
sont
~uivalentes i)
tl
on a i t
existe
un ferm~ analyti~ue
l'inclusion
ii)
hOx(s, )~I.ox(s,
On a l ' i n c l u s i o n
5.1.1
Remarques
che
:
l'existence
pas
de I d a n s
a surveiller
lement
les
a u v u du f a i t
la
"£onction
de
composantes
ne peut
fondamental verticales"
composantes que,
grace I-lh
immediate
est et
que
dans
le
n'est
lois
soit
pour
tout
s' 6 S- F,
diviseur
Le c o r o l l a i r e
jointe
~ i)
que nous s'en
normalit6~
le
1 (et
surjectivit~
emp~-
exceptionnel
1~ q u e p o u r
~ la
la
b~x(s) c I.@x(s).
l'6quimultiplicit6
de c o d i m e n s i o n
que
du T h 6 o r ~ m e )
de c o m p o s a n t e
est
immerg6es). cette
vide~
que~
donc en particulier
OX ( l a n o r m a l i s a t i o n
de D) s o i t
contenir
et
Le p o i n t
m6romorphe"
(cons6quence
lire
1)
F de S tel
) •
: h~°(X,Y),
de " c o m p o s a n t e s
l'6ctatement
rare
n'ayons
d6duit
lieu
est
alors
que ce
faci-
polaire
lieu
de
union
des morphismes
implique
de
~ : D.1 ~ Y ~ polaire
de D.
2)
Pour une
3)
On p e u t
alg6brisation
et
extension
de c e s
r6suitats~
ELi].
flantes
verticales
comme c e c i
D= p - 1 ( ¥ )
~Projan¥(
inversible
OD(1)
local
X' c X ×
classe
~M
de S e g r 6
pr~ciser
: soit
G IV/I v+l ) le v~O qui est ample par
~ o~ M+ 1 e s t covariante
o~ d = dim X~ c y c l e
le
point
p : X' ~ X diviseur
nombre
sur
l'6clatement
a pet
cycle
muni
provient
A.(X)
si(y~x) des
l'existence de I~
des g6n6rateurs
X le
au g r o u p e
1)
exceptionnel~
rapport
de ¥ d a n s
appartenant
le
et
de c o m p o soit
du f a i s c e a u
du X - p l o n g e m e n t
de I .
On a p p e l l e
= p~(cl(OD(1))
i-~me
d-l-i)
cycles
particulier~
de d i m e n s i o n i de X. dim X classe de S e g r e de Y d a n s X, l a somme s ( Y ~ X ) = E sl(Y~X)~ et en i=O d'apres un r~sultat prouv~ par C.P. Ramanujam (IRa], voir aussi
[K1 2 ] )
IYI e s t
1
On a p p e l l e
e(I
si
un point
. OX,x ) = degD(~D(1))=~
r~sultat
et
le
th~or~me
x 6 X,
on a s ( Y , X ) =
(C~OD(1)) d-1. de B e z o u t
(plus
e(I.
OX,x ) • Ix],
et
Le l e c t e u r
est
pri~,
pr~cis~ment
les
propri6t~s
donc
en utilisant
ce
~l~mentaires
345
du d e g r ~ d e s f a i s c e a u x qui p r 6 c i s e
inversibles)
( [ T e 1]~ Chap.
Soient d6finissant
f:
II~
(X,O] ~ ( ~ 0 )
n6cessairement
¥aX
= d e g ( OD (1)). vert.
me de f e n
O~ on a l ' ~ g a l i t ~
deg D v e r t "
5.2
de
:
la
Utilisons
multiplicit6
d'un
([Li]~
L'id~al
~ est
entier
exceptionnel
D (non
O~
(pour s/
de s ~ • " s i
pour
donner
analytique
du g e r -
O)
et seulement si
X en
un
maximal ~X~ x
:
de 1.1 e t
de d i m e n s i o n d~ e t s o i t
(yl,...,yd)
conditions sur
l'interpr6tation
complexe
d a n s OX~ x de l ' i d ~ a l
g6om6-
de
ses
points~
d'abord
un
de Nakayama
:
~ = ( z l ~ . . . ~ z N)
de d 6 1 6 m e n t s de ~ l i n ~ a i r e m e n t
suivantes
l'id6al
P o s a n t O 1= ~ [ y l ~ . . . , y d ] ~ O ,
sont 6~uivalentes
(yl,...~yd)O.
e_~t ~ 1 = ( y l , . . . , y d ) O 1
, le morphisme naturel
gradu6es ~v/~9+l --1---1
= gr~l
~ gr~ O =
01
0 v~O
~/~+1
est
~quivalente
fini.
Remarquons t o o t tion
espace
analyti~ue
modulo 92 , l e s
• ~0 est
r~sultat
maximal ; p o u r une s u i t e
ind6pendants
d'algebres
ind6pendant
p : X' ~ X l ' 6 c l a -
suffisamment petit
§ 1)~ e t c o n s 6 q u e n c e f a c i l e
S o i e n t O une a l g ~ b r e
ii)
ce
la multiplici£~
lemme e x p l i c i t a n t
i)
repr~sentant
de OX
dim X - 2.
c'est-a-dire
son i d e a l
est
que v o i c i ,
I un i d e a l
fini~
par pest
= e ( I . ~X(O)) - e ( I . O X ( s ) )
on a " e ( I . O ] ( s ) )
Application
triqu e
r~duits~ soit
ensembliste
Pour t o u t
utile
Z.1),
~ue f l y : ¥ ~
dont l'image
deg D v e r t "
dim p - l ( O ) =
tel
tres
r ~ u n i o n d e s c o m p o s a n t e s du d i v i s e u r
r6duites)
En p a r t i c u l i e r ~
§ 5~ P r o p .
l'6galit~
un m o r p h i s m e d ' e s p a c e s
un s o u s - e s p a c e
t e m e n t de Y~ D v e r t . l a
de v 6 r i f i e r
de s u i t e
g~om6trique suivante
correspondant
~ l~algebre
que l a c o n d i t i o n
: soit
(X~O)~(~N~o)
O~ e t s o i t
n : ~N
ii)
a la condi-
l e p l o n g e m e n t du germe (X~O)
Ed l a p r o j e c t i o n
lin6aire
d6finie
346
par
(in~
yl,...,i~
modulo ~2)
, et
IKer n~Cx,xl aussi
et
Soit
est
d'apr~s
doric e ( I .
OX(O))= e(I
te
de ~ d d 6 f i n i e on a e(I.
yd_]=
versalement et
ces
5.3
de Y d a n s
.OX(~d)) une
d6finie
pour
tout
tout
O~ y d = ~ d ~
sont
pour
coupe
de c e s
m (X)
le
sous-
(yl,...,yd_l),
On s u p p o s e
pas
que
petit.
points
disons
de m ( X ) . O
est
et
dans
sous-espace
le
le
la
On a a i n s i
v6rifi6
nombre
points
droi-
discriminant entier
de ~N d 6 f i n i
on a e ( I
des
si
~ est
non-singuliers
xi(~d)
de X on a
En p a r t i c u l i e r
~ : x-~d
contenue
dim p - l ( o ) = d - 2 ,
petit
de X e n O, p u i s q u e
~d ~ O~ l e
points~
de x c ~ N
donc assez
transversale
X en des
dDnc a u n o m b r e
La m u l t i p l i c i t 6
Yd"
~d 6 ~ a s s e z
projection
et
maintenant
1 ~16ments
par
de Yi
a X e n O. On d i t
repr6sentant
Yd-1 = O n'est
§ 4)
transverse
d-
(classe
O h X e n O. A l o r s
X ; on a X' ~ x × ~ d - 2
, pour
Yl . . . . .
; en chacun
points
X-E
initiale
de O X ~ x "
pr6c6dent,
~ (cf.
Specgr~
par
OX(O)) = mo(X) ~ multiplicit6
(yl~...,yd)DX
Yl . . . . .
primaire
d6finissent par
F:
forme
Consid~rons
I engendr6
projection
r6sultat
(yl,...,yd)
sur
la
la
tangent
transversale.
l'id6al
un id6al
si
de ~,
par
l'6clatement
le
c~ne
d~signe
que Ker x est
une projection
X de
p : X' - X
le
c'est-a-dire
Y de X d ~ f i n i
munissons
o~ in?~(y i E??~/~ 2
CX~ x c ~ N
= {O],
(y]~...~yd)
et
soit
que ~ est
espace
yd ),
par
de X~ e t . OX(~d),Xi)
trans= l,
en particulier
en les~uels
:
un
O
sous-espace direction C'est
lin~aire
H~d de d i m e n s i o n
transverse
a X e n O~ c o u p e
aussi
le
c'est-~-dire les
5.4 il
de~r6
avec
~ des
:
Etant
Corollaire
mension (L,O)~
en x d'une
la multiplicit6
compos6es
existe
local
un ouvert k dans
(~N~o)
C'est
fonctions
donn6
de Z a r i s k i
EN t e l tel
dans
que pour
X~ ( e t
qui
projection
l'anneau
tout
nous n ' a u r o n s
U de l a
aucun mal~
parallele
vers
x:
OX~ x de l ' i d 6 a l
pour
a une
O, ~ u a n d
~d'O)-
(X,x)~
(Ed,o)~
engendr6
cha~ue
entier
non-singulier
des
k, plans
O g d i m X~ de c o d i -
de c o d i m e n s i o n
mo(LNX) = mo(X).
dans
par
(~d,o).
grassmannienne
sous-espace l'~alit~
tendent
sur
(X,O) c (EN,o)~ dense
de O e t
transversale
local
coordonn6es
q u e TL~ O~ U~ on a i t
pourquoi
N - d~ v o i s i n
la preuve
ci-dessous,
k
347
choisir
des r~tractions
que m (p-l(y) Y
NX)=m
Remar~ue
L'avatar
:
l'existence
5.5
alg~brique,
OE Y- P o u r
plus
superficiels
tout
non-sin6uliers
analttique
plon~ement
Y~ Y c X
sous-espace
non-singulier,
precis,
du' r ~ s u l t a t
ci-dessus
(cf.
c£.
[Bbk 5],
[Te
complexe~ local
(H~O) c ( E N ~ o )
telles
yEY.
("nons~paration",
X un e s p a c e
~N
P:
(X)~ p o u r
d'616ments
Corollaire
Soient
Y
locales
(X,O)c
contenant
111,
est
§ 7).
2.8.5
et
Th.
5,
[Li
1],
4.5)
Y ~ X un s o u s - e s p a c e
non-sin6ulier~
(~N,O),
les
¥i
considbrons
de d i m e n s i o n
: e_~t
sous-es~aces
N - dim X+ dim Y e t
tels
q u e d i m ( X N H ) = dim Y. a) sur
Si
l'application
¥ au v o i s i n a ~ e
pour
tout
Y.~
d6finie
par y~m
de O, c ' e s t - a - d i r e
sous-espace
si
non-sin~ulier
X est
Hc~N
Y
(X) e s t
localement
~quimultiple
contenant
Yet
le
tel
constante
l o n ~ de Y e__n_nO,
que
I T H ~ o N C x ~ o I = T y r o ~ on a l ' ~ g a l i t ~
IHNXI au v o i s i n a ~ e
de x ,
et
de p l u s
= Y
on a IT H , y A C X , y l
= Ty,y pour
tout
yE Y voisin
d__~eO. b) nienne pour
Inversement,
si
il
des sous-espaces tout
sous-espace
existe
lin~aires
X est
~quimultiple
Prouvons puisque
a)
(H n x , o )
:
¥, le
O
telle
que
n x ) = m (X) e t
L'hypoth~se
O
implique
(H,O) tel
de (¢N,o)
de Y e n
que
que
sur
donc choisir soit
la ~rassman-
N - dim X + dim Y t e l
que~
de d i m e n s i o n l'~alit~
IH n x I = Y,
CHNX, O~TH~ O A C X , 0 ;
son cSne tangent~ une r6traction
transverse
le morphisme
P - I ( O ) NH e s t
U dans
O.
platement
P-I(o)
dense
q u e TH, OE U, on a i r
On a dim CHNX, O= dim Y p u i s q u e
dim(H NX) = dim Y. Nous p o u v o n s
m (P-I(O)
et
long
se sp6cialise
P : (~N,o) ~ (Y,O)
de Z a r i s k i
de ¢N de d i m e n s i o n
non-singulier
N - dim X + dim Y, c o n t e n a n t alors
un o u v e r t
H NX~Y
transverse
on a d o n c a u s s i
locale
£ X~ c ' e s t - ~ - d i r e induit
par
p soit
~ P - l ( O ) NX d a n s
fini. P-I(O),
348
car
IT -1
NC _ 1 (o)Nn,o
{ : [O}.
I1
suffit
alors
de c o n t e m p l e r
le
diagramme
(O)NX,O
(o~ on a n o t ~ X ( y )
pour
p-l(y)
NX)
I
e(I.
OX(O),O)
a
e(I.
~X(y),y)
II
premiere
s~quence
et
que p a r
m (X) y
in~galit~
vient
du r 6 s u l t a t
l'6galit6
ailleurs
I P-l(y)
=
directe
6galit6)~
~X(y)
x. ) '
V/
m (X) o
ou l a
+ > , e(I" xi~P-l(y)NHNX_ ¥
de
,
la
semi-continuit6
pr6c~dent.
verticale
vient
de
e(I . OX(y)~y) ~ my(X),
NH NXI = [ y ]
pour
tout
(En f a i t ,
de dans
l'hypoth~se
on en c o n c l u t
y E Y, c ' e s t - ~ - d i r e
la multiplicit6, ce c a s - c i ~
con-
on a m~me
de t r a n s v e r s a l i t 6 . P-l(t)
Puis-
NH N X - Y = ~
[HN X[ = Y, e t
la
donc
transversa-
lit6. Prouvons
b)
6quimultiple
le
( C ~ O ) c (Y,O)
telle
m (p-l(y) Y long
fibre
P
que~
YE C - [ O ]
On s e r a m e n e
l'ouvert
ainsi
H N X est
( y ) N X en y p o u r H'
de H e t
dessus
de Y - [0~
ce q u i
TH, O)
Puisque
locale X N P-I(c)
X par
de d i m e n s i o n
supposer (il
que suffit
l'~cl~tement
cleirement on a
dans
]e
e(I . OX(O),O)
par
m (X) y
v6rifiant
ou Y e s t
Par
le
une
d a n s X~ d o n c ailleurs~
la quitte
transverse les
transform6s disjoints
le
au-
ouverte
fait
de d i m e n s i o n
diagr~mme suivant
Ii >_
cas
que
hypothese,
pas
6quimultiple
une condition
e(I . OX(y),y)
v/ m (X) o
pas
de Y d a n s EN s o i e n t
IH N XI = Y p a r
y ~ Y,
NH e s t
d'imposer
de H N X d a n s X s o i t
nous donnen~ pour
le
dim X - 2.
p-l(y)
impliqu~
X n'6tait
non-singuli~re
ne s o i t
dim X - 1 ~ q u a t i o n s
par
si
P : (~N,o) ~ (Y,O),
d6fini
de 0 de l ' ~ c l a t e m e n t
transversalit~
courbe
l'6nonc~
yC Y - {0)
p o u r TH, OE U,
une
a v6rifier
on p e u t
est
la multiplicit6,
trouver
l'espace
dans X est
tout
X'
eu-dessus
et
U,
de
pour une r6traction
de s o n ~ c l a t e m e n t
stricts
semi-continuit6
l o n g de Y, on p o u r r a i t
Dams ce c a s ~
r6tr~cir -1
Par
N X) : m (X)~ Y
de C.
courbe,
:
d-
que 2 et
sur
la la
fibre
349 d'ou
m ( X ) = m (X)~ o y
Remar~ue
:
et
le
r6sultat
On p o u r r a i t
aussi
~d+l
jection
g~n~rale
tre
on s e r a m ~ n e a l o r s
et
IV,
un calcul
§ 6.
dent
qui
6.1
Soit
Si
l'immersion d'id~aux
sur
~t~
puisque
tions
ILl
signal~e
l'espace
nous i est
I.
ouvert
traits
le
de l a
r~sultat les
r~sultat
en consid~rant
techniques pour
th~orie~
de Z a r i s k i ~ [Bo]),
et
Mr.
qui
je
une pro-
expos~es
au Chapi-
l'hypersurface
E.
X1 = p ( X ) ,
l'immersion
naturelle
int~resserons ferm~e
d~fini l®h
une erreur
des
d~finie 0;
et
Pham e t plus
d'un
notons
moi p a r
loin
travail
par
par
supposer
(cf. pr~c~-
difference
pour
des
simpli-
coherent
localement 1-
dans
locale~
~X E d e s g e r m e s
U~ [hE~x(U)/h® la
sa norma£ibr~
de n a t u r e
un faisceau
c'est-a-dire
d~signe
n: X~X
du p r o d u i t
problemes
du f a i s c e a u
holomorphes"
U de X~ ou h ® 1 -
utiles
r~duit~
qu'~
le sous-faisceau
au p r ~ f a i s c e a u
serons
i : X×X~X×X X ce que nous pouvons
s~par~
"faiblement
a F.
B~ger.
complexe
X est
inspir~e
nous
signale
analytique
immersion
Consid~rons
X] a s s o c i ~
ou d = d i m X ; p a r
par
ne nous une
m~romorphes
tout
2],
Consid~rons
produit.
fier
les
X un espace
lisation.
ce
alors.
saturation
aussi
m'a
prouver
a prouver
suffit
ici
de l a
[P],
~
bien
•
lipschitzienne.
rappelle
th~orie
EP-TJ,
le
direct
Saturation Je
la
p :
~N
cherch6.
I®hE
de f o n c -
born~es I(U)]
compos~s
pour
de h a v e e
Pl les
deux projections
X×X
t X~ c ' e s t - ~ - d i r e
h o Pl-
h o p2 , e t ~ d ~ s i g n e
la
P2 fermeture
int~grale
Lemme
L___aaO x - a l ~ b r e
:
Notons ~;
est
de
l'id~al
I.
O; est
un OX-mOdule coherent.
( ~ X ~ (~X = ( ~ X ~ l e
le noyau
du m o r p h i s m e
produit
tensoriel
de O x - m O d u l e s
~x
~ ,~×~/r
analytique
~ alors
le Ox-mOdule
350
d6fini
par
~(f)
(~Xx~/ I par
= image
un id6al
de f ® 1 -
coh6rent
1® f.
Or l e O x - m o d u l e
(~Xx~/Y
de (~X×~/ I ~(~X×X ( p u i s q u e
est
l'id6al
quotient
Y est
de
coh6rent)
X et
la ~x-alg~bre
est
fini
au~dessus
conoyau
d'un
:
et
par
:
domin6 par
est
Proposition
I1
du g e r m e
:
suffit (X,x)
sur
d'ou
q u e O~ e s t le
19)
X×X X
le
r6sultat.
~
est
r6duit
de X,
fibr~
appel6
satu-
X.
donc
s est
bim~romorphe
on a u n i s o m o r p h i s m e
de ~ X - m O d u -
C> 0 telle
de m~me l e u r
d a n s ~X×X e s t
[Ix I
tel
que,
_
tout
x2[[.
par
on p e u t
Zl,...
et
le
) ~quivaut Xs x :
,
de f o n c t i o n s
zN les dtun
(EN,O)
un plongement
trouver
un repr~sentant
m~romorphe btendre
montrer
(Xl~X 2) E X × X
diff6rences
wE X x X on a i r
on p e u t
Nous voulons
couple
d~finition,
(X,x)~
fonction
h E OX,x,
a X. A u - d e s s u s les
soit
en une
X.
des germes
X.
h C (O;)x ~
Notons
q u e h E (s~e ~ pour
sur
faiceau
sur
h s'~tend
restriction
Pi : X × X ~ X ~ X. P a r
le
de X, e t
quesi
born~e
engendr~
dire
O; est
en particulier
que pour
[ h ( x 1) - h ( x 2 ) l 4 C
:
x un point
lequel
localement
(X,x)
exp.
lipschitziennes
de p r o u v e r
m~romorphe
int~grale,
L'al6~bre
Soit
Puisque
et
par
produit
prouve
complexe
normalisation
justifi6e
le
ou Xs = S p e c a n o y
analytique
la
Ceci
coh6rents,
: Xs ~ x ,
(~Ca~
:
ehitzienne.
et
19~ No 5 ) .
du S p e c a n
localement
D6monstration
tante
puisque
xs-Ox.
m~romorphes
local.
finis
de l ' e s p a c e
Xs e s t
terminologie
6.1.1
exp.
de O x - m O d u l e s
Le m o r p h i s m e
construction
,ess. La
de X ( ~ C a ] ~
lipschitzienne
Remar~ues
un OX-mOdule coh6rent
homomorphisme
D6finition ration
(~X×X e s t X
localement
hen
quail
une existe
fonction une
cons-
on a i r
fonctions voisinage
coordonn~es
transcendental
a l'existence
sur
de X × X~ l ' i d 6 a l
z~l - z"~i ' 05 z~l = z i ° ~ 1 ' critere
lips-
d'un
~N
I
z~'=l z i ° ~ 2 ' de d ~ p e n d a n c e
repr~sentant
,
351
Ih o P l ( w ) - h oP2(W~l < C Sup I z :1 ( w ) i
Puisque
l e m o r p h i s m e X× X - X x X e s t
que h e s t
bien
localement
preuve ~ l'envers, (h) x appartient
Exercices l'autre
~ (s~
:
1)
r~duits
se prolonge
Exemple
:
zi(p2(~)[
on e n d ~ d u i t
localement
aussit~t
en l i s a n t
lipschitzienne~
cette l e germe
OxS)x.
qu'~tant
e n un m o r p h i s m e f : entre
M o n t r e r que~ p o u r t o u t
(l'une X~¥
fonctorielle
entre
X~Y entre
les
satur~s
xE X, l ' a n n e a u
donc e n p a r t , c u l l e r
(X,O)c (¢N,o)
diff~rentes
donn~ un m o r p h i s m e f :
en un m o r p h i s m e f s : Xs ~ Y s
Soit
Izi(~l(W))-
et qu'inversement,
m&romorphe e t
qui se prolonge
analytique~
= C Sup i
et surjectif,
D ~ m o n t r e r de deux f a g o n s
2) alg~bre
fini
lipschitzienne~
hest
transcendante)
lytiques il
si
z ?1 ( w ) [
espaces les
et ana-
normalis~s~
lipschitziens.
(O;)x =0~, x est
une
local.
un germe de c o u r b e
analytique
r~duite.
Soit
X= @ C. s a d ~ c o m p o s i t i o n e n c o m p o s a n t e s i r r ~ d u c t i b l e s , e t d ~ c r i v o n s (C i 0 ) i p a r une r e p r e s e n t a t i o n param~trique~ c'est-~-dire comme image r ~ d u i t e d ' u n morphisme et
(¢,0)~
l'algebre
(CN,O) d ~ c r i t
par N fonctions
de X l e l o n g de l ' e n s e m b l e
Par consequent,
l'algebre
fini
%×~,n_1(O)×n_1
zk(ti)E n-l(o) est
~(ti].
est
Alors x=J_.[ (¢,0) i ~ ~]-[f[ti~ • X,n-l(o) i
isomorphe ~
(0) l'id~al
I d~finissant
n~e p a r
la collection
et
a Ii, j = (~zk(t i) - zk(t~) ~ l~k~
l'on
engendr~ par hE-~[t
les
l e germe de X × X l e l o n g de n - l ( O ) × n - l ( o ) e s t d ~ t e r m i X de s e s i m a g e s I . . d a n s c h a c u n e d e s a l g ~ b r e s E ~ t i , t ] ]
~ l ~ m e n t s de l ' e n s e m b l e
i] ~0
m ~ ¢[ti,t ~ ] , i,j
, on a donc h 6 0 ~
N])¢(ti,t
jv ]
[ ]).
l'on
si
Si
(ici
et seulement
({ ] )
d~signe
1 i ideal
consid~re si,
pour tout
couple
X,n-l(O) (i,j)~
6.2
on a l ' i n c l u s i o n
Soit
saturation
maintenant
:
h(t i) - h(t~)E
Ii, j
(X~O) ~ (¢N~o) un germe d ' e s p a c e
lipschitzienne
de X~ on e s t
amenb a ~ t u d i e r
r~duit.
Pour ~tudier
l'~clatement
la
normalis~
352
dans
X×X
de l ' i d ~ a l
l'~clatement et
cet
Zl,
..
~ (x,x')
CN
peut
E XxX-
8tre
¢N ,
et
(cf.
la est
I,
l'id~al
§ 1,
Prop.
d~finissant
comme c e c i
consid6rons
EX c h e r c h ~ dir.,
de
d~crit
Ax a s s o c i e
du m o r p h i s m e
XxX X
dans X×X
.,z N sur
1' ~ c l a t e m e n t
graphe
d~finissant
normalis~
~clatement-ci
locales qui
I
la
de l a
isomorphe
dir.
Or,
coordonn~es
dans
~N-1
Ax
joignant
a l'adhbrenee
aussi
AX C X x K ,
des
: XxX-
s6can£e
c'est
diagonale
: choisissons
le morphisme
direction
1).
x a x'
X× X×
dans
~N-1
du
on a d o n e u n d i a g r a m m e
EX
dir.
~ ]pN-1
XxX
avec
d i m E x = 2d~
L'ensemble ensemble
des
directions
alg~brique
puisque
cet
dans
contexte
le
6.2.1
ensemble
le
sont
une
O-ieme
:
ideal
2) noyau
et
de
la
le
l'on
peut
lin~aire.
diviseur
(¢N~o)
un ~erme
Notons
X1 = p . X
Fo(P.Ox),(cf.
identifi~
a l'in~galit~
lipschitzienne,
(X,O)c
~tre
[Te
au sous-
dimb-l(o×o)
~2d-1
exceptinnnel.
Pour
voir
On a a l o r s
([P-T]).
de c o u r b e l'ima~e
3]).
r6duite
de X d a n s
Les conditions
tout
et
ceci, :
soit
~2 ( d ~ f i n i e suivantes
: X1 e s t
direction
projection
Prouvons
Soit
et
dans
saturation
de F i t t i n g
l'extension
hucune
e n 0 de s ~ c a n t e s
0)[ ~$N-1
contenu
projection
La c o u r b e
morphe,
est
de l a
~quivalentes 1)
limites
[b-l(o×
Proposition
P : ~N,¢2 par
ou d = dim X.
r~duite,
le
naturelle
s:
limite
naturellement
sons
des
coordonn~es
xS
plX = ~ : X-X 1 est
X; a u x s a t u r ~ s
e n 0 de s 6 c a n t e s
est
a X n'est
fini
bim~ro-
un isomorphisme. contenue
dans
le
p.
1) ~ 2) : P u i s q u e
tend
morphisme
u est
en un isomorphisme locales
(Zl,...,z
fini
et
bim~romorphe,
~: X ~'~X1 N) s u r
des
tN telles
le morphisme
normalisations. que
la
projection
n s'~-
Choisisp soit
353
d~finie
par
ferences
(Zl,...~ZN)~
(Zl-
dr~ par
Zl~...~z
( z 1 - z lt ~ z 2
un isomorphisme identifier Ceci une
N
! z 2)
C> 0 telle
tendant
vers
le
5 ~ k~ N.
Ceci
implique
Pn Pn ~ q u i
ne peuvent
que
ont
les
coordonn6es
(zl(Pn)-
zl(p~)
ne peuvent
Prouvons suffisamment C2 par te
est
courbe
plane
Macaulay que si point Loc. induit
(cf.
nest qui
[Te 3~
une composante g~n~ral
cit.).
de c e t t e Par
et
grand~
int~grales
les
les
...
difengen-
I = 11 • : il
existe
de c o u p l e s
de
inbgalit~s
n) - z2(p~)[~
directions
des
s6cantes
la
il
X1 e s t X---~
tousles
ont
des
fini
y aurait
r~duite,
1 des
images
puisque
par
r~duite
ideal
pas
nest
normalisations.
fini
de p o i n t s
distinctes
composan-
de F i t t i n g
une
de C o h e n ~mplique
au-dessus
d'un
de X ( c f .
bim~romorph~ reste
1.
c'est
que X est
I1 nous
darts
de d i m e n s i o n
deux points et
de p .
puisque
r~duite~
au m o i n s
noyau
de c h a q u e
X est
immerg~e parce
d~finition
le
couples
dense
son image est
de X 1 n ' ~ t a i t
composante
dans
2),
un ouvert
de c o m p o s a n t e que
contenue
de 0 × 0
fini~
projectives
: c N)
limite
sur
: zN(p n) - zN(pL))
coordonn~es
l'hypothese
irr~ductible
n:
...
un morphisme
avoir
§ 5)
les
I 1 l~id~al
~ X×X-5X
zl(p~)[,[z2(p
pour
une
distincts
un morphisme
consequent,
un isomorphisme
n assez
O: c 3,
un isomorpbisme
ne peut
soit
ou comme c e c i
( p n , P n )t
reprbsentant
ayant
vers
en particulier
consequent
suite
pour
D'apr~s
de 0 e t
p~ doric n i n d u i t
de X~ e t
Par
voisins
toute
(1.3.4)~
: z2(P n) - z2(p~): limite
:
et
par
projectives
tendre
2) ~ 1)
X×X~ X
de c l S t u r e s
valnatif
de ~ N - 1
(0: c'est-~-dire
d~finit
~ C. Sup{[zl(Pn)-
une
de (~X×~ e n g e n d r b
a l'~galitb
on a i t ~
points
vers
l'id~al
d~finit
critere
pour
tendre
qui
l'on
que pour
(0~0)~
I
~ × X. Dire que l'extension ns est X1 au v u de l a d ~ f i n i t i o n e t du f a i r q u e l ' o n p e u t
que
[zk(p n) - ~k(p~)[ pour
qui
donc,
par
Soit
ideal
ideal
I
h dire
se traduire
constante
z N)
~quivaut
~ et ~1'
peut
points~
--
(Zl,Z2).
et
donc
a montrer
354
l'6galit6 t6
I 1= I qui
n'avait
pas
analytique notant
lieu,
(~O)
z.(u)~
impliquera
et
d'apr~s
le
critere
h ~ X×X
n
}X×X
z!(u)~
les
61~ments
z i ° P2 ° n o h r e s p e c t i v e m e n t , galit~
de v a l u a t i o n s
puissance F N-1 forme tion
z~(u)
de u q u i
divise
correspond
(O: O: c3:
D~finition
tes
de
dite
2 est
pour
une
plus projection
un entier
6gali-
un morphisme 5X
et
que
z i o Pl ° n o het k,
3~kg
N l'in~-
z~(u))]
on v o l t
des
au n o y a u
par
que
s6cantes
la
la
plus
limite
z(u)z'(u)
de p ,
d'ou
dans
est
la
grande
de l a
contradic-
courbe
elle
satidfait
p: cN-~2
X par
une
(EN,o)
les
(i.e.,
si
elle
projection conditions
submersion est
lin6aire 6quivalene n O) e s t
conjugu6e
~ une pro-
des
changements
de c o o r d o n n 6 e s
sur
~N e t
par
le
la
limites
en O.
est
justifi~e est
est
le
lin~aire
le morphisme
fait
que
Ib-l(O×O)l
au p l u s le
c~N-1
2~ c a r
noyau
r~union
des
avec
dim b - l ( O × O )
de p q u i
est
les
notations ~ 1 et
donc
de c o d i m e n s i o n
O.
(X,O)c(~N,O),
dire
sur
p g~n~rale,
paraphraser
un hom~omorphisme,
cSne
de d i m e n s i o n
ce cSne qu'en
On p e u t
(X,O) c (cN,o),
X si
(X,O)c
pour
ment est que
pour
courbe
g6n~rale
d~finition
ne rencontre
une
limite
Une p r o j e c t i o n
haut,
pour
par
: ZN(U)- z~(u))
lescoordonn6es~
direction
g6n6rale
~ l'identit~
:
toutes
courbe
introduites
Remar~ue
au m o i n s
...
donn~e une
~ X, q u i
une
donn6s
cette
~X ×X-
z~(u)),v(z2(u)-
z~(u):
Etant
en O de s~cantes
po~r
: z2(u)-
appartient
lin6aire
Cette
=~{u]
< inf[v(zl(u)-
~ la
Proposition.
~2 t a n g e n t s
existerait
que n o h(~-~O])
pour
: cN) , d o n c
dire
g6n6rale
jection
il
: si
•
:
la
tel
...
cherch~e.
p: cN-c
z~(u))
(Zl(U)-
qui
saturations
valuatif,
de ~ , O
on a i t ,
des
u-adiques
V(Zk(U)-
en divisant
l'isomorphisme
une une
mats
analytique
est
pattie
projection
de c e q u i g~n~rale
un hom~omorphisme
~ admet un inverse
precede
en disant
que
~ : X~X 1CC 2 non seulelipschitzien,
lipschitzien.
c'est-~De p l u s ,
le
355
morphisme s: xS-x factorisent
6.3
analytiques
Nous a l l o n s ([G-T-S Iet
II)
de c o u r b e p l a n e Soit
ici
satur6es
sans
de d i m e n s i o n
de d o m i n a t i o n
des projections
de d i m e n s i o n
(cf.
1 est
parmi ceux qui
g6n6rales.
1.
d6monstration
complete,
[BGG] A p p e f i d i c e ) ,
de d i m e n s i o n
d'apr6s
Zariski
la structure
1. D ' a p r 6 s
ce q u i p r 6 c ~ d e ,
la saturation
de l ' a l g ~ b r e
des alg~-
toute
algebre
d ' u n germe
r6duite.
donc O = O X , O l ' a l g ~ b r e
d ' u n germe de c o u r b e p l a n e
f ( z l , z 2) = 0 ,
o~ f = f l " ' " f r '
tible.
la fermeture
Alors
sont
satur6es
et Pham-Teissier
satur6e
la relation
et qui
rappeler
analytiques
analytique
maximal pour
la normalisation
hlg~bres
bres
est
chaque f. 6rant 1
int6grale
r6duite~
une s 6 r i e
d'6quation
convergente
de O d a n s s o n a n n e a u t o t a l
irr6duc-
de f r a c t i o n s
r est
i s o m o r p h e ~ un p r o d u i t
santes ait
locales
t.1 de t e l l e
pour d6composition
d6finie
de l ' 6 1 6 m e n t • lots,
(c'est-~-dire
correspondant
K×X dans X×X est X
l'a~ons
Soit
n.
Soit
p le p.p.c.m,
= (til
.,~(i)) la suite ''" gi de c o u r b e p l a n e i r r 6 d u c t i b l e '
choisir
les
les uniformi-
r de OX,0e-~i=~ 1- f [ t i } image de z 1
d a n s OX~O, o~ n i e s t
la multiplicit6 de X e n O, q u i la d6composition
de z 2 d a n s OX, 0 •
haut,
l'id~al
I
de
TT¢[ti,t~l
d~fini~sant
id6aux
n.
_ t'.3 3 , z 2 ( t i ) - z 2 ( t 3 ) )
des multiplicit6s
(n i ~(i)
peut
(z2(tl),z2(t2),...~z2(tr))
~u p l u s
par
l'on
composante irr6ductible)
~ l'image
d6termin6
I.l,j
et
f a ~ o n que l ' 6 1 6 m e n t
p a r f i ( z l ~ z 2) = 0 .
comme n o u s
] [ ¢[ti], i=1
nI n2 n ( t 1 ~t 2 ~ . . . ~ t r r )
en 0 de l a i - e m e b r a n c h e est
direct
ni,
des exposants
cI{t.•,t'.]3
et pour chaque i, caract6ristiques
1K i K r ,
soit
de P u i s e u x
du germe
1
X.1 d 6 f i n i
de ( n i , ~~1( i ) ' ' ' ' ' ~ k ( i ) ) (Co( i ) = n i '
(ni'2ni'3ni'''''~l
~(i)
par fi(zl,z
eg( ii ) = 1) e t
soit
2) = O. S o i t E,1 c ~
e k( i )
le p.g.c.d.
le sous-ensemble
(i) (i) (i) ~i) o(i) ~(i) (i) '~1 + el '~1 + 2e '''''~2 ~2 + e2 '
•2( i +) ~z e 2(i)' ' ' ' ' P 3 _(i) ' ' ' "
,~(gi i) ~(i )+ 1,..-) gi
356
ou c h a q u e
symbole
spas-ensemble quer
que
contient
c'est
D'autre
" d6signe tousles
pour
chaque
r) 6OX, 0 ,
(h)=
suite
entiers
racine
a priori
a partir
p-ieme
on associe
P/ni) mi,j,
une
infinie.
de ~ i ) .
I1
faut
wet
chaque
de l ' u n i t 6
~ chaque
couple
i,j
- h.((wz) 3
))
ou v d 6 s i g n e
la
m. le l'J'~
Th6or~me
hppendice)
nombre
en T obtenue
en substituant
inf (m. (h)) h~Ox, 0 l'J'~
([G-T-S
113,
Th.
T-adique
1
.
3.1),
Pham-Teissier
(voir
donn6e l'algebre OX, 0 d ' u n ~ e r m e de c o u r b e = ~ OX, 0 [ ~ C { t i } 05 l ' i m a g e de z 1 d a n s OX 0 e s t i ,
multiplicit6
un 616ment
de ]~a i - ~ m e
h= (hl,...,h
s
satur6 0~, 0 d__eeOX,O
composante
r ) E OX, 0 ,
si et seulement
[B-G-G],
plane r6duite, n1 (t I ,...,tnr), r
de X, on a
(h. E ~) l,a
:
appartient
au
:
~)
Pour chaque
i, on a h.l,a = 0 __si a ~ E i
~)
Pour chaque
racine
p-i%me
ir~6ductible
h. = E h . t~ i l~a 1
si
et
. a t.,
•
Etant
une pr6sentation la
s6rie
(Zariski
:
n .1 6 r a n t
remar-
616ment
la valuation P/n i
d6signe
On n o t e
aussi
l'entier
P/ni) 1
notre
p/nj
v(h.(z i
h.(T
6.3.1
En f a i r
un semi-groupe.
part,
h= (hl,...,h
" ...
de l'unit6 ~ et ehaque
couple
(i,j),
i ~ j,
on a l ' i n 6 g a l i t 6
m.
(h)
l,j,w
Vo~ci n.
I
l'esquisse
d'une
d'apr~s
la Remarque
1 ' 616ment
(h® 1-
suivant
l®h')
~[ti
a une courbe
assez
Or on v 6 r i f i e
g6n6ral. ~1
(qui
6quisinguliere l'ouvert
1,j,~
d6monstration
la
est
: puisque
n'est
autre
que
au v o i s i n a g e
V(h® 1-
l®h').
engendr6
Proposition
, t ~_}
est
n.
en restriction
par
m.
chacun
des
id6aux
n.
( t ' l l -- t'.3 ] , z 2 ( t i ) -- z 2 ( t ~ ) )
i,]'=
~
par
2 du § 1,
entier
sur
suite
(1.4))
I .1 , 3 . , i l
r6guli~re, pour
suffit
v6rifier
que
de l e v 6 r i f i e r
n.
k ( t ' 1 1 - t'.3 3) + ~ ( z 2 ( t i ) facilement l'espace
donc
que cette total
de X = 0 e t
On e s t
une
que
ramen6
_ z2(t~)
) ou (X : ~ ) E ~ 1 e s t
famille
de c o u r b e s
de l ' 6 c l a t 6 le
point
a d6cider
de I
k = 0 est si
i,j
dans
contenu
en restriction
param6tr6e ~2)
est
dans a la
357 n°
courbe
n.
t i 1 - t~j 3 = 0 de l ' ~ l ~ m e n t
(h®l-
l®h')i,j
est
enti~re
sur
Ii, j
(pour
tout
(i,j))~ et le Th~or~me r~sulte presque aussit~t de 1 ~ , e n r e m a r q u a n t p/n i p/nj t. = T ~ t ' . = (wT) , wp = 1 p a r a m ~ t r i s e les branches de l a c o u r b e 3 n.
que
n.
t . 1 - t,. 3 = 0 . 3 6.4
Saturation Soit
section
Pelative
f:
o.
X ~'-'~Y
On s u p p o s e
et
un morphisme X r~duit
avons
en vue~on
supposera
fibre
(X , o ( y ) ) Y
est
a-dire
que
s~par~
et
XxX X
*
des
in~galit~
des
courbes If
de L i p s c h i t z
de O~X× ~
1-
pour
les
d~finissant
et
l'on
m~romorphes
et
applications tout
pour le
de p o i n t s
~ 2,
plongement
sans
(c'estf
ferm~ au p r ~ -
--o;(f)
: c'est
mal que c'est
satisfont
situ~s
la
l'instant
on l e n o t e
X qui
quenous
y E Y,
de OX a s s o c i ~
v~rifie
sur
muni d'une
de p l o n g e m e n t
On s u p p o s e
l®hE~f(U)}
couples
les
que pour
¥ le sous-faisceau
relative~
de f o n c t i o n s
dimension
planes).
~ nouveau
lipschitzienne
une
complexes
Pour
d i m X= dim ¥ + 1 e t
1 eta
l'id~al
analytiques
Y non-singulier.
U~ [hE~x(U)/h®
germes
d'espaces
localement
dans
u n e mSme
de f . Soit
lier,
par
satur~e
faisceau
fibre
sont
consid~re
d~fini
l'algebre
une
de d i m e n s i o n
fibres
l'on
et
mSme q u e
~ X × X . On c o n s i d e r e ¥
faisceau
le
les
~uisaturation.
f : XQ ¥
X r6duit,
X(y) = f-l(y) normalisation
et soit
un morphisme d i m X= d i m ¥ + 1,
une courbe
r6duite
plat et
muni soit
d'une
section
yE Y un point
en ~(y).
hlors
~ avec tel
que
g non-singula
fibre
d'une
part
on a p o u r
donn~e
dans
le
la
un diagramme
x-~Zy)
* T(y)
X(y)
de m o r p h i s m e s
dominants
d i m Y= 1 s ' ~ t e n d [05 O=OX,a(y
aussit~t)
) , ~y est
(cf.
[Te 2],
I
; la
correspondant l'id~al
d~finissant
preuve
au d i a g r a m m e [y]
d'alg~bres
cas
ou
suivant,
c l a n s Y au v o i s i n a g e
de y E Y
358
e t 7~ • O s o n i m a g e p a r Y
le morphisme
f
: -O, y - * O Ar g ( y ) ]
°/~x " F
et
d'autre
part
on a u n d i a g r a m m e
(s~
analogue
pour
lea
saturations
relatives
OxS ( f ) ( y ) ) d ( y )
O/~y. O
~ s(y),~(~
(X(y)
)s )
c'est-~-dire
X(y) s
~
xS(f)
(Y)
X(y)
La v 6 r i f i c a t i o n
eat
tres
facile
au vu de
(Loc.
cir.)
et
de l a
d6finition
de l a
~quisatur~
au
saturation.
6.4.1 point a) culier b) trivial
D4finition ~(y)C
X si
: la
On d i t fibrc
que
X(y)
Le m o r p h i s m e c a n o n i q u e il
y a un s e u l
point
eat
r~duitc
et
xS(f)(y)~X(y)
y l E Xs ( f )
Le m o r p h i s m e c o m p o s ~ Xs ( f ) e n Yt "
le morphisme
X ar---"~Y e a t
si
l'on
s eat
au-dessus
s ) X f 7¥
f:
a
:
un i s o m o r p h i s m e ,
et
en pa rti
de ~ ( y ) . eat
localement
analytiquement
359
6.4.2
Proposition
fibres
soient
:
des courbes planes.
~ue l e m o r p h i s m e f s o i t
D~monstration 2.3.1)~
:
~a(y')(X(Y')) de y ' )
D'apr~s
ainsi
multiplicit6
ny'
point
et enfin
O~X/OX) , i l
existe
planes
rare
du nombre de M i l n o r
point
tel
F~¥
yEY-F,
r~duites)
par
(cf.
a(y')
en a ( y ~) de X ( y ' ) ,
est
[Te 1 1 ] ,
un ferm~ a n a l y t i q u e l e hombre de M i l n o r
soit
de l a c o u r b e X ( y ' ) .
+ r y , - 1 ou r y ,
t.e.1
la platitude
constant,
(ind~pendant
T ' i n v a r i a n t 5 H , 5y, = dim~(OX(y , ) / O X ( y , ) ) d ( y , )
au p o i n t
que l e s
de ~ ( Y - F ) .
([Le-T 2]),
de t o u t
(courbes
M i l n o r 25y, = ]Zd(y , ) ( x ( y ' ) ) ductibles
f~(n.
quWau v o i s i n a g e
que l e u r
en t o u t
des fibres
des fibres
un ferm~ a n a l y t i ~ u e
la semi-continuit6
du O y - m o d u l e c o h b r e n t
F de Y t e l
I1 e x i s t e
6quisatur6
de l a m u l t i p l i c i t ~
g6n6rique rare
d f : X~c---~Y un m o r p h i s m e comme c i - d e s s u s
Soit
D'apr~s
et
l'6galit~
la
de J u n g -
l e hombre d e s c o m p o s a n t e s i r r 6 -
ce hombre de c o m p o s a n t e s e s t
5~galement i n d ~ p e n d a n t
de y ' E Y - F . D'apr~s
([Te 2],
I),
p u i s q u e 5y,
m o r p h i s m e f admet une r ~ s o l u t i o n sation
n : X-*X. P u i s q u e
aussi
constants~
que s i ble,
c'est
en f a i t
un s o u s - e s p a c e
In-l(a(¥))l-a(¥)
soig
constant
simultan~e
une r ~ s o l u t i o n dbfinissant
n-l(o(¥))
~tale,
sur d(¥)
tres
l e nombre d e s b r a n c h e s
nous notons S l'idbal
d6finit
est
au v o i s i n a g e
faible
ry t et
donn~e p a r
simultan~e
forte
n-l(d(y))
le
la normali-
la multiplicit~
d(Y) d a n s X, l ' i d 6 a l
tel
de d ( y ) ,
ny~ s o n t
c~est-a-dire S(~X e s t
inversi-
que l e m o r p h i s m e i n d u i t
contenant
r= r
Y
points,
et
donc f i n a -
l e m e n t on a un i s o m o r p h i s m e de ( ~ ¥ , y - a l g e b r e s r ~T-[ Oy,y[t i] i:1
OX a ( y ) '
tel
que~ p o u r un Y - p l o n g e m e n t l o c a l
est
muni de c o o r d o n n 6 e s ( Z l , Z 2 ) ,
X ~ Y x ~ 2 e n v o y a n t d(Y) s u r Y x O~ e t o~ E 2
i m a g e s de ( Z l , Z 2) r soit inversibIe, engendr~ disons par z 1 . Soit (~l,...,~r)C]--T O y , y [ t i ] l a d~i=1 composition dans 0 de l ' i m a g e de z . L ' h y p o t h ~ s e d ' ~ q u i m u l t i ~ c i t b impli~,a(y) 1 que, te
comme on l e v ~ r i f i e
locaie
t.1 ~ l ' o n
aussit~t~
l'id~al
qu'au
engendr6 par
prix n. p e u t s u p p o s e r que ~i = t ' l l
les
d ' u n c h a n g e m e n t de l ' u n i f o r m i s a n -
360 Consid6rons maintenant l ' i d 6 a l I d 6 f i n i s s a n t Xx X dans X×X : clairement X ¥ l ' a l g e b r e de ~ e s t ~y~,y-iSomorphe am p r o d u i t ~×~,n-l(~(y))xn-1(~(y)) Y ~-~.. O ¥ , y [ t i , t 1,3 Soit
~} e t
(HI,...,H
l'id6al
r) E~-fO¥ I
Iest
y[t i}
d6termin6 l'image
par ses images Ii, jCOY y[ti,t'j}.
de z 2 ; Hi E O ¥ , y [ t i } .
L'id6al
I
'
n.
est
i,j
n.
engendr6 par ( t i l - t'. 3 , H i ( t i ) - H . ( t ' . ) ) . Soit maintenant ¢~ l ' i d 6 a l de 3 3 J i~-T3•3 O ¥ , y { t i , t , j ] d6fini comme s u i t (t ile
t ~1) "
~i
=I
,i
•
i,i
D'apr~s
l o n g du s o u s - e s p a c e
:
si i ~ j ,
(~Te 21
de X x X d 6 f i n i
~i
'
I I ' § 5)
par
l'id6al
Y
pour chaque y' E Y voisin ~i,j
• Oy/~y,~y[ti,t
l'id6al
~
est
] ] ( t i , t ~ ), J
6quimultiple
e n ce s e n s que
i,j
de y,
~} e s t
= I.,,j e t s i i = j ,
,j
l a somme d e s m u l t i p l i c i t 6 s
~ g a l e ~ 25y, ,
des id6aux
doric i n d 6 p e n d a n t e
de y ' E Y v o i s i n
de y . Voyons maintenant appartient
comment d 6 t e r m i n e r
au s a t u r 6
relatif
s i un 616ment ( h l , . . . , h r ) E T [ O y , y [ t i }
~x,~(y)~s(f)c TTi O y , y [ t
i]
• Si n o u s p o s o n s
hi = E hi
tai ' h.1,a 9 v i l f a u t d 6 t e r m i n e r s i Z h. t~ - Z h. t '.a E I ' ,a E,y l,a I 3, a 3 i,3 pour t o u s l e s couples ( i , j ) . Remarquons que s i i = j , i l r e v i e n t au m~me de d6terminer
Puisque
si
t ~ - t~ a h. 1 ~ appartient 1 , a t . - t~ l 1
Z
l'id~al
multiple
~d6finit
une famille
l e l o n g du s o u s - e s p a c e
~ ~,i
param6tr@e par ¥ d'id@aux,
d6fini
par l'id6al
~--~ ( t i , t ] ) i,j
induit
par ~dans
la fibre
qui est
, parce
6qui-
que l a
i
multiplicit6 de y '
vaut
e(~v,) 25y,,
t e du p r i n c i p e suffit
de l ' i d ~ a l qui est
constant
de s p 6 c i a l i s a t i o n
de v 6 r i f i e r
la relation
(pour tout
de d 6 p e n d a n c e i n t 6 g r a l e
d'apr~s
l e t h 6 o r ~ m e de s t r u c t u r e
on d 6 d u i t
que,
l'on
et
si
l'on
(1~ i ~ r)
voir
de l a d 6 p e n d a n c e i n t 6 g r a l e
e t de 1~,
si
ceci,
de X × X - ¥ ¥ [Te 2 ] , I I ) , (§ 5 . 1 )
vu p l u s
p r e n d une b a s e - -5' ' ' ' ' ~ ~ Y l by k d e s d ~ r i v a t i o n s
n o t e D£ l a d ~ r i v a t i o n
de T ' [ O y , y [ t i }
e t D£1Oy,y I = ~uv£ -~, on a l ' i n c l u s i o n
obtenue
en p o s a n t
il
r6sul-
qu'il
dans une fibre
des anneaux satur6s
au-dessus
g6n6rale, haut,
de O y , y D£ t i = 0
361
D£
(en
effet
E h. l~a Ceci
t~ ne contienne 1
vations
que
1 ' isomorphisme
~(f)
voulions
avec
les
a)
:
~)
de v e c t e u r s
est localement
~ J -i~ % 'Y [ t i ] ~ O y , y
X(y),d(y)
Ceci
d'exposant
que
paraphraser
ler~sultat
correspondant
aux d~ri-
analytiquement
triviale,
® OX(y),d(y
~quivaut
) induit
~ l'~quisaturation
•
_s(f) ) est OX,~(y
satur~e
(h 1 ' ...,h
notations
en disant
la sous-algebre
r ) ' h i = E h .l ~ a
t ~1 *
avec
que,
pour
r ~i=l
de ~~X,d(y) ~ tels
hi, a 6Oy,y
~y,y[t
que,
du T h 6 o r ~ m e c i - d e s s u s
l'~l~ment
h. soit l~a
l'ensemble
pour
~s
~y E
pas
0).
des champs
On p e u t
1)
~l~ments
(ou E.I est
D£(~)=
~X,~(y)
d~montrer.
y E Y- F, l'algebre des
~
~X,~(y)
Remar~ues
form~e
et
par " i n t e g r a t i o n
un isomorphisme que nous
d~ja
(l < Z ~ k) -
ne contient
~,a
~s(f) (cf. [Te 2], I) que ~X,~(y)
D£"
en ce sens
6.4.3
=
D2(E h i , a a
implique,
(@s(f) ) ~ ~s(f) X,o(y) OX,~(y)
tout
nul
associ~
couple
si
a~E.
i
a la i-eme
composante
de X(y))
;
(i~j) I i ~ j, on a l'in~galit~
m.
,,j,w
(h)
>
m.
,,j,w
(m~me c o n v e n t i o n ) . On v o l t
ainsi
pourquoi
D£( 2)
de g e r m e s
de c o u r b e s
seulement
celle
r~sultat
avait
observer
Mr.
p. est
127)
n'est
construite
os(f) . _s(f) X,o(y~COx,v(y
On s a l t
planes,
]a
(cf.
) .
[Te 2],
constance
II,
§ 5)
du h o m b r e
que pour
de M i l n o r
e t de r , m a i s a u s s i l ' ~ u i m u l t i p l i c i t ~ Y Y ~t~ prouv6 topologiquement p a r L~ D . T . , [ L ~ ] ) . B~ger,
pas
la
complete,
conserve
fin
de ma d ~ m o n s t r a t i o n puisqu'il
O~ ( f ) A
au-dessus
n'est
pas
da p o i n t
alg~brique clair
que
g6n~ral
(ce
non
dernier
Comme me l ' a ([Te
la
famille
entra~ne
de 5
E.
une
25,
d~rivation
de Y.
fait
II, D qui
i
362
C H A P I TR
E
I I
IDEAL JACOBIEN~ MODIFICATION DE NASH~ ET THEOREME DE BERTINI IDEALISTE
Introduction.
Dana ce chapitre~
des eapaces lier
d'un
eat
celle
de
l'id6al
rang
tangents espace
un plongement d'utiliser
analytique
pour
qui
s'exprime
nous
un espace
X, m a i s
m~me p o u r
la
et
d'obtenir
tr~s
utile
de N a s h ~
la modification
§ 1.
Ideal
1.1
Soient
cas
absolu
~acobien f:
X-S
un morphisme
not6 [Ca3
; expoa6
14 ; j ' u t i l i s e r a i
y sont
l'id6al
routes
autres,
~ la
c'est-~-dire
fibres
d'un
de d 6 f i n i r associ6s
S 6gal
racine
jacobien,non
les
est
celle
mineurs
de
de l ' i d 6 a l
deux points de l a
g6om6trie
de B e r t i n i ~ mineurs
alors
de
ver-
de l a m a -
que
de c e t
le
th6o-
id6al.
seulement
pour
morphisme~ l'id6al
et
de
3acobien
a un morphisme
X.S,
puis
~ un point.
relatif.
1 ~X/S ) le @X-module coh6rent
1 de ~ X / S q u i
de c e r t a i n s
certaina
de N a s h r e l a t i v e en prenant
de c e s
singu-
limites
de g 6 n 6 r a t e u r s
du t h 6 o r ~ m e
appartenance
pour
les
quantitative
de d 6 f i n i r
simultan6ment
modification
le
leur
par
fondamentaux
par
un point
alg6brique
I,a c o m p a r a i s o n
int6grale
limites
positions
de f i n i t u d e s
engendr6 par
l'6tude
syst~me
positions
vers
de c e s
engendr6
d'un
x~EN+I.
d6pendance
l'id6al
s'exprime est
jacobienne
th6or~mes
la
et
l'id6al
une version
par sur
r ~ m e de B e r t i n i I1
c'est-a-dire
les
tendant
g6om6trique
de N a s h N ( X ) - X ~
local
les
prouver
3acobienne
relatif
de X,
non singuliers
X. L ' 6 t u d e
d i m X de l a m a t r i c e
permet
trice
analytique
jacobien
N+I-
sion
points
de l a m o d i f i c a t i o n
d6finissant rue
en des
on c o m m e n c e ~ 6 t u d i e r
d6montr6es).
d'espacea des
1-formes
sans
les
Pour
chaque
analytiques
complexes
diff6rentielles
rappeler entier
les
et
~ f1 (aussi
relativeg
propri6t6s
d ~ O~ on p e u t
(cf.
616mentaires d6finir
363 le faisceau
coherent
d'id~aux
[G-R]) qui a la p r o p r i ~ t ~
(cf.
a F d ( ~ ) . OX(s) = F d ( ~ X ( s ) ) comme s u i t
: tout
point
sivement encore noter
de F i t t i n g
Fd(~ ~ ) C O X ( c f .
Loc. c i t . )
Ce f a i s c e a u
qu'il
d'id~aux
existe
Xr
§ 1,
que p o u r c h a q u e f i b r e peut ~tre
x ~ X p o s s ~ d e un v o i s i n a g e
X, t e l
[Te 3 ] ,
ouvert,
[Pi],
X(s)= f-l(s)
d~crit
on
localement
que n o u s a l l o n s
abu-
un S - p l o n g e m e n t de X d a n s s x C N
:
~. S × E N
S
Soient
fl,...,fmEOS,s{Z1,-..,ZN}
de O
N
Sx¢
,sx[O}
,
ou s = f ( x ) ,
i/i 2
s~ N ,~×[o] d e s
d~finissant
[ 0 ] ) , On a a l o r s
(X,x)~(s×EN,s×
ou d d 6 s i g n e
=O
d ~ (~1
.
la diff6rentielle
X) x
b, DI
X/S,x
naturelle
O
N
* 0 . (~1
~ hE&s,s[Zl,...,z
8h
N} l ' 6 1 ~ m e n t Z
~
1
I1 r ~ s u l t e
aussit~t
Fd(~) x est
l'id~al
ce j a c o b i e n n e
de c e c i
et
de l a d ~ f i n i t i o n
N
)
qui
s×¢ I s sxfO}
N
~ associer
I
exacte
s×¢ ,s×{O} revient
de l ' i d ~ a l
l e p l o n g e m e n t de g e r m e s
la suite
S×~N/S
g~n~rateurs
dz i
•
*
d e s i d ~ a u x de F i t t i n g
que
de OX, x e n g e n d r ~ p a r l e s m i n e u r s de r a n g N - d de l a " m a t r i -
relative"
~f. (~zl.) 1
choix d'un S-plongement local
1~ i ~m,
1~ j ~ N , .
comme c i - d e s s u s
c'est-£-dire
on a
que,
pour tout
:
ra(O)x
I
b(fil'"''fiN_d ) ~(Zjl' 'ZJN_d)
(les
indices
~[il,---,i~_d}C {1,---,-},[Jl,..-,JN_d}C{1,---,N}I • ~ X , x
sont supposes tous
distincts).
364 Un c a s
particulier.
fl,...,fd est
et
une
point
routes
intersection
s= f(x') espace
que
Supposons
de
la
d6finition G dans
tangent
Tx(s),y
grassmannienne
(x'),
encore
G= G(N- 1,d-
{Jl ....
~ les
dans
en x'
not6e 1)
s×EN
de d i m e n s i o n
En c h a q u e
de P l ~ c k e r
(~)-1
projeetif
~]~.,z.)
31
sont
, ~ X(s)
d,
m~me du p l o n g e m e n t
l'espace
X(s)
d6fini
relative).
de d i m e n s i o n
~(fl,''',fN_d)
~'(~.
les fibres complete
l'espace vectoriel
que X est
que X x'EX(s),
direction
, d a r t s cN,
d-l-plans
de s o u s -
c'est-$-dire
darts ~N-I
et
un
par
la
209) de l a g r a s s m a n n i e n n e
p.
d~terminants
'JN-d ) ~{I'''''N}
alors
non-singulier
d~termineune
([G-HI,
N- d 6quations
d (on dit
point
Tx(s),x
des
par
jacobiens
sont
les
coordonn6es
homogenes
3N_ d
(~)-I de l'image dans ~ l'ensemble
du point de G d6termin6 par Tx(s),x , • Ainsi, natant X°
des points
x' E X qui
sont
non-singuliers
dans
leur
fibre,
nous
:
avons
L'application analytique ("morphisme jacobien x ' E X° a s s o c i e
le
point
de c o o r d o n n ~ e s
X °~ (~)-I
relatif")
qui
homogenes
~(fl,-..,fN_d ) ( x ' ) , [31,-..,JN_d }~ [ 1 , . . . , N ] ~(Zjl,''',ZJN_d) (les
indices
3k s o n t
suppos6s
2 a 2 distincts) (~)-1
coincide
avec
("morpbisme
l'application
de G a u s s
compos6e
relatif")
qui
X°
~
¥ ~G •
, ou y e s t
a x ' E X° a s s o c i e
la
direction
l'application Tx(s),x
, , et
(~)-I G~
est
le
Remarquons biens
est
surfaces
p]ongement
qu'en
non nul,
un point
puisque
f. = O doicent 1
de p o i n t s
de P l f l c k e r .
les
~tre
x!l E X° t e n d a n t
x ' E Xo, espaces
en position
vers
un point
]'un
au m a i n s
tangents g~n6rale. singulier
des
en x' Si x,
d~terminants
aux fibres nous
la
prenons
position
jaco-
des N-d hyperune
suite
limite
(dans
m(~)-I ou d a n s
, ce qui
revient
a u mgme) d e s
espaces
tangents
Tx~xl
sera
en
1
partie
d~termin~
par
minants jacobiens
]es
vitesses
relatives
avec
lesquelles
les
divers
d6ter-
G,
365
8 ( f l ' " "" ' f N - d ) 8(z .... ,z. ) (x~.) 31 ' pour
vers
O. Comme n o u s
Exemple
raison
que
, montrant ¢4
f :
¢4
Ce m o r p h i s m e E4 n e s e
le
que
le
concept
le
cas
morphisme
n'est
pas
rencontrant
de d 6 p e n d a n c e
particulier
verrons
d6fini
par
surjectif,
qu'en
et
O. h u s s i
u 1 = xz,
f-l(o) il
plus
1.1.1
toutes
dimension,
le
cas
d'apr~s 22)
si
particulier
un r6sultat
nous d,
il
un ouvert
k= ()~ij)Eu
sans
, le
faire
les
pr6c~dent classique
supposons
dimension existe
que si
d'hypoth~se
de Z a r i s k i
sous-espace
la
pas
permet
les
le
bas,
r6union
c'est
U de l ' e s p a c e d6fini
u 4= yt.
que
purement le
de f s o n t
tN
utile.
particulier.
6tonnant
nombre des
tr~s
de d e u x p l a n s
commutative,
dense
sera
u 3= yz,
d'6tudier
_
X 1 de S ×
bien
de f s o n t
fibres
sur
est
tres
fibres
d'alg~bre
que routes
nous
u 2= xt,
est
n'est
facilement.
Lemme , m o n t r a n t
int~grale
pr6c6dent
F o ( ~ ~) = O, comme on l e v 6 r i f i e
Th.
le
JN_ d
cette
Soit
tendent
cas
de l a m~me :
[Z-S],
purement
tel
II,
de l a mSme
g~n6rateurs,
au voisina~e
ait
g6n~ral
(cf.
Em(N-d)
l'on
dans
alors
que,
:
s~i
de s × ~0} p a r
les
N- d 6quations
gl et
~ui
contient
6videmment
L'on plus
si
X(s)
un argument au
se
trouve
est
r6duit,
du t y p e
de
?~li
fi
X dans
on p e u t la
'''''gN-d
X, a s e s
pour
preuve
=
m E i=l
kN-d, i
fibres
de d i m e n s i o n
le
particulier
cas
supposer
que pour
du t h 6 o r ~ m e
f. l d.
6tudi6
plus
k E U, X l ( s )
de B e r t i n i
haut.
est
De
r6duit,
classique,
et
uar
laiss~
lecteur.
En p a r t i c u l i e r , analytique id6al
de
intersection des
m E i=l
=
prenant
r~duit la
purement
forme
Sun
point~
de d i m e n s i o n
on o b t i e n t d peut
(fl,...,fN_d,fN_d+l,...,fm)
complete
composantes
pour
r6duite
irr6ductibles
d~fini
germe dans
o~ ( f l , . . . , f N _ d )
X1 de d i m e n s i o n de c e t t e
~tre
que tout
d : X est
intersection
tN p a r d~finit
r~union
complete,
d'espace un une
de c e r t a i n e s et
en particulier
366
Xo1 n X ~ X ° ( o u Xo d 6 s i g n e
on a l ' ~ n c l u s i o n o
X1 N X e s t X°-G
dense
coincide
d a n s X, e t avec
Sous l'hypothese sion
la
que
les
me de G a u s s r e l a t i f . avec de
lesquelles
l'id~al
toutes
du f a i s c e a u d'un
les
fibres
X-isomorphe
dense
relatif~
non-singuliere
a X NX de
l'applieation
de f : X ~ S
g6om6trique
r6duites
d'id~aux
et
Fd(~). petit
au m o r p h i s m e o b t e n u
vers si
O est
purement pour
rapports
sur
point
G.
de d i m e n ]e m o r p h i s
des vitesses
d'~tudier
l'6clatement
nous nous restreignons
Localement
comme c e c i
et
les
de d i m e n s i o n
de c h a q u e
de G a u s s
analogue
d'~tudier
tendent
r6duites
assez
sont
de X ) ,
de G a u s s Xo1
de l ' a p p l i c a t i o n
d a n s X~ on a u n r ~ s u l t a t
c'est-~-dire~
de f s o n t
ouvert
pattie
~ XO 1 ~x
mineurs3acobiens
c)h6rent
voisinage
fibres
La m a n i e r e
jacobien
les
restriction
restriction
o q u e X1 Q X e s t
d et
la
la
au c a s
o~
d~ l ' 6 c l a t e m e n t
~f(X) ~X
X,
au-dessus
x 6 X,
c'est~-dire
ce m o r p h i s m e e s t
: (~)-1
On c o n s i d ~ r e F~X ° × GcX ° × induit
par
l'id6al
la
m(~)-~
jacobien
tangents
tives, r~s
trop
cette que
:
1.2
Soit
tel
que
dans
grand
et
le
le
Soit
Gf
1 Of,
c'est-~-dire
d sur
Gv ,
des
le morphisme ~£(X) ~X
a l'~clatement
d a n s X de
exactitude
limites
un peut
les
intersections
de r e g r e t t a b l e s
completes
le nombre des mineurs redondances.
moins explicite~
espaces
diff~rentielles le
[Ca]~ et
des exp.
que
le
quotients XII)
analytiques
relatives
compl~mentaire
grassmannienne (cf.
avec
de ce c a s ~
un morphisme entre
d = dim X - dim S s u r
de r a n g
et
qui
d'esrela-
consid~-
I1 y a cependant fonctionne
tou-
de N a s h r e l a t i v e .
rang
libre
relatif~
ne d ~ c r i t
dehors
en a p p a r e n c e
X~S
la
du g r a p h e
X-isomorphe
particulier
contient
1 module ~f des
g)x
cas
queen
la modification
f:
jacobien est
construction
du f a i t
une construction~ jours
projection
dans X×~
relatif.
~ cause
est
~f(X)
du m o r p h i s m e
premiere
Cependant paces
l'adh6rence
d'un
soit
(r~els
ou c o m p l e x e s )
localement
ferm~ analytique
localement
libres
.1 q u e g Of a u n q u o t i e n t
morphisme g est
universel
libre
de
rare
F de X.
de r a n g
d de
L localement pour
cette
pro-
367
printS. et
D'apr~s
d'apr~s
espace
est
analytique
Gf e t
que
est
r~duit,
propre
donc une modification
tive
de X / S .
modification
d~finie
Remar~ues
:
come c e c i
1)
: sur
~ un fibr~ fibr~
vectoriel tangent
le
pour
tout
X×G,
o~ G e s t
Gauss
X - F Y-~ G .
la
3) truction
valable
constant
sur
localement libre
le
tout
espace
aussi
d qui
de X - F .
un sous-
Nf(X)
ferm~
Le m o r p h i s m e
n'importe
uS
complbmentaire
torsion, le
d'un parmi
cette
de d i m e n s i o n
chaque
celles
K brant
correspond
f-l(s) l'ouvert sur
A ( X - F) dense
Nf(X)
tout
du ON~ ~ - m o d u l e
signifie
que des
des points
de X - F .
identifier de c N
est
Nf(X)
en-
v ~f ~ fI.
un cas
ont
limites
~ l'adh~rence
dans
du m o r p h i s m e
d'une
libre
propri~t~
de
cons-
de r a n g
de X : i l
admet un quotient de t o r s i o n .
identi-
pour
particulier
rare la
peut
En f a i r ,
du g r a p h e
analytique qui
1'on
directions
O X - m O d u l e M, l o c a l e m e n t ferm~
en
de N a s h r e l a t i v e
fibre
LfINf(X)
est pure.
fl I X - F = ~ X _ F / S
~ l'ensemble
d-plans
on l ' a p p e l l e
proprietY.
adh6rence
c'est-~-dire noyau
libre sur
de N a s h r e l a -
de N a s h a b s o l u e
r~duit
fibre
pr~c~dente quel
et
vectoriei
de f e n
des
La c o n s t r u c t i o n
v : N(X) ~ X
en un fibr~
cN , on p e u t
grassmannienne
modification
v~Tf sur
Ivfl(x)I
aux fibres
L ; O-K~T~M~L~O,
est
propre,
vectoriel
pour
par
l'ensemble
modulo
F)
un morphisme
la modification
localement
minimal
XcS×
note
induit
Le f i b r ~
an quotient
~ : X' ~ X m i n i m a l e libre
g est
appel~
localement
canoniquement
vf est
est
caract~riser
s'~tend
pour
g induit
au-dessus
analytique
fibre.
local
et
La m o d i f i c a t i o n
~ cette
tangents
X- F--~Gf
Gf de o ( X -
pui sque
on l a
de X.
La c o n s t r u c t i o n
S-plongement
modification
un point~
le OX-mOdule
x E X,
en x d'espaces tout
vf : Nf(X) ~X
T f de r a n g
morphisme 2)
fier,
pour
correspondant
De p l u s
S est
R- F,
,
d~finie
de X.
On p e u t
v f l ( X - F) c N f ( X ) tier,
bim~romorphe
de N a s h ( a b s o l u e )
particulier
dans
Nf(X)cGf
un isomorphisme
Le m o r p h i s m e Lorsque
l'adh~ronce
not~
et
vf y induit
:
on a u ~ e s e e t i o n b i e n
de R e m m e r t ~
ferm~
qui
O~finition
Ie
d~finition,
un thbor~me
vf : Nf(X) ~X dans
cette
existe
une
q u e ~eM e s t localement
Ce r ~ s u l t a t
peut
~tre
368
v u comme u n c a s du t h ~ o r e m e
particulier
d'aplatissement
Modification
libre
de r a n g
soient
:
a)
dans
Soit
f:
X de l ' i d ~ a l pf
ou l e s
fibres
se
de l ' i d ~ a l
deux morphismes
X~S
est
sont
dehors
d'un
~acobien
r~sum~e
un morphisme
la modification
le morphisme
celui
bclatement
d = dim X - dim S e n
~f : Nf(X) ~X
l'~clatement
et
de c e s
Proposition
simple,
lin6aires~
de [ H - L - T ] .
de N a s h r e l a t i v e
La c o m p a r a i s o n
1.2.1
tres
anal~tique
de N a s h r e l a t i v e
jacobien
factorise
relatif
la
1 ~ue ~f soit
tel
ferm~
dans
relatif.
localement
rare
F d__ee X
de X / S e__~t p f : ~ f ( X ) ~ X
de X/S.
canoni~uement
atravers
~f
:
~f(x) Pf~°~vfNf(X) X
b)
le morphisme
complete du c a s c) il
routes
localement dont
sur
le
relatif
de X 1 / S
point
fibres
X est si
de f p u r e m e n t
localement l'on
est
une
dans
b)
de X d a n s u n e
les
purement
fibres
sont
coincide
avec
: finalement~la
d~e X 1 / S p a r
la
sur~ection
a)
:
de X/S e s t
la modification
~ l'~clatement
de d i m e n s i o n
X un plongement
de X p a r
X-isomorphe
Prouvons
si
c'est-a-dire
de N a s h r e l a t i v e
stricte
d'apres
de S,
les
routes
la modification
transform~e
un isomorphisme
intersection
la
situation
d et
r~duites,
ci-dessus.
supposant
Xl~
est
au-dessus
particulier
existe
relative et
relative
qf
l'~clatement
modification
de l ' i d ~ a l ~Xl-~X
D apr~s
la
~0
de d i m e n s i o n
canoni~uement
dans
il
Oacobien
de X / S e s t ~acobien
au plon~ement
de N ¢ ( X ) ,
a la
de X 1 / S ~ ~ u i
de N a s h r e l a t i v e
correspondant
r~duites,
X-isomorphe
X 1 de l ' i d ~ a l
de l ' i d ~ a l
complete
d et
de N a s h r e l a t i v e
de ~X i m a g e
d6finition
intersection
suffit
relatif
X~X 1 •
de p r o u v e r
que
369
pf~f
1
a un quotient
morphisme
au-dessus
l'ouvert
des
de F i t t i n g
donc
son
pfl(x-F).
([G-R],
5.4.2
de r a n g
dl
ideal
de r a n g
de F i t t i n g
ou [ P i ] )
d'ou
libre
ceci
entre
est
Or~
part~
morphisme libre
par
([Te
id~aux d sur
3]),
de
570,
de O ~ f ( X ) •
un iso-
d sur
la
formation
[Pi])
implique
Le ( ~ f ( X ) - m o d u l e
analytique
D'apr~s
est
du m o r p h i s m e
d~finition
p.
l'ouvert
pf
de rang
La c o m p a t i b i l i t ~
inversible.
implique
le
localement
D'autre
1) " ( ~ f ( X )
localement
d-i~me
dense
F)
pfl(x-
u n lemme de R a y n a u d libre
localement
q u e p~Qlf a u n q u o t i e n t
a).
Prouvons d'apres
donc n~ 1 est ~f f
d.
est inversible. f(X) a u c h a n g e m e n t de b a s e
Fd(P~fll):Fd(~
P~f 4 est et
dense
de r a n g
F d ( Q l f ) . (~~
idSaux
l'~gallt~
libre
de X - F ,
analytique
l'id6al
Pft
localement
b)
:
ce que nous
Si X est avons
localement
vu plus
une
intersection
haut,localement
sur
complete
X,
le
relative,
c o m p o s ~ de l ' a p p l i -
(~)-1 cation
de G a u s s
morphisme 2)
adhbrence
et
dans
l'~clatement
s E S, de l a
(X(s)) ° avec
X- F~G-~
d6fini
par
les
jacobiens.
description
de
d~finition morphisme
Remarques
que
c)
:
la
fibre
fibre
de X 1 s u r
universelle.
soit
(X1)(s)
dense
une propri~t~
qui
dans
:
1)
et
complete
donc
existe
relative
est
(Xl(S))°
le
nX(s).
r~duite,
morphisme Le p o i n t
de N a s h r e l a t i v e
r6sulte
comme
tel
sur
coinciavec
relatif
X un
que pour
cha-
irr~ducti-
N X est
contenu
dans
de X, c o i n c i d e
aussit~t
comae adhbrence
le
globalement
composantes
de G a u s s c)
aussi
avec
renarque
coincide
X1 ,
de p l u s et
jacobien
localement
des
du p o i n t
En a d a p t a n t
il
la
, cette
de c e r t a i n e s
X(s),
(X1)(s)°
l'id~al
r~union
de l a m o d i f i c a t i o n de G a u s s ,
Lemme 1 . 1 . 1 ,
intersection
D'apr~s
de N a s h r e l a t i v e localement,
le
coincide
X- F~
relatif
D'apr~s
X(s)
de
du m o r p h i s m e
la modification
jacobien
de X d a n s u n e
mineurs
l'~clatement
du g r a p h e
deux v~rifient
, est
celui
la
de l V i d ~ a l
les
plongement
bles
de P l f l c k e r ,
aussit~t
Prouvons
que
plongement
X×
impliqne
puisque
le
X- F~
ci-dessus,
dence
avec
de c e c i , du g r a p h e
de l a du
b).
au c a s
relatif
la
preuve
donnbe
dans
[Te
3],
§ 2),
370
on o b t i e n t
une preuve
Proposition
:
Si
Nash r e l a t i v e
est
c'est-~-dire
toutes
plat
et
Soit
N(f)
de X ( s ) ~
(E~pl~
: x2
par
cation
sans
pour
relative
vf
que
au c h a n g e m e n t
tout
de
la
les
fibre
la
pas la
si
la modification
de
le mor~hisme fest
vf
formation
l'axe la
est
• X f-~s
lisse~
de
~ on p r e n d r a
la modification
avec
la modification
de
de N a s b
en g b n b r a l . d e s s~ en s = 0 . )
propri~t~
de f s o n t
transform~e
X(s)
en g ~ n b r a l
de b a s e
sur
fibres
s 6 S,
seulement
ne c o i n c i d e
mal e n u t i l i s a n t
de Nash~ q u e s i
r~duites,
et
r~duites,
le morphisme compos~ Nf(X)
- y 3 + s 2 y 2 = 0 projet~
contre
de f s o n t
si
c'est-a-dire
ne commute p a s
:
lisses.
vfl(x s)
relative
.fiera
fibres
~ fibres
que N(f)-l(s)=
Nash N ( X ( s ) )
les
suivant
un isomorphisme
2) garde
de l ' ~ n o n c ~
universelle
purement
stricte
canoniquement
Le l e c t e u r de
v~ri-
la modifi-
de l a m~me d i m e n s i o n
par
la modification
isomorphe
et
de N a s h
a la modification
de
N a s h de X ( s ) . 3) tive
En r o u t e ,
comme d ' a i l l e u r s
l'~clatement
d'un
d'une
intersection
bable
que
ment. Voir
trant
toute
ideal,
[No],
qui
Difference
Reprenons en
l'exemple [0].
L'id~al
, z,tl,
et
m a x i m a l ~ de ~X,O ~ exceptionnel des
morphisme tout
son image.
deux plans fini
(en
l'~clatement
de l a
r~union
dont
l'~clatement une
s~par~s,
tandis
la
soit
un i s o m o r p h i s m e
Le m o r p h i s m e
de f a c t o r i s a t i o n
I1
para~t
et
la
~tre
que
projective la
le
un ~ c l a t e -
des
modification
carr~
les
(comptbe
et
2 fois)
de N a s h de X
a sbparer
deux plans
a ~clater
~2 de
deux plans
$1
consistant
q consiste
impro-
de ~4 s e r e n c o n -
modification
de c h a c u n
tr~s
~crit
dans X s~pare
droite
jacobien
Proposition.
jacobien
peut
localement
l'id~al
~lobalement
de l a
normalisation)
en i n d u i s a n t
X par
q u e F2(Q ~ )o e s t
v~rifie
induisant
fait
sur
de N a s h r e l a -
est
X de d e u x 2 - p l a n s
correspondant l'on
projective
X 1 comme c i - d e s s u s .
une partie
entre
modification
induit
a inspir~
darts c h a c u n
plans
relative
l'id~al
aussi
a un d i v i s e u r
le
ici
de Nash~ m~me a b s o l u e ~
(xz,xt,yz,yt)c~[x,y
est
a savoir
la
localement
la modification
seulcment
l'id~al
a v o n s m o n t r ~ que
modification
complete
4) de N a s h .
nous
les
s~par~s
darts N(X)
deux sur
le
371
carr6
de l ' i d b a l
d6finissant
v-l(o)
Pl
J(X)
N(X)
s
§ 2.
Th6or~me
2.1
Soit
~ : x~S
de B e r t i n i
id6aliste
X un s o u s - e s p a c e le morphisme
le
par
la premiere
localement
libre
de r a n g
On s u p p o s e
enfin
X d6fini
d a n s un o u v e r t
globales
GI,...~G
par
des sections Pour
tout
choix
respectivement~ K= [ k ~ + l , . . . , k engendr6
par
pour c)~ les
d = dim X - s d e h o r s
~I,...,M], 616ments
entier
d'un
on s u p p o s e
ferm6 analytique
U de ~ s × ~ M
(tl~...~t
s)
2~ O g £ g s e t
o~ c = c o d i m s de l a
projection~
E s × ~O) •
par
Notant 1= ~1 ~¢ x/~ s
rare
un i d 6 a l
de X .
engendr6
pE H°(U,%s×EM) •
de c o o r d o n n 6 e s tout
section.
de c s × ~M c o n t e n a n t
analytique
induit
long d'une
forme
:
×~
et
tout
(Ul~...~u choix
M) s u r
d'un
MX = M - d , n o t a n t
Ju
Eset
~M
sous-ensemble l'id6al
de OX
372
b~Gil u k I .. "'Uk£ .b(Uk
'Gi c )
I ~...,Uk~
, u k£+ 1 , . -
''Uk c )
ou { k l , . . . , k ~}~{1,...,M] et [ i l , . . . , i c] c [ 1 , . . . , p ] on a
2.1.1
Th~oreme
pour
tout
de l a
:
point
forme
I1
z~ ~s×
existe
un ferm~
{O]-F,
l'image
analstique dans OX,z
~(Gil ,G i ) c ,tj£~u k£+1 ~... 'Ukc )
~ ( t 3. .1.'.
rare
soit
:
F d_~e ~ s ×
de c h a ~ u e
entiere
[0]
tel
d~terminant
dans ~X,z
~ue, Oaeobien
sur
l'idbal
(JK)z = JK" ~X,z" D~monstration comme d a n s
finie) ~(D.) 1
Soit
(Chap.
irr~ductibles diviseur
:
I,
de Z'
~ : Z'~X 1.4.2)
par
en composantes
propri~t~
ont
Soit
z6 ~s×
~0] \ F .
alors
surjectif,
dense
U. c D . e n c h a q u e 1 1
et
par
Z" e t
donc Dre d coincide 2)
Le m o r p h i s m e
5)
Le t r a n s f o r m ~
uj .0 X (lg En e f f e t ~ seur~
~,
Best
j ~M) la
puisque
est
propri~t~ Z'
un ideal et
un voisinage
~tant
point
z'
sous-espace D. 1,red
~ o ~ induit strict vide
duquel
par
1) v i e n t normal
d~composition de c e l l e s
rare
dans
analytique
le
(localement
~s×
des
{0}.
ferm~
images
Par
la
de X, e t
assez
de z s u p p o s e r
existe
petit
local
sur
X, n o u s que F= ~,
c o m p o s ~ ~ o ~ I D . : D. ~ s 1 1
un ouvert
on a l e s
analytique
propri~t~s
Dre d sont
tous
est
partout
suivantes
:
deux non-singuliers
en z',
de z ' •
une submersion
Di,re d-~s
des
sous-espaces
est
normal
.
de X d ~ f i n i s
par
de z ' .
de c e q u e Z est
DcZ"
est
~ de c h a c u n
au v o i s i n a g e
Soient
r~union
est
composantes
du t h ~ o r e m e
au v o i s i n a g e en z'
sa
JK
de ~ s × ~0] .
Le m o r p h i s m e il
des
inversible.
rare
a l'id~al
de c e l l e s
U D. 1 i6I BcX la
l'~nonc~
consequent
avec
D=
Soit
analytique
~0] .
le
r~union
un sous-ensemble
Puisque
que ~(D.)~s× 1
L'espace
induit
de X a s s o c i ~ e
que ~(D.)N(~ s× {0]) 1
un ferm~
et
Z" l a
ideal
en nous restreignant~
c'est-~-dire
1)
cet
propri~t~
F est
soit
irr~ductihles.
du m o r p h i s m e
Bn (~s × ~0])=
pouvons
la
et
ou JK " OZ'
de Z" d ~ f i n i
qui
la modification
non-singulier
et
que D est
en codimension
1.
un d~vi-
La p r o p r i ~ t ~
373
2) v i e n t
du t h 6 o r ~ m e
de S a r d
et
la propri6t6
3) de l a d 6 f i n i t i o n
du t r a n s f o r -
m~ s t r i c t . On p e u t
donc choisir
(t~,...,t~,wl,...,w
et
un systeme
d) p o u r ( t 3" ° ~ ) z '
Z'
A)
On a i t
= t ' .3
B)
Le s o u s , e s p a c e
C)
On a (Um ° ~ ) z ' : Am w 1
en z'
Puisque
tel
(Di,red)
.
zest
d~fini
off Am e s t
G i . OX~ O (1 g i
soit
~p)
wl~Z,
z,
identiquement
on a G i • OZ, ~ z r ~ O e t e n 5G.
5 St'.
puisque,
3
(G. ° E) 1 Z'
grace
=
M
1 ° E) (~--'7---0~.
3
~ la propri6t6
~t'.5 (Um ° ~) = ~ m Wlm , q u i J 3 dans OZ,~z,
on p e u t
~crire
~(tjl,...,t.
,u.
,...,u
K~+.
--
sur
et
e
et
donc finalement~
+
O, s o i t
inversible,
z'
estun
1 * E) (~---7"7".0%,.
m:l
j
avons
multiple
k ) ° u c z'
~
z'
5
3
(Um " E)Z'
~ 0
d a n s OZ, ~ z ~ :
de (Um o ~)
z
, nous
en d~duisons
que
=
3~
les
particulier
5G.
2
c) I nous
31
ou l a somme p o r t e m
par
(l~m~M).
(*)
et
locales
que
(l~j~s)
~m
~mE •
de c o o r d o n n ~ e s
'
~= (ml,...,m
£)
contenus
'Um~
k~+l
dans
[1,...,M]
"'~Ukc
Z'
\ (k£+l,...,k
c)
= ±1,
a(u o~)
chaque
composante
en chaque
point
m
puisque
~t'. J
irr~ductible z'
duquel
D. de D c Z " 1
on a
'
...,t.
2£
multiple contient
de UmO~, on a m o n t r ~ un o u v e r t
analytique
:
~(Gil'''''Gi a(tjl
estun
,u k
c
~+1
) ,..
~/
"'Uke
) o
z'
C o K .%
,z'
que dense
374
Passons
maintenant
JK • n s ' a n n u l e
~ la
r6union
identiquement
z ( ',' ) d e s c o m p o s a n t e s
; par
malis6es
des composantes
D'apr~s
1 ' hypoth~se
faite
sur
analytique
dense
en c h a q u e
un ouver t • ~,
et
(umOX)z,
un systeme
et
soit
de c o o r d o n n 6 e s
A')
(t.o~) J
B')
(umO~)z,
le
est
de X s u r
construction,
=
t'
G1 X/¢ s
O soit
,
point
de c e s
z v duquel
inversible
sont
les
nor-
identiquement. composantes
Z"'
(1 s m ~ M).
( t l ,t . . . , t s , W l , . . . ~ w
locales
lesquelles
composantes
JK s ' a n n u l e
chacune
sur
est
lisse
On p e u t
d) s u r
contient
Z"'
surts
par
doric c h o i s i r en z'
gel
que
3
= 0
m~me c a l c u l
lesquelles
ces
de Z'
ou b i e n
que ci-dessus
est
inversible
montre
que
~(Gil,...,Gic) ~(tjl,...,t
d'ou
le
r6sultat~
irr6ductible
2.1.2
puisque
alors
3~
,u. ,...,u K£+ 1
cet
616ment
k ) ° x c s'annule
= O
,
z' sur
toute
la
composante
de X c o n s i d 6 r 6 e .
Remarque
(th6oreme
de B e r t i n i
id6aliste
sans
section)
:
Soit
X m gs×~M
01/ cs
le
diagramme
plus
que X contient
d'une
section
§ 2,
2nd p a r t )
2.1.3 tel
d6crivant
la
situation
Es× [0]
d : ~S~x
que
~(B)
soit
(c'est-~-dire
de ~ ) .
T h 6 o r ~ m e de B e r t i n i de m e s u r e
du T h 6 o r e m e p r 6 c 6 d e n t ~ ne s u p p o s o n s
La mSme p r e u v e
id6aliste nulle
: dans ~s
et
plus
que ci-dessus
I1 existe tel
m a i s ne s u p p o s o n s l'existence montre
:
(cf.
un ferm6 a n a l s t i q u e queen
tout
point
[Te 3],
BcX,
z E X- B
375 5(G i on a i r ,
pour
entier
sur
tout
b(t .... 31 '
1 0 < _ £ <_ s ,
de OX~ z e n g e n d r 6
l'id~al
,.--,G
i
1
entier
) c
,t.
,u k 3£
,...lU
k
£+1
par
les
d6terminants
ceci
est
la
est
) Ox,z
c jacobiens
b(Gil,''',Gic) b(Ukl''''lUkc
)
2.1.4
Une a u t r e
jacobien
de X ( a e f i n i
du m o d u l e X, e t
des
soit
intrinseque
les
relatives)
les
mineurs
les
J
X/$ s
de m a n i e r e
X/~ s
comme d - i e m e ;
par
l'id6al
les
de
la
d'id~aux
de OX, z
z E X-B~
dans
ral
de s o u s - e s p a c e
id~aux
eux-m~mes On p e u t
n~es
3j,
pour
le
sous-espace
du m o d u l e ~1
X/¢ s
singulier
des
du T h b o r ~ m e ~
de B e r t i n i
de
de m a n i e -
diff~rentielengendr6
par
et
o~ ~ = 01 c ' e s t - ~ - d i r e
on a l ' ~ g a l i t ~
de F i t t i n g
ou a u c u n
id~aliste
de f e r m e t u r e s
peut
t.
J
s'~noncer
int~grales
:
de B e r t i n i - S a r d
([Te
id6al
l'id6al
de X ~ $ ~ s I ( d 6 f i n i
situation
Le t h ~ o r e m e
: J-(-Y-- ) x/~S z
revient
a l'~galit6
~(Jx)z
et
relatif
jacobiens
Y~z
Le t h ~ o r e m e
la
le
Jx ~OX
~ ( G i l I"'" ~Gi c ) ~(tjl,...,tj£,u.3£+l~...,U.jc)
forme
mineurs
tout
dans
: soit
comme ( d + s ) - i e m e
de F i t t i n g
JX e s t l
seuls
que pour
jacobien
ideal
au "d~nominateur".
en disant
intrins~que
suivante
1 DX de X) d 6 f i n i S s a n t
cO X l'id6ai
jacobiens
n'apparalt
de d i r e
diff6rentielles
J~ = J
re
mani~re
§ 2)
on t r o u v e
BcX soient
tel
de m~me d o n n e r
pour
une
Thbor~me ci-dessusl
~(B)
soit
des racines
)
( z ~ x - B)
X/¢ s z
un exemple
que
bgaux
: ~(J
(zqX-B)
montrant
qu'il
n'existe
pas
de m e s u r e
nulle
darts ~ s e t
en g~n~-
que
les
z C X - B.
formulation mais
il
ind~pendante faut
bien
voir
du c h o i x que
cet
des
coordon-
~nonc~ est
376
beaucoup
plus
Corollaire les
:
fibres
d'id6aux rare
faibleo
d ~ : X ~-'~
$oit
sont
purement
tel
ceci
impli~ue
int6gral
(Chap.
I,
d+t,
voisinage
not6
Chacune
) c (Jx)z X/~ s z --
de c e s
analytique
Pour tout not6
X,
Supposons
que,
rapport
r'
par
c'est-a-dire
: ~M.¥,
(Jx)yC
Preuve
:
Y
15)
a P,
que
un f e r m 6 a n a l y t i ~ u e
on a i r
dans
le
l'anneau
OX, z
Lemme de N a k a y a m a
r6duit
un p o i n t
local les
X purement
yE Y tel
XctM
d'un
r6tractions sur
En f a i t ~
Y
l'on
une r6traction
l'hypothese
¥cX
est
on s o i t
l'on
ait
dans
Y d'un
de d i m e n -
que ¥ soit
voisinage
locales
la
rlX=
ouvert
r :
voisinage
r6traction
p : X~¥
une section les
l'inclusion
Y d a n s X. A l o r s
p' : X ~ Y
+ (S . J p , )
que ( % , ) y
et
r6tractions
Y au ouvert,
pour
tout
induite
autre
sur
X,
au
•
conditions (Jx)yC
d6finie
du c o r o l l a i r e
( J p ) y + (S . J p ) y r6traction on a 1'
OU
locale
aclusion
.
a l'6galit6
(Jp + S.
En e f f e t ,
YcX
l'inclusion
d6finissant
notant
(Jp,)
analytique
consid6rons
induit
dont
l'id6al
faisceau
existe
d'apres ) X/¢ s z
plongement
les
r6tractions
de Y, e t
S est
toutes
de y d a n s ~M.
voisinage
pr6c6dent
I1
dont
c (J ) + (S . J ) -X/¢ s z X/¢ s z
un espace
c'est-~-dire
tM
Notons S le
z E o ( ~ s ) _ F,
( J x ) z = (J
maintenant
en y .
de y ,
point
~(~s).
analytiques
1.5).
de y d a n s X, e n c o r e
encore
en t o u t
un s o u s - e s p a c e
non-singulier
d = dim X - s .
sous-espace
en p a r t i c u l i e r
Consid6rons sion
le
~ue,
(J
morphisme d'espaces
de d i m e n s i o n
de OX d 6 f i n i s s a n t
F d_~e d ( ~ s )
sun
implique,
= (JX!y = ( ~ ) y
Jp)y
= (Jp, + S.
d'apres
' d'ou
(S.
te
Jp,)y
Lemme de N a k a y a m a i n t 6 g r a l
Jp)y : (S.
J p ' ) y . En f a i s a n t
(Chap.
I,
un c h o i x
377
de c o o r d o n n 6 e s en u t i l i s a n t
EMa d a p t 6
sur
le corollaire
~ P (resp.
pr6c6dent
p')
un c a l c u l
direct
p e r m e t de v 6 r i f i e r ~
que J p , ~ J p + S • Jp ~ d ' o u
aussit~t
le
rSsultat.
§ 3.
Id6al
jacobien
Voici int6grale limite"
3.1
et
maintenant
pour exprimer pour
les
un e x e m p l e t y p i q u e alg6briquement
espaces
Proposition
:
f:
fl~''''fm
dSfini
gardons
que F N Z s o i t i ~ d~ l e s
rare
des points
de f~ e t pour
l'id6al
suivantes
sont
T limite
non-singuliers
et
"~ l a
un p l o n g e m e n t
analytique
(X,O) d a n s ferm6 (Z,O) ~ (X,O),
vectoriel
en O d ' e s p a c e s
tel
D.1 ~¢M de c o d i m e n s i o n
: tangents
contenus
l_e_eS - p l o n s e -
un s y s t b m e de ~ 6 n 6 r a t e u r s
$quivalentes
d'icelles
fixons
d6finissant
d a n s Z, p o u r un s o u s - e s p a c e
direction
de t r a n s v e r s a l i t 6
( X , O ) ~ ( S , O ) × (EM,o)
fixons
donn$ un s o u s - e s p a c e
conditions
Toute
de O. S o i t
le ~raphe
Etant
de l a d 6 p e n d a n c e
un m o r p b i s m e comme en ( 1 . 2 . )
l e s mSmes n o t a t i o n s ,
' fiEOS,o(Zl''''~zM)
(S~O) × ( E M , o ) .
i)
par
une c o n d i t i o n
(X,O)~ (S,O)
( X , O ) c (EM,o) au v o i s i n a g e
merit l o c a l
d'utilisation
tangents.
Soit
avec S non-singulier, local
transversalit6.
h des fibres
dans Z- F est
de f e n
transverse
a D.1
e n ce s e n s que d i m ( T n D.) I = d- i. ii)
Cboisissant
d6fini
par z 1 .....
L'id6al
les
coordonnbes
z i = O, on a
cette
•
d a n s @Z,O s u r sorte
~ui sont
tels
D6montrons i) = ii) jacobiens
au d 6 n o m i n a t e u r
non c o n t e n u
[jl,---,jc
l'id6al
*
~z M de E M de t e l l e -
les
]~[1
que de p l u s
J
desquels
dans {i+l,...,M}.
f a ~ o n 9ue D. s o i t '
images des d6terminants
....
Jo engendr6 par
: soit
-
1
:
JX/S " OZ,O d-~e @Z,O e n g e n d r 6 p a r
B(f31, "'',f3c ) ~(zil' ''Zic) o_~5 c = M - d , entier
zl~-
P
on a i r
l'id6al
,m), les
[il,--.,ic)~[1,''',M~
seuls
mineurs
: {il,..-,ic~C
au p l u s
On a J c = J X / S " ~Z~O e t
est
jacobiens
{i+l,...,M}
de ~Z,O e n g e n d r 6 p a r
apparaissent
3acobiens
•
les mineurs
p variables
l'assertion
fie
ii)
d'indice 6quivaut
378
l'6galit6 I1 s u f f i t
: J
=J
o
c
de prouver que, pour O~ p~ c - 1 ,
on u t i l i s e
l e c r i t e r e v a l u a t i f de d6pendance i n t 6 g r a l e (Chap.
d6rons un chemin a n a l y t i q u e h : ( ~ , 0 ) drant J
celles
des 616ments par
d a n s CM
x est
(Z,O), e t s o i t A un des mineurs engen-
de J
.
P
Supposons
non-singuli~re
et
en u n p o i n t
son espace
o~ t o u s l e s a J
celle
= _ ~
{Ot) ~ la
admet
mlneurs Si
p+l
hyperplan
ci
jacobiens
la valuation
limite
de l a
,--.,f. Jl
~{il,...,i
de A~ l a
forme
t r a n s v e r s a l i t 6 de i ) . h(D)
xE h(D-
tangent
~(f.
nent
1 . 3 . 4 ) . Consi-
pour
fibre
de f
6quations
:
A. dz. 1k
(a)
I,
Pour c e l a ,
e t t e l que l a v a l u a t i o n v (J o h) de J s e l o n h s o i t minime parmi o p p
p
passant
Jp+l e s t e n t i e r s u r Jp .
~(~i 1 '
~Zlk-l~Z~
apparaissant
dans
d'un
de J
616ment
T ~es espaces ~
:
~{i,...,N}
tangents
)
3c
,z Ik+l
le
'~i c
) dz£
membre de d r o i t e selon
p+l
selon
h 6tait
h serait
A£ dz£ = O, c o n t r a i r e m e n t
appartien-
inf6rieure
contenue
d a n s un
h l'hypothese
Un r a i s o n n e m e n t analogue m o n t r e r a i t que s i h J
P
de
= O, a l o r s
e s t t o u t e n t i e r form6 de p o i n t s c r i t i q u e s pour f . Prouvons que i t ) ~ i )
: chaque l i m i t e d ' e s p a c e s t a n g e n t s 6 t a n t a t t e i n t e
l e long d ' u n arc h : (D,O) -
(Z,O) comme c i - d e s s u s puisque l e morphisme
vf : N f ( X ) . X e s t une m o d i f i c a t i o n , i l
suffit
de l i r e
a l ' e n v e r s l a preuve de
i) ~ it).
§ 4.
Espace J'ai
sid6rer
conormal
6t6
aussi
conduit la
ou " c o n s t r u c t i o n cas (voir
local
d'un
de l a
de J . P . G .
dire
de l ' e s p a c e
conormal"~
qui
construction
Soit
(X,O) c ( ¢ N,o) la
suggestions
plonk6.
suivante,
ou [K1 2 ] ) .
Sur
des
anal~ti~ue
construction
[Pi]
point6s.
par
espace
partie
une
de l a v a r i 6 t 6
immersion
non-singuli~re
"des
Henry et
limites
est
en g r o s
duale
d'une
ferm6e
d'espaces
M. M e r l e
d'hyperplans ce q u i
vari6t6
tangents t
subsiste
dans
projective
analytiques
X° de X, nn a l ' i n j e c t i o n
~ con-
r6duits
naturelle
de
le
379
fibres
vectoriels
0
et
l'on
consid~re
le
i
~ TxO
~ T N × X°
n o y a u T ~ EN de l ' h o m o m o r p h i s m e X°
~, TxO ~N
0
'
~N
T~ N CNX X o
dual
i#
i > T Xo
Le fibr~ projectif ]P(T~ ¢N) associ~ ~ T # CN est donc naturellement plong~ dans
X°
~(T~N
×
¢ ~N
xo )
=" X ° ×
X°
~N-I c × ×~N-I
~ ou
~N-1
d~signe
l'espace
des hyperplans
de CN .
4.1
Proposition-D6finition
C(xc~N) espace
dans x×~N-1 analyti~ue
Preuve me b r a n t
:
fi(zl,...~ZN) (al:
...
Xx ~N-1
du
ferm~
Choisissons local
sur
:
On
fibr~
espace
appelle
pro~ectif
r~duit
p(T ~ cN)cxx X°
de d i m e n s i o n
un syst~ me
supposer
1~ i ~ p .
Choisissons
les
: a N) s u r
~N-1 , et
consid~rons
le
d6fini
par
les
6quations
aI
,
coordonn6es
les
...........
~
~f. 11 bz I
,
aN
az N <
~f. 1N_ d
af. 1N_ d '
,
bz N
CN. Le p r o b l ~ -
analytique
~f. 11 '
un sous
p 6quations
naturelles
conditions
rang
bz I
N sur
d a n s ~N p a r
sous-espaee
exprimant
l'adh6rence
~N-1 . C'est
Zl,...,z
X d6fini
= O,
a xc~N
N-1 d__e_eX × ~ N - 1 .
de c o o r d o n n 6 e s
X, n o u s p o u v o n s
conormal
N-d+1
f e r m 6 W de
suivantes
:
380
D'apres X×
la
~N-1 N
C(Xc~ Pour
d6finition,
notre
de W - ( S i n g X × ~
) est
espace
N-l)
d'o~
C(X)
n'est
aussitSt
autre
l'analyticit~,
la
dimension
de C ( x c C N ) ,
consid6rons
: C ( X ~ E N)
est
par
la premiere
l'ensemble
-l(x
l'adh6rence et
le
dans
fair
que
r6duit.
calculer
induit
que
projection
des hyperplans
) = ~N-d-1
~.X
X × ~ N - 1 ~X • P o u r
de ~N c o n t e n a n t
ou d = dim X. On en d ~ d u i t
le morphisme naturel
tout
TX~ x ~ e t
bien
x ~ Xo, l'on
l'~galit~
-l(x)c~N-1
a donc
dim C ( x ~ N )
= N-1.
x
4.1.1 et
La p l u p a r t
nous noterons
du t e m p s ,
nous travaillerons
un p l o n g e m e n t
xc~N
fix~
simplement
: C(X)
l'espace
avec
conormal.
Noter
que
~X
le morphisme ~ est
projectif,
et
en p a r t i c u l i e r
de d i m e n s i o n
d.)
propre.
4.2
Remar~ues
:
1)
on a : N - d - 1 g dim a 2) une avec
limite
On p e u t (i
~ ~)
-1
(On s u p p o s e
X purement
Pour
tout
x E X,
(x) ~ N-2.
penser
~ un point
d'hyperplans
H.
1
de C(X) tels
comme ~ un c o u p l e
qu'il
existe
(x,H)
une suite
ou H e s t
x i C X° ,
x i~x,
Hi D T x , x . 1
3)
4.3
N = d+l~
~ : C(X)~X
Proposition-D6finition
h~potheses tions
Si
de 1 . 1
et
:
de p l u s
de 1 . 1 , c o n s i d 6 r o n s
le
s'identifie
Soit
muni fibr6
f : X-S
d'un
a la modification
un morphisme
6-plongement
conormal
relatif
satisfaisant
Xcs×¢N TX_F, f
de N a s h de X.
.
hvec
~es les
(o__uu T X _ F / S )
nota-
d6fini
381
comme n o y a u
appelle
de l ' h o m o m o r p ~ i s m e
espace
~(Tx_F/S) ~f
Cf(X)
c
(X-F)
r~duites ment
et
identifi~
au-dessus
est
encore~
relatif
si
de d i m e n s i o n
C'
de X,
tout-a-fair N= d + l ,
T
N Sx¢ / S
~a f e r m e t u r e
~N-I~ ~N-1 • ×
>X p r o p r e
La p r e u v e
Ici
cenormal
nature1
est
de d i m e n s i o n
ou d e s t
a la modification
l'espace
la
) TX_F/s
d a n s X×
un e s p a c e
analogue
pure,
× (X-F) sx~N
a celle
de N a s h r e l a t i v e .
d_~e
analyti~ue
r~duit
N-1 + dim S.
du c a s
dimension conormal
. O__~_n
des
relatif
absolu. fibres peut
de f , ~tre
suppos~es naturelle-
382
C H A P I TR
E
I I I
STRATIFICATIONS
Introduction.
D a n s ce c h a p i t r e ,
une
d'incidence
condition
liers est
(X , X p ) possible
portant
espace
X, e t
de c o n s t r u i r e ,
X=UXa telles cidence
d'un
que tout
je
sur
des couples
satisfaisant
pour
couple
commence p a r m o n t r e r
tout
~tant
de s o u s - e s p a c e s
des hypotheses
espace
de s t r a t e s
comment,
analytique
tres
X,
donn~e
non-singusimples,
il
des stratifications
(X ~X~) s a t i ~ f a s s e
la
condition
d'in-
donn~e. L'exemple
Whitney,
est
du c h a p i t r e
typique
pour
introduit prbc~dent
et
nous
l'on
de c o n d i t i o n
montre
implique
d'incidence,
comment le
que cette
th~or~me
condition
les
conditions
de B e r t i n i
de
id~aliste
d'incidence
est
stratifian-
dbfinies
par
des
te. Au § 3,
j'~tudie
riants
num~riques~
culler
que
de c e t t e bles
nature.
th~or~me
des
puisque
Ensuite
ensembliste
ferm~ ZcX
on ~ t u d i e d'un
par
selon
stratifications
r~sultat
lemmes t e c h n i q u e s
facile
les
principal
de W h i t n e y
stratifies
de g ~ n ~ r i c i t ~
un r~su l t a t
le
stratification
analytiques
montrer
lit~
la
bri~vement
du t r a n s f o r m ~
p a r un ~clatement
un peu
une strict
la
utiles
et
p : X' ~ X .
montre
espace
dans
la
en p a r t i -
analytique
est
de d e u x s o u s - e n s e m -
non-singulier,
de K l e i m a n . condition
d'un
transversalit~
analytique
seront
translation
lequel
"canonique"
espace
qui
de ce t r a v a i l
inva-
surtout
pour
suite
et
~noncer
le
Le c h a p i t r e
se
termine
par
de t r a n s v e r s a l i t ~
du t r a n s f o r m ~
total
implique d'un
l'~ga-
sous-espace
383
§ 1.
Conditions
1.1
D~finition
ble
h de X e s t
ensembles
d'incidence. :
Soit
localement
analytiques que A est
nage ouvert
U tel
ment
a la Zariski
constructible fermeture est
stable
par
localement
que,
d'apres
qu'un
existe
sous-ensem-
deux sous-
q u e A= F - G. tout
point
bool~enne
EW~ ~ l a
un sous-ensemble et
que
~es operations ~ la
dans X siil
dans X si
combinaison
Nous d~rons
xE X possede
un v o i s i -
de s o u s - e n s e m b l e s
locale-
d a n s U.
frontiere,
ferm~s
Zariski
G de X t e l s
constructible
de X e s t
de s a
F et
q u e AMU s o i t
On r e m a r q u e r a
analytique.
ferm~ ~ la
fermbs
Nous dirons
ferm~s
X un espace
la
analytique
classe
bool~ennes
Zariski
est
fermeture
ferm~
que celle
par union
sous-ensemble
de X~ a i n s i
des sous-ensembles
alors
stable
dans X d'un
que
la
constructibles
des sous-ensembles
finie
et
intersection
finie.
1.2
D~finition
gique tel
X est
que
:
X est
ferm~s
1.3
dire
Une f a m i l l e
localement
~i E I / A i n U ] ~ ]
Exercice tique
:
~ la
Montrer r~union
d'une
Zariski
de X .
D~finition
:
localement
ferm~s
dans F est
le
dans X et
rare
finie
soit
que
dans F
ce q u i
tout
point
E et
Zariski)
xE X possede
constructible finie
espace
constructible
espace
topolo-
un v o i s i n a g e
espace
constructibles
analytique
(resp.
A d'un
de s o u s - e n s e m b l e s
F deux sous-ensembles d'un
d'un
X.
localement
on p e u t
(resp.
La f r o n t i ~ r e ferm~ a la
= E-FnF
lire
"constructible"
a la
place
analy-
localement
:
suit,
U
fini.
localement
~F(E)
Dans tout
de s o u s - e n s e m b l e s
sous-ensemble
famille
sous-ensemble
si
un ensemble
tout
Soient a la
(hi)iE I
de
de E Zariski)
384
"localement lement
1.4
ferm~ ~ la Zariski"
fermi"
pour
D6finition
portant
sur
Nous a p p e l l e r o n s
des quadruplets
astreinte
(H) et
tout
triplet
SI~ e n f i n
S~S
satisfait
qu'une
(X~SI~S2,x)
ensemble
d'ailleurs
en "loca-
satisfasse dans X (ou,
de f a ~ o n
en xE S~,
d'incidence.
stratifiante
des points
la condition
d'incidence~
non-singulier
la condition
l'ensemble
condition
:
la condition
ferm6 dans X et
S 1 est
localemen~
de S 2 ; c e t t e
que voici
est
condition
analytique,
sous-ensemble
satisfaisant
d'incidence
route
un e s p a c e
un p o i n t
encore
condition
constructible
d'incidence"
d'h6r6dit6
2 localement
( X , S 1 , S 2) comme c i - d e s s u s ,
quadruplet
x est
(X~S1,S2,x)
(X~S1,S~x)
Nous d i r n n s
"condition
une condition
quadruplet
sous-ensemble
le quadruplet
abr~gera
f e r m 6 de X, S 2 un a u t r e
darts ~ 1 -
~ v6rifier
Pour tout
l'on
( X ~ S 1 , S 2 , x ) ~ ou X e s t
localement
f e r m 6 de X c o n t e n u est
que
all~ger.
:
un s o u s - e n s e m b l e
vocable
x E S2 tels
d'incidence
6quivalente~
si,
pour tout que le
contient
un s o u s -
dans ~2 ) et
dense
dans ~2"
1.5
Proposition
tout
espace
ensembles bles telle
:
analyti~ue localement
localement
la partition
a-dire ii) druplet
Lemme I
Pour
X=
S
i E I~ ~ .
(X~Sa~S~,x)
Soient
de s o u s - e n s e m b l e s
(S)aE h ,
soit
famille
de X, i l
formant
cc,~ ~
les
Sa ~ ' 1 et
X. s o n t
~ N S ~
satisfait
X un e s p a c e analyti~ues
'
d'incidence
localement
existe
non-sin~ulier,
SaNXit~
Pour cc,~EA,
:
ferm~s
toute
U S satisfasse ccEA cc
iE I,
que pour
donn~e une condition
X et
ferm~s
~ue c h a ~ u e
i)
Etant
stratifiante,
finie
( X i ) i E I de s o u s -
une partition
nne famille connexe
conditions
et
de X e n s o u s - e n s e m -
localement non vide~
suivantes
et
d a n s X,
~ue de p l u s
cXi-Xi
,
c'est-
de s t r a t e s .
~ ~c~- Sa:~S~-- __et, p o u r
tout
la condition
d'incidence
donn~e.
analyti~ue~
e~t ( Z n ) n E ~
une suite
ferm~s
finie
:
~et S~N ( ~ i - X i ) ~ D ~ S union
pour
de X t e l s
~ue s i
Znt~,
x E S~ ,
l e Clua-
d~croissante
Zn+ 1 s o i t
rare
385
dans
Zn ~
poss~de
pour
tout
n ~ O~ a l o r s
un voisina~e
ouvert
N Z = ~ et en fair tout point x E X n n~O : il existe n tel ~ue UNZ = ~ pour
on a :
U tel
que
o
n
n~n ° •
Preuve Soit
:
D'apr~s
x E X,
existe
et
posons
un voisinage
la
d~finition
Z
NU= ~ pour
n
Lemme 2
:
ouvert
Preuve
:
n~ d+l .
et
donc
il
et
tion
et
de X - Z
truire
n
une pour
sont
Z')
collection
pour des
de X ; s i
;
et
de
y E U on a i t espaces
la
dim
dimension~ X~ d •
Y
analytiques~
anal~ti~ues
l'on
il
D'apr~s
on a
fermbs
a b~(Z) ~Z',
dbfinition
ouvert
x~ Z'~
c'est-~-dire ~N (Z-
alors
donc U NZc~;
et
de X e~t E EN (Z-
Z')
construit
tels
ferm~s de
Zn+ 1 C Z n que
la
S
avec
Z
o
= X,
satisfaisant
N Z (Lemme 1 ) . n n~O P o s o n s , p o u r t o u t ~ E A~ T
la
et
ferm~
dans
de et
la
supposer
U tel
•
localement
ferm~
une
parti-
N ous a l l o n s
sous-ensembles S
de x
Z - Z'
E h de X f o r m a n t
des
que
que
ouvert
Proposition.
des
que
on p e u t
unvoisinage
(S)
collection
aux conditions
construction
X tel
un s o u s - e n s e m b l e
conditions
rare
on a :
on a d o n c un o u v e r t
~videmnent
loealement les
X et
est
de b ~ ( Z ) ,
U de x d a n s
q u e U NZ e s t
Z')
avoir
ferm~
de s t r a t e s
la
Or x E U N E ,
satisfait
dans
d'apres
un v o i s i n a g e
de X - Zn+ 1 s a t i s f a i s a n t la
on a d i m x Z n + l < d i m x Zn
semi-continuit~
deux sous-ensembles
sous-ensembles qui
que
dimension
ferm~
maintenan¢
ferm~s
On c o m m e n c e r a
la
ferm6
un sous-ensemble
localement tion
des
est
Enfin,
Supposons ZnCX,
(Z-
N E = D,
Z').
la
x E X,
•
existe
Z'
UAZ'
dans EN (Z-
D'apr~s
UN ( Z - ~ ) ] ~ .
UD Z' = ~ p u i s q u e
point
d a r t s Z - Z' .
xEEN
implique
UNZ~E
de
Z' c Z c X
fermb
tout
U de x t e l
localement
Soit
x ~ Z - EN E, UNE~
ouvert
Soient
en
d = dim X. x
topologique
un s o u s - e n s e m b l e est
l'hypoth~se~
~
cons-
S'a, C Z n -
S'~ s o i t
une
Zn+l
parti-
Proposition.
on c o n s t r u i r a
aux conditions
ainsi de
la
par
r~currence
Proposition
X= X -
deux
families
localement
= bZ (~) et pour tout n finies de s o u s - e n s e m b l e s
i E I,
¥ i = 8Z ( X i ) n localement ferm~s
~ ee de X.
386
Consid6rons
les
triplets
d'incidence
est
stratifiante
denses
(X,Ss,( ~nous
assure
V c (~ - S ) NZ localement s s ~ n
(X,Ss~( ~ xE V . s
- Ss) N Zn,X) Soit
R
la
s
satisfasse
frontiere
R
La f a m i l l e
des R
localement
ferm~s.
Posons
Zn+ 1 = S i n g
analytique
ferm6
en rue
une
est de Z
est
s
Z
la
:
(V
encore
)u(z
-v
famille
que
d'incidence
dans
Z
,
n
- (z
n
que notre
S
le quadruplet donn6e
La f e r m e t u r e
c'est-~-dire
-v n
s
localement
))
finie
de s o u s - e n s e m b l e s
n
n
n
famille
localement
finie
de s o u s - e n s e m b l e s
analytiques
les
S's '
de c h a q u e
comme 6 t a n t
S'
est
les
composantes
donc bien
localement
finie.
et
(S' )s' s' EA'
se
de r 6 c u r r e n c e une
une composante
irr6ductible
de Z
N~-= a
s
dans
qu'il
rencontre~
et
donc
le
la
(X~Ss~S~,~x) de v 6 r i f i e r
et
d'o~
strate
S'a '
et
donc contient
ailleurs~
le
~ i N (Z n qu'il
les
on p e u t ~
I1
rencontre.
le
Or,
contenter
ouvert
Y~rifions
cela,
puisque
pour grace
et
composante
connexe
S~,
et
(Ss)sC A
chaque
renarquons
ouvert
montre dans
finalement
Zn
puisque Zn+ 1
que si
quadruplet
Rs ' ouvert
qu'il
et
que~
condition
Zn+ 1 c o n t i e n t
est
de Z n - Z n + l
ferm6
a la
v
l'hypothe-
1) e s t
connexe
Lemme 2, ~ s N (Z n - Zn+ 1) e s t
chaque
n+
I
de l e v 6 r i f i e r
d o n c S's, N S s ~
satisfaite pour
d'apr~s
Le m~me a r g u m e n t
Zn+ 1) e s t
suffit
se
S'S
d e s S'S
de X - Zn+ 1 p a r
composante
S~, •
est
famille
Lemme 2~ S s N (Z n - Z
chaque
K~
la
stratification
; supposons
contient
S~, c V s par
Par
d'incidence,
S's,
d'incidence
x E S~, •
l'inclusion
la
D'apres
l'inclusion
condition avec
que
X •
s ' / ~' ~ S's, Iq S~, = D,
donc
chaque
t 6 S~, n Y s = S',s N ~ Z n - Zn+ 1 ~
une
dans
condition
sous-ensemble
contient
S s ~ S~, i
la
T CZ s n+l
Zn- Zn+l
1 ~
ferm6s
puisque
Ss et
ferm~
Zn+l~
et
et n
Pour v6rifier
satisfait
strate
q u e Zn - ~
ferm6s
de Z n - Zn+ 1 •
connexes
S *
pour
tout
.
n
localement
pour
U ( U Y . ) U( U T ) U ( !J R ) ; Zn+ 1 e s t u n s o u s - e n s e m b l e 1 s iEI sEA sEA de Z i d o n c de X~ r a r e d a n s Z ~ p u i s q u e c h a c u n e d e s f a m i l l e s
D~finissons
sont
condition
de s o u s - e n s e m b l e s
X~ t e l s
condition
S
une
dans
de V s
-v S
L'hypoth~se
de l ' e x i s t e n c e
ferm6s
totale
S
rares
S s ) N Z n )"
(H),
on a l ' ~ g a l i et
ferm6
rencontre~
dans
d'ou
387
S~, ~ V
et
d o n c S'
cV
On a m o n t r 6
route
la p r o p o s i t i o n
sauf
le fair que
les X . - X. 6talent 1
r6union ~ la
de s t r a t e s .
famille
Remar~ue tible
u,
haut
:
Dans le
dans
la par
Zariski pour
que
chacun
Conditions
2.1
Consid6rons
cas
ou
aura
d'appliquer
l'on
des
a remplac6
ferm6s
l'espace usuelle
(dans
:
il
faut
localement
finie
construite
en r6solvant
ordre)
o~ B Z = [ u E [ M / ( u , b ) : dist
(A,B)=
soit
G = G(M,a)
(A,B)
O pour
O 6quivaut
u,
que
l'orthogonal coordonn6es
"construc-
famille
localement
ltexercice
~M,
v dans
(A,B)
est
propos~
)
(
ferm6s
plus
BL c A des
lu'vl
directions
Etant
1
distance
B~A.
de s o u s - e s p a c e s
l'application
Remarquons
v..
On n o t e r a
, c'est-~-dire
analytique
Met
de l a donn6s
de A a B
Ilull. Ilvll
Irull2:
b ~ B] e t
fonction
aussit~t.
1
=
sup
Ul,...,u
= Z u. la
a l'inclusion
une
(u,v)
B de ¢M, on d 6 f i n i t
a = d i m A, b = d i m B,
comme on l e v ~ r i f i e
telle
tout
la grassmannienne
a de EM ; p o s a n t
Soit
par
la
de c o o r d o n n ~ e s
ucn-~_~o)
dist
ferm6"
re,placer
pr6c6dente (Xi,X i - Xi)i( I •
de s o n s - e n s e m b l e s
~M m u n i
; pour het
dist
implique
analytiques
"localement
precede,
vectoriel
vectoriels
dist
Proposition
de W h i t n e y .
deux sous-espaces
(A,B)b
la
d e s Xi .
hermitienne
cet
cela
constitute
de c e q u i
famille
l'on
pour
finie
lecture la
§ 2.
m6trique
suffit
loealement
(Xi~X i - Xi ) la
I1
i
Ga × G b ~
r~elle
aussi
que
sur
le
que Par
de d i m e n s i o n d6finie
produit
l'in6galit~
ailleurs,
par fi a × G b ,
de S c h w a r z
( A , B ) g 1.
p :
cM~ E
une projection
K e r p N A = (O) . de p ( B )
On a a l o r s
dans
(Ul, • .. ,u£)
de l a
E£ m u n i
: en effet,
forme
pour
structure tout
M) ~ ( u l , . . . , u
~)
et
p ( B ) ~ C n ~ ou p ( B ) ± d 6 s i g n e
l'inclusion
de l a
(ul,...,u
hermitienne
v E E£ , on a ( v , b )
d6finie
par
= (v,p(b))
les ;
388
pour
la
m~me r a i s o n ,
on a
sup
:
[(u',v')[
I(u'~v)l
sup
u,~p(B)~_~o? D'apr~s dant
l'hypothSse
que
air
de A e t
!lvll
IIp(v)ll
dist
Kerpn
de l a
~1< ~
Ilu'!l.ll~ll
v~a-{o]
v'Ep(A)-{O)
A= (O)~
projection
; il
vient
il
choisie
une constante
et
telle
positive
que pour
C ne d 6 p e n -
tout
v E A - [O} on
dist
(A B)
donc
1
(p(A),p(B))
existe
)
Ilvll Hp(v)ll
•
~ ~
sup
----
u'~:p(B)'-fO}
,
~
[ [ u ' [ ] " lIvll
~
vEA-{O} la
derni~re Voici
Reprenons
in~galit~
provenant
de l ' i n c l u s i o n
une autre
in6galit6
du mSme t y p e
l a m~me s i t u a t i o n
que ci-dessus~
p(B) ~cB ± qui
mais
nous servira sans
plus
supposer
bas
que Ker
: ( p [ A ) = O.
.¢ Soit
B1 u n s o u s - e s p a c e
d~pendant
que
En e f f e t ,
pour
sous-espace
de p ,
het
tout
affine
vectoriel
d~duit
616ment
+
. Or~ p u i s q u e
galit6
soit
de K e r p de l a
(p]h)
C1E ~
telle
p(a) E p(A),
p(A) ~Ker p/Ker que t o u t
B1 e t
de E . I 1 e x i s t e
qui
a p(a)
de p ( A )
que
dist
une
constante
positive
( p ( h ) , B 1) ~ C d i s t
Ea = [wE Ker p / p ( a )
(A,p-I(B1)).
+ wC A]
; Ea e s t
forme w + Ker(p[h)~ et l'application o associe la classe de w° e s t l i n 6 a i r e .
peut
s'6crire
( p ( p _ l ( B ) ) ) L = B] e s t 1
p(p(A)+ contenu
w(a))
dans
(A,p-I(B1))
ou Iiw(a)]! ~C 1 IIP(a)ll,
(p-l(B
1
) )± ~ on a 1' i n 6 -
sup (.ha:v)l } a A-Ker p llall i :rl £
vEBv{O) m a i s on a ( a , v ) vient
:
= (p(a),v)
puisque
v E B~ c E
par
d6finition
un
On en
:
dist
C ne
L de B 1 , e t
il
389
l
sup aEh-Ker
p
'(atv)I t~ Ila[] " Ilvll
sup p(a)Ep(h)-[O} L
{
v~Sl-[o)
vEB~-[O]
_> (1+-~1)
'(p(a) ,v)l } l l p ( a ) l l + 11~(a)11
(I(p(a),v)l)
Sup p(a)Ep(h)-[O)
I ] p ( a ) l l - Ilvll
£
~ESl-[o] d'ou
le r~sultat
2.2
Soient
a v e c C = 1+C 1 .
maintenant
Y un s o u s - e s p a c e
X un e s p a c e
localement
un p l o n g e m e n t
rStraction
locale
O : ( ~ N , 0 ) ~ (Y,O)
peut
identifier
ouvert re
de t e l l e
favon
purement
de X e t
(X,O) c (~N,o)
0 un p o i n t
que
et
la r~traction
de O~ e t u n e
analytique
supposer
pres~
X plongb
9 coincide
d~
non-singulier
au v o i s i n a g e
; a un i s o m o r p h i s m e de) tk
de d i m e n s i o n
dans avec
on
(un ouver la premie-
projection.
2.2.1 tie
local
Y a (un ouvert
de) tk×En-k
r~duit
ferm~ ~ la Zariski
de Y. C h o i s i s s o n s
alors
analytique
D~finition
:
non singuli~re
condition dessus
a)
tel
que
X ° de X e t
le
couple
de l a p a t t i e
de W h i t n e y e n O E yO s i i l
que p o u r
extraire
On d i t
route
une sous-suite
de s t r a f e s
non-singuli~re
existe
suite
de p o i n t s
x. E X° t e n d a n t 1
telle
q u e Lim T x ~ x i
existe~
f o r m ~ de l a p a r -
yo de ¥ s a t i s f a i t
un p l o n g e m e n t
Lim T x ~ x i D T¥, 0 c'est-a-dire
(X°,¥ °)
local
vers
la
comme c i -
O, on a i t ,
quitte
l'inclusion
(en direction)
encore Lim d i s t x.~O
(Ty,o~Tx~xi)
= 0
1
On d i t , ( a p r e s stricte voisinage
nironaka
avec exposant ouvert
x E X° N U on a i t
[H 1 ] ) , e si
que
e est
(X°~Y) s a t i s f a i t
un h o m b r e r ~ e l
U de 0 d a n s X e t un n o m b r e r ~ e l l'in6galit6
la
positif positif
condition tel
a)
quVil
C tels
de W h i t n e y
existe
que p o u r
un tout
390
dit
o1~ d i s t ( x , Y ) On d i t
d6signe
que
le
e n OE y o s i i l tels
une
couple
distance
de s t r a t e s
existe
que pour
de l a
la
( T y , 0 , TX, x )
route
droite
(s6cante)
(X°~¥ °)
sous-suite
telle
que
satisfait
local
de p o i n t s
qui
et
x. E X° -
• x i h P ( x 1)
joint
Lim x.~O TX'xi
et
la
condition
une r6traction
Y, n o t a n t
1
b)
x.
1
la
1
direction
quit~ce
existent~
1
de W h i t n e y
P comme c i - d e s s u s
d a r t s ~N on a i t ,
Lim ~ x.~O 1
1
~ extraire
l'inclusion
1
Lim T X x.*O 'xi
~
Lim x . P ( x . ) x.*O 1 1
1
c'est-~-dire
(x,Y) e
de x a Y d a n s E N .
un plongement suite
~ C dist
1
encore
x.Lim40 d i s t
(x.1 P ( x i ) ' T x , x
i)
= 0
1
On d i t ,
apres
Whitney
avec
Hironaka exposant
un voisinage tout
(Loc.
ouvert
e en 0 si U de 0 d a n s
x E X° ~ O on a i r
Proposition
(X,S1,S2~x) le une
de s t r a t e s
condition
:
( S 1 , S 2)
Nous allons
sinage
point
Rappelons
tout
de O r - m o d u l e s
(X ° , Y )
satisfait
un nombre r~el une constante
la
positif positive
condition tel
qu'il
C tels
b)
de
existe
que pour
~ C . dist
(x,Y) e
La c o n d i t i o n ,
que voici
: x est
satisfait
les
d'abord
dScrire
non-singulier
d'abord
:
x)
portant
un point
conditions
sur
des quadruplets
non-singulier a)
e_~t b )
de S 2 e~t
e~n x E S 2 e s t
stratifiante.
Remarquons
satisfaite. d'un
X et
[W])
haut,
d'incidence
D~monstration
e est
(x P(x),Tx,
(Whitney,
comme p l u s
couple
que
l'in~galit6
dist
2.2.2
cir.),
qu'a
une
que
la
condition
de ¥ ,
l'immersion
les ~X
condition sur
conditions
d'h~rbdit~
(X°~Y)
qui
est
implique,
~videmment au v o i -
de W h i t n e y .
correspond
un morphisme
surjectif
391 1 • ~y
Q IY
exprimant
l'inclusion
de l ' e s p a c e
tangent
)0
de Z a r i s k i
1
Specany
S y m o v ( ~ Y) de Y 1
darts la
restriction
~ Y de l ' e s p a c e
(On r a p p e l l e
que
l'espace
1 q u e Qy ~
qui
n'est
pas
tions
faisceau
le
Rappelons
aussi
d~finissant OX-mOdule relle
la 5
id~y×i
vectoriel
en g~n~ral
dual
diagonale 1/12
est
de Z a r i s k i
relatif
associ5
un fibr~
du f a i s c e a u
1 q u e ~X e s t
tangent
d~fini
Ox-iSomorphe
o~ i d ~ s i g n e
¢
un homomorphisme
ou NX, Y d ~ s i g n e
le
faisceau
O~yy-modules S / S 2 ou S e s t Cet
homomorphisme
de Y a u n p o i n t genres
exprime
de X - Y ( p o u r
~ X aux points
Cons~d~rons
maintenant
fair
de X × X
et
le
ou e l l e
est
l'immersion
coherent ferm~e
; le
ferm~e
natu-
faisceau
de
diagramme
de Y d a n s X,
d~finissant que
, 0
les
limites
un plongement
c'est-a-dire
~ dans
local)
de Y . le
faisceau
de ( ~ y - m O d u l e s
~ NX, Y
conormal
le
le
~X
surjectif
l'id~al
de s e c -
T ,
~JV
faisceau
tel
) XxX
J On e n d ~ d u i t
I
Consid~rons
Yc~X,
Y×X
Y
: soit
l'ouvert
a ~X "
l'immersion
a pour
coherent
donn~.
comme c e c i
X¢--~5X×X d a r t s
a un faisceau
vectoriel~
coherent
de X.
diagramme
EyN(X)
e
> N(X)
Ev(X )
e
~ X
le
X .
de s ~ c a n t e s donnent
des
joignant directions
un point tan-
392
ouv
d6signe
la modification
l'6clatement selle
de
commuter Posons tient
de N a s h de X, e l ' 6 c l a t e m e n t
du s o u s - e s p a c e
analytique
l'6clatement
implique
le
et
diagramme
Z=E-~yN(X) e t localement
~=
l'on
d'ou
0
que
l'on
peut
part,
£
~
construction,
suite
naturelle
l'on
note
~" 1 *T~ fiX
une
la
suite
~
l'id6al
de O ~ - m o d u l e s
factorise
~0
~o
de Z d 6 f i n i s s a n t
on
a
une
sur
jection
:
, ~]/~t 2
~, o
y C Y. S i
en tout
NX,y point
par
(L[~)y,,
V de y d a n s ~ t e l
grace que
l'on
signifie
de W h i t n e y au v o i s i n a g e
est
pr6cis6ment, v6rifi6e d'un
point
pour
~ la air
YlE U ,
l'homomorphisme
propret6 une
) o
de ~,
la
existe
un voisinage
~ 0
d6finition
plongement En e f f e t ,
il
surjection
) ~ ~t~l~-l(u)
d'apres tout
y' C ~-l(y)
. (~ c~)y,
LI~-I(u)
ce qui
~ L
surjection
maintenant
ouvert
l e O Z - m O d u l e ~ fiX a u n q u o -
,~ ~
(~ Oxl~)y , se
faisant
exacte
~X Soit
v'
:
Nx, ¥ et
morphisme
univer-
exacte
~xl~j De m~me, s i
d'un
La p r o p r i 6 t 6
~= v o e= e o v' .
Par
une
N(X).
X ete
~ KI'~.
a sur
on
pose
dans
l'existence
~K
restreindre
0
D'autre
alors
~-1(~).
libre,
v-l(~)
de Y d a n s
local
pour
de L, q u e
la
condition
de X d a n s u n e s p a e e
un plongement
local
a)
affine
xcgN,
on
393
peut
comme n o u s
associ6
l'avons
a L a la
tautologique dessus
se
vu plus
restriction
sur
la
traduit
haut,
a N(X)
grassmannienne
par
soit
le support
morphisme
:
une
du f i b r b G des
injection
ans
identifier
clair
lrouvert Soit
que
de m~me B 2 l e
est
condition
(~ventuellement
lVhomomorphisme
Ii
la
clair
possede
yO
un voisinage
ce qui~
en utilisant
droites
sur y' E~
s~cantes
de W h i t n e y
point
de U, p u i s q u e de p o i n t s
c
limite {(y'~
cons6quent
ble
Y-
puisque
autre
(Sing B1 et
le
fibr6
surjection
ci-
.
par l
o°o
~o
est
satisfaite
pour
~/~2
~ Nx,y de l ' o u v e r t
U darts ~ tel
tout
image
la
v'(y') tout
vers
en
condition
point
y de
de K I ~
par
des
le
est
sous-ensembles
est
une
que
surjection
la
fibre
en y= ~(y') implique local une
que
XcE Net injection~
du f i b r 6
en en un
~/~2
de d i r e c t i o n s la
de
condition
en tout pour
b)
point
route
suite
:
de s b c a n t e s
)}
d'espaces
tangents
v6rifi6e
en tout
localement
¥o_ ~(B2 )
de O ~ - m o d u l e s
que voici
de d i r e c t i o n
d'incidence
fair
C F~(X),
implique
vide)
~ 0
limite
e n y de d i r e c t i o n y
air
inversible
y= ~(y')~
~ ) U ~(B 1) U ~(B 2) q u i B2 sont
et
plongement
ci-dessus
(x. ~y) 1 limite
local
direction
au p o i n t
surjection
l'on
, ~/g2[~-l(u)
la
pour
(6ventuellement que
au f a i s c e a u
que
satisfaite la
Par
la
rent image de
~x ~
un plongement
x i ~ X° t e n d a n t
{(y',
¢~[~-l(y)
coherent
y'
ouvert
correspond
est
N(X)
X × G, ou ~ e s t
d a n s ~ du O ~ - m o d u l e
c o r r e s n o• n d a n t
n'est
qui
)~X×
sur
~(B1 ) .
LI~-I(u)
point
sur
vectoriel
compos6
que tout
~
fibr6
de EN, e t
~~ ~
ci-dessus
vide)
support
yO
module co
~xr~ I1 est
X ×¢~
d-plans
~(T
du
le
ferm6
analytiques
TX,x.)] 1 point
a la Zariski
ferm~s
de ~ e t
de l ' e n s e m dans que ~ est
394 propre. Inversement, fasse
les
~tant
conditions
donn~ un p o i n t
y E yO t e l
a) e t b) de W h i t n e y en t o u t
d a n s Y, on p e u t r e m o n t e r l ' a r g u m e n t
que l e c o u p l e point
(X°,Y ° ) s a r i s ~
d'un voisinage
U de y
p r ~ c S d e n t p o u r p r o u v e r que y a p p a r t i e n t
¥ o _ ~(B1 ) U ~(B2) •
ll ne nous reste plus qu'~ montrer que le sous-ensemble - (Sing ¥ ) U ~(B I) U ~(B 2) est dense darts 7 . que l ' o u v e r t
form6 d e s p o i n t s
de yO au v o i s i n a g e
e t b) de W h i t n e y s o n t s a t i s f a i t e s Soit
donc O un p o i n t
( X , O ) c (C N - k x E k , O ) duite
par
Zl,...,ZN_k,Yl,...,y de Ty, 0 ( r e s p .
est
de y O . C h o i s i s s o n s
~N-k×~k,Ek
k et essayons,
de l a d r o i t e
sinage
de O p a r
l'id6al
sinage
de O. L ' e s p a c e
.
et
la r6traction
p o u r un p o i n t
engendr6 par
•
~(fl,...,fN_d) ~(Zl ,ZN_d)(X)dz i =
'
conditions
x E X° ,
locale
a)
(fl,...,fm),
TX, x p e n t S t r e
fi
i n-
d'estimer
la distance
d a n s $N au v o i -
h o l o m o r p h e s u r ~N au v o i -
d~fini k,
P : X-Y
des coordonn~es
Supposons X d~fini
{N muni d e s c o o r d o n n 6 e s d Z l , . . . , d Z N _ k , d Y l , . . . , d y
( E ,. )
les
un p l o n g e m e n t l o c a l
Munissons ~N-k×~k
x ~ ' ~ x ~ ~ TX, x
tangent
desquels
dense dans yO
e n v o y a n t Y s u r O × E k,
la projection
Pour cela, il suffit de prouver
d a n s T N,x , i d e n t i f i ~ par
l e s N-d ~ q u a t i o n s
:
k 5(fl,...,fN_d) ( x ) dy£ E e~ A £=1 ~(y£,zl,...,zi,...,ZN_ d)
+
N-k ~(fl,...,fN_d) Z e j=N-d J 8(zj,zl,...,z^.,...,ZN_ d ) .
(x) dz. J
( 1 £ i ~ N-d) o~ l e s
e valent
~(fl,-..,fN_d) ~(Zl,...,ZN_d) (x)
soit non nul. Comme nous l'avons vu au chapitre pr~cbdent,
on p e n t t o u j o u r s m3me, ~ t a n t tel
choisir
un s y s t ~ m e de g ~ n ~ r a t e u r s
donn~ un a r c a n a l y t i q u e
que ce m i n e u r j a c o b i e n
Ainsi,
±1, p o u r v u que l e m i n e u r j a c o b i e n
l'espace
vectoriel
h:
ne s ' a n n u l e
ayant cette
(D,O) -(X,O)
tel
en a u c u n p o i n t
TX, x p e r p e n d i c u l a i r e
que h ( D - [ 0 ~ )
de h ( D - [ 0 ] )
~ TX, x d a n s T N C
par les
N-d v e c t e u r s
d~terminants
wi d o n t l e s
jacobiens
coordonn~es sont
apparaissant
propri~t~
dans l'~quation
les
et
cX° ,
. est
engendr~
,0
complexes conjugu~s des
(E~).
Par d ~ f i n i t i o n
on
395
a donc
dist
(Ty,o,Tx,x) =
Sup
IZ ~ i ( Z ¢ £ i £=1 n
t
dy~¢k-{o]
IIdxII. llz
k~¢N-d_(o] Or~ l ' i n t e r p r ~ t a t i o n et l'~nonc~ tence, tel
du th~or~me de B e r t i n i
que t o u t
(1 ~
~ ( y 2 z 1,
C
C telle
o u v e r t V dans X t e l
que pour t o u t
p o i n t xE X° N v
qu'il
on a i r
exis-
les in~-
:
Sup
I
[zj(x)[ •
sans perte
mystere montre alors
Sup fi I
[ 8(fl'''''fN d) 8(Zil, ,ziN_d)- (x)[[ e s t
, ..- ,
atteint
par
f[ 8(fl'''''fN-d)) (x)
iN_d]C[1 ,
de g ~ n 6 r a l i t ~ ,
-.
N-k} [ { 8 ( z i l ' ' ' ' ' z ' ,
1N_ d
que l e supremum des
[3 ( f l ' ' ' ' ' f N - d ) x)[ 1 8 ( Z l , " ,ZN_d) ( .
Vn c a l c u l
sans
l'inbgalit~
N-d
{Iz~i will ~ ( i=1 z {~i
[2)I/2 [8(fl'''''fN-d ) (Zl,
triangulaire,
jointe
~ l'in~galit~
[
, ZN_d) (x)
{8(fl'''''fN-d),zn_d) Sup [Xi[ . { 3 ( z l ,
> _
pour xE X° N v
1.3.1)
rare F
,~i,.'-,ZN_d )
On p e u t s u p p o s e r ,
(Chap. I ,
o u v e r t U de O dans ¥, d ' u n ferm6 a n a l y t i q u e
l~j~N-k
et l'in~galit~
avec s e c t i o n
(x)
]
(*) nous donne a u s s i t ~ t
que
on a l ' i n 6 g a l i t ~ dist
( T y , o , T x , x) ~
C' d i s t (x,Y)
ou dist (x,Y) d6signe la distance (par exemple Sup {z.(x)[) de x a Y dans EN: J Nous a v o n s donc montr6 l a c o n d i t i o n
a) de Whitney s t r i c t e
{I
will
l'exis-
(x)
(*)
id~aliste
dy~ )
impliquent
positive
¢ h)
Ki
de l a d6pendance i n t ~ g r a l e
p o i n t yE Y - F p o s s ~ d e un v o i s i n a g e
t e une c o n s t a n t e galit~s
transcendantale
dans un v o i s i n a g e
-
~(fl'"~'f~ d) d) ~(y£,zl,...,zi,...,ZN_
avec e x p o s a n t
1, e t
396
en parti c u l i e r brant l'espace
condition
de t r a i t e r
Z=E~N(X)
G d6signe X° _ Y
la
la
la
peut
~tre
d~fini
de W h i t n e y ~
condition
grassmannienne
~ N - k - 1 ~G
commutatif
a)
b)
remarquons
coustruit
que~
au v o i s i n a g e
comme a d h 6 r e n c e
des d-plans
par
en y( U- F .
dans x×$N-k-1
d a n s EN~ du g r a p h e
x~ (x P(x)~T x
~X
).
de OE ¥~
Nous a v o n s
×G , O~
du m o r p h i s m e donc un diagramme
:
Z c X×
]pN-k- 1
×G
X
et
si
nous notons
la
condition
b)
condition
~ v~rifier
la
premiere
s'annule que
la
avec
condition
b)
b)
b)
stricte.
en t o u t Puisque
que r ~ e l l e ~
si
point
et
la
de 5 b l e ~ n g
Ceci
rfisulte
que~au est la
un a r c
satisfaite. limite
de h ( ~ )
limite
suffit
en q u e s t i o n
§ 9)
d'un
couple
~ Z de l a
5biZ la
sache
voisinage
d'un
est
fonction sur
(g~O) ~(Z,z)
major~e b)
de
en u t i l i s a n t
que
la
fonction
5
de O~ c ' e s t - a - d i r e de 0 d a n s Y .
(X°~Y ° ) cit.)
satisfait
pour
distance [~-l(y)[~ (o~
est
exposant
condition
voisinage
a (Loc.
identiquement h:
l'on
de s t r a t e s
renvoyant
r~el
assurer
×G
avec
essentiellement
que
point
×~N-k-1
stricte
fonction
v~rifier
la
condition
5 est
analyti-
on p e u t
(~ = ]-1~1[)
la
trouver tel
que
Lim (5 o h ) ( t ) ) soit diff~rente de O. t~O du lemme d e s p e t i t s chemins (cf. [B-c], [H 5 ] ) . M o n t r o n s
cette I1
le
pas
analytique
aussit~t
contraire~
que
la restriction
zE ~-l(y) limite
en t o u t
y E U - F,
5 b ne s ' a n n u l e
la
(~,T),
c(y]
de W h i t n e y
pourvu
au-dessus
v~rifi~e ici
Ifi-l(y)l
e non p r e c i s e ,
de ~ - l ( y ) ~
prouver
b)
[H 3]~
de % o j a s i e w i c z ~
est
(£~T)~ dist
que
de ~ _ l ( y ) ~
(voir
un e x p o s a n t
point
Nous a l l o n s condition
la
On p e u t
in~galit~
en t o u t
et
q u e au v o i s i n a g e
(~(y,),¥)e
stricte
fonction
× 5b1(0)~
revient
Whitney
la
~ v~rifier
dans
C . dist
~N-k-1 ×G~
en y6 ¥ revient
contenu
par
5b:
est
(i.e.
est
nulle~
de m o n t r e r nulle.
ce q u i
que p o u r
P o u r un p o i n t
le
prouvera chemin
x(t)
que ~ o h:
la
condition
(~0)
= ~ o h ( t ) E X° -
b)
~(X,y) Y de c o o r -
397
donn~es dist
Zl(t)~...,ZN_k(t),yl(t),...,Yk(t)
(x(~-t) P ( x ( t ~ , T x , x ( t )
supremum pour
' estimons
) : on a (5 b o h ) ( t ) =
~E [N-d_
la
distance
dist(x(t),TX,x(t))
qui
est
le
{O~ d e s q u o t i e n t s
N-k ( Z 5 ( f l , . . . , f N _ d^) ~j=N-d J ~(zo,zl,...,zi,...,zy_d)
~3 (( fZll, . .' . , f N _ d ) (x(t)) - , Z N _ d)
(x(t))zj(t)-
. z (t)) t i
I I z ( t ) l l • lie k i wi[[ Notant
v la valuation
num6rateur
est
g~n~ralit~,
t-adique~
sup~rieure
supposer
que
3(fl,'''sfN_ d) 3(z.,z ^zi ... ZN-d) 3 1~'"~ ~ Soit
b cette 3(fl,.--,fN_
o
ta+
...,
dzi par -~-
et
z.= 3
l'infimum
des valuations
est
atteint
par
d.
J
ta+
= c. t b+ ... J ...~
avec
chacune
d d t" ~
)
pr~c~dente k E £=1
la valuation
: nous pouvons,sans des mineurs
le mineur
du
perte
de
jacobiens
~(fl,...,fN_d) 3(Zl, ,ZN_d)
tb
= co
et
des ~quations
donc chacun
est
~£
consequent
l'inclusion
au c r i t ~ r e
v((
valuatif N-k E j=N-d
(N-d~ j ~ N-k). a> 0 et
~gal
a
+ ...,
(x(t)).
et
b(fl''''~fN-d
du t h ~ o r ~ m e
Ecrivons
aussi
au m o i n s u n d e s d . n o n n u l . J
(E.) 1
en rempla~ant
des coef£icients
de ~ i
dz.
1
au n u m ~ r a t e u r
)
(x(t))
de B e r t i n i
de d ~ p e n d a n c e
dy£ dt
..,ZN_d)
int~grale
~. c . d . a - c d a ) 3 J 3 o o
id~aliste nous
(chap.
II,
donne
ta+b-1 + ...)
> a+b
d ' ou N-k Z j=N-d
~. c . d . a - c J J J
o
d
o
(resp.
:
3 ( Y z , Z 1, . . - , z^i , .
jointe
que
3(fl'''''fN-d) ~(Zl ' ''ZN-d ) (x(t))
~crivons
(x(t))
r~ecrire
(resp.
de l ' e x p r e s s i o n
par
de m o n t r e r
du d ~ n o m i n a t e u r
et
d)
Or~ n o u s p o u v o n s dyj)
suffit
d)
~(zj,zl~"'~i,"',ZN_ z. = d
nous
~ celle
(x(t))
valuation,
il
a : 0
donc
~" ~. c . d . - c j j j
o
d
o
= O
§ 2)
398
La v a l u a t i o n
du n u m b r a t e u r
de l ' e x p r e s s i o n
moins 6gale
a a+ b+ 1 puisque
la valuation
du d 6 n o m i n a t e u r
utilisant
l'in6galitb
le
dormant
coefficient
est
6gale
l'existence pliquer
de s t r a t i f i c a t i o n s
le
r6sultat
•
condition
d'incidence
est
Exercice
:
que si
les
elles
le
plongement
2.3
V6rifier Iocal
Gardons
xcCN
les
( X ~ O ) c (¢N~o)
tandis
que
aussit;t
O(f1''''~fN-d) I comme h(Zl fN_d ) ( x ( t ) )
en plus
la
Proposition,
X = Sl ,
si
l'on
et
donc
remarque
la
preuve
qu'il
suffit
Y= S 2 p o u r , o b t e n i r
le
fait
de d'ap-
que
la
stratifiante.
notations
au v o i s i n a g e
de
avec
nul~
doric au
~
de W h i t n e y ,
pr6c6dent
est
a a + b comme on l e v 6 r i f i e
115" Xi w i l [ ~ S u p l k i [
Donc Lim (5 o h ) ( t ) = O. t~O Ceci ach~ve la d6monstration
distance
de t a+b y e s t
i
haut.
]a
conditions sont
de 2 . 2 d'un
pour
et
point
de W h i t n e y
sont
r6alis6es
p o u r un
tous.
consid6rons OE y O
et
un p l o n g e m e n t le
local
diagramme commutatif
e¥ E C(X) Y
ou a :
C(X)~X
est
d a n s X~ ey c e l u i universelle
2.3.1 l'on la
conormal
a)
un e x p o s a n t
(Chap.
d a n s C(X)
de l ' 6 c l a t e m e n t .
a l'6galit6
avec
de T l ( y )
Proposition
condition
l'espace
n'
le
§ 4),
ey e s t
l'6clatement
m o r p h i s m e donn6 p a r
due a H i r o n a k a ,
N - 2 - d i m ¥I
de W h i t n e y s t r i c t e non p r 6 c i s 6 ,
et
II~
la
de Y
propri6t6
P o s o n s C = ~ ° ey •
(essentiellement dim C - 1 ( 0 ) =
• C(X)
avec
le
couple
exposant
au v o i s i n a ~ e
de O .
[H 1] e t
de s t r a t e s 1~ e t
la
[H 2 ] ) (X°,Y)
condition
:
S_~_i
satisfait b)
stricte
399
Preuve
:
Remarquons d ' a b o r d
qu'il
r6sulte
des d 6 f i n i t i o n s
(2.1)
d i s t ( T y , O , TX, x) :
Sup d i s t ( T y , 0 , H) IL~Tx, x
dist
=
(x~x)~Tx,x)
Sup
dist
(x P ( x ) , H )
HmTx, X H parcourant
l'ensemble
Reprenons maintenant tirellement
des h y p e r p l a n s
les notations
p l o n g 6 dans X×
de ~N c o n t e n a n t ( e n
de 2 . 2 . 2 ,
~N-1 × ~N-t-1
locale
cette
Notons y l , . . . ~ y t , z l ~ - . . , Z N _ t
r6traction.
y×~N-t,
et
(bl:
,...~
~N~y,
~N-1
sur
~N-t-1) t
=
dist(~Y'°'H)
(ZI:
. . . : ZN_%)) l e s c o o r -
. On a a l o r s ,
pour HE ~ N - 1
hi %1
}
Sup
dYEr+-fOt~ldyll~Z Ib.12+Z la.I 2 3
e t pour ~ 6 ~ N - t - 1
Sup
=
~-I(F)
donne,
a p r ~ s une p e t i t e
queen
tout
ou ]
d6sigue
point
rare
z6 ~-l(y_
l'id6al,
F),
de (Chap.
(cf.
on a i r
inversible
par la pro~ection
t e de l ' a r g u m e n t
dans ~ - l ( y )
traduction
(z I ° ~ , . . . , Z N _ t ° C) e t 9 ( 1 ) N_l(1)
Jr
i m p l i q u e que pour t o u t est
est
ferm6 a n a l y t i ~ u e
2.2)
FcY,
que l ' o n
rare
FcY
nous tel
b j OEyC(X),z E ( ~ ( 1 ) ) z , de E¥ C(X) e n g e n d r 6 p a r
avec l'image
sur ~N-1
l'ima~e
id6aliste
un ferm6 a n a l y t i q u e
pour 1 < j ~ t ,
son p r o d u i t
1.4),
rare
; l e th6or~me de B e r t i n i
par construction,
naturelle I,
I Z a.1 Z.1 ] } I b . 1 2 * r l a i 12 3
I.ilZl I
zEcN-t-[o]
r6ciproque
1
,
dist(£,H)
L'hypoth~se
avec
un s y s t ~ m e de c o o r d o n n O e s s u r
: aN_ t ) ( r e s p . (resp.
na-
des que nous a v o n s c h o i
e t un p t o n g e m e n t X c Y × E N-t c o m p a t i b l e
: b t ; al : ...
donn6es c o r r e s p o n d a n t e s
TX, x •
e t r e m a r q u o n s que E¥C(X) e s t
, o~ t = dim ¥,
s i une r 6 t r a c t i o n
direction)
r6ciproque
On en d 6 d u i t ,
de
p a r une v a r i a n -
a bj • OEvC(X) 6 ~ ( 1 ) ,
et ceci
6tu-
400
di6
au v o i s i n a g e
exposant
1 ; on t r a i t e
(Remarque
:
jacobien
Voici
de ~ - 1 ( 0 ) la
On p e u t
implique condition
remplacer
ou l a m o d i f i c a t i o n
un sch6ma i l l u s trant
la
condition
b)
stricte
l'espace
a)
de W h i t n e y s t r i c t e
comme en 2 . 2 .
conormal
par
l'6clatement
de l ' i d 6 a l
de N a s h . )
la
situation
que
l'hypoth~se
fair
6viter
~~ composante
composante
~ de p e t i t e de - l ( y )
de ~ - l ( y ) image " " o q u e de A p a r ~ y
ey )
•
L'hypoth~se
faite
s'envoyant
tout
Remar~ue tions
:
dans F,
Le l e c t e u r
pourrait
d'incidence il
" ( S 1 , S 2)
satisfait
s o n en e s t
des
les
comme l e
s'6tonner
conditions
de c o m p o s a n t e strict
que n o u s (X,S1,S2,x)
des triplets
qui
~ la Hironaka
6noncer
fassions alors
(S],S2,x)
est :
des r6sultats
une cons6quence
c(x)
Y
de C - I ( Y )
de Y.
de W h i t n e y en xC S 2 C ~ 1 1 "
pouvoir
suivant~
y avoir
ferm~ analytique
de c o n s i d 6 r e r
que nous voulons
singularit6s
ne p e u t
que des q u a d r u p l e t s
suffirait
merit un r ~ l e ,
qu'il
entiere
pr6cede~
tion
implique
avec
porteF
les
que pour puisque
tout
ce q u i
l'assertion
a un s e n s . ou X j o u e
facile
condi-
de l a
La r a i -
effectiver6solu-
401
Proposition voici
:
La c o n d i t i o n ~
: I1 existe
transform~e
tiquement
trivial
en tout
Stratifications
Soient
g~n~ralis~e")
~ soit
point
(X~SI~S2,x),
u : X' ~ X d__£ X t e l l e
non-sin~uliere
localement
de l ' i m a ~ e
(sur
inverse
des conditions
et
que
que ~ue
de x~ e s t
la
le morphisme
(~[(~11)')-1(82))
anal~-
une condition
~ un g e r m e
analytique
analytiques
et
une application
(X,x).
M: O ~ E
d a n s E de l a
On f a i r
analytique
Y- F~E
:
application
il
d~finie
et
~quidi-
("multiplicit~
classe
de l ' a l g e b r e
de c o n s t r u c t i b i l i t ~
X purement
existe
par
r~duites
l'hypothese
r~duit
ferm~ YcX,
l'application
num~riques.
d'alg~bres
MX, x E E l ' i m a g e
d o n n ~ un e s p a c e
uu s o u s - e n s e m b l e que
par
des classes
; on n o t e r a
: brant
tel
n soit
E un e n s e m b l e
OX~ x a s s o c i b e
suivante
Fc¥
par
d~finies
Q l'ensemble
mensionnelles.
locale
des quadruplets
des sin~ularit.~s
d__£ S-~ p a r
induit
sur
stratifiante.
Soit
et
(~)'
~ (S 2)
d'incidence
§ 3.
une r~solution
stricte
(x1(~)')-1($2)
portant
de d i m e n a i o n
un f e r m ~ a n a l y t i q u e
y~Mx~y
soit
d~ rare
localement
cons-
l'hypothese
ci-
tante.
Proposition dessus~ et
Pour
la condition
l'application
S2 ~ E
S 2 au v o i s i n a ~ e
de x "
Preuve
:
condition nel
hors
route sur
~ y~ S2 associe
~ est
une condition
d'un
Corollaire analyti~ue
Etant
X peut
est
du f a i r
et
stratifi6 et
pour
en chaque
localement
point
constante.
~quidimensionnel
localement
ensemble
analytique
de l ' h y p o t h ~ s e
couple
de S~ e t
constante
faite
et
sur
est
~quidimensiDn.
sur
M.
tout
, ou c h a q u e
S
( S a , S ~) t e l
que S ~ c S S~-E
la seconde
est
M comme c i - d e s s u s ~
l'application
eu x
stratifiante...
~videmment satisfaite~
e n X= U S
chaque
est
d'incidence
qu'un
rare~
: "81 e s t
S~y
donn6e une application
ftre
dans X
69uidimensionnel y ~ _M~-est Sa~Y
aussit~t
£erm~ a n a l y t i q u e
:
la Zariski
d'h~r~dit~
satisfaisant
que v o i c i
qui
La c o n d i t i o n r~sulte
(X~S]~S2~x)
M: ~ E
espace
localement ,
d6finie
S
ferm6 est
par
402
Remarques parmi
les
:
t6s,
il
telle
strate
S
chaque soit
comme c e c i
par
bquidimensionnel
en x ,
F.1 e t
les
S i = F i - Fi+ 1 sont
lui
g~nbralis~e
associ~e
soit
( S I ~ S 2)
satisfait
les
localement
tion
num~rique
§ 4.
des
Lemme
:
0
sur
conditions
et
Soient
I1 existe x~M F
de l a
r~sultats
l'une
des i)
que
la
peut
q u e F.j n ' e s t
localement
la
est
la
rare
Chap.
Y).
cherch~e.
de X q u i
l'application
de W h i t n e y
de
d~finition
qu'inversement
c~est-a-dire
pas
cons-
minimale
de x ,
(cf.
c'est-
6.1.5).
stratification et
le
e m b o ~ t ~ s de X
S 2 au v o i s i n a g e
si x~M~l,x
une
descrip-
de ~N.
La s u i t e
transversalit6. T 1 e_! T 2 d e u x s o u s - e s p a c e s
~ ~N/TlnT2
a ) tN/TIGtN/T 2
mod T l ,v mod T 2) = u - v mod(T 1 + T 2 ) .
:
de ce t r a v a i l
de W h i t n e y en x E S 2 ~
b(u
D~finition
pas
:
m~mes p r o p r i ~ -
un f e r m ~ a n a l y t i q u e
de W h i t n e y ,
ou a ( u mod T l n T 1 ) = (u mod T1,
C'est
les
tel
stratification
telle
autres~
[L$-T],
ferm~s
O~ j ~ i
par
comment l ' o n
aussi
nrest
.~X
strates
exacte,
:
j,
hlors
est
Preuve
Voici
de s o u s - e s p a c e s
M: 0 ~ ~
conditions
.
du § I
assur~e
les
ayant
du § 1 ( c f .
une stratification
constante
Stratificatinns
4.1.1
les
que r o u t e s
T
celle
est
(T~)
3 Fi+ 1 est
Un d e s p r i n c i p a u x
est
soit
de s t r a t e s
suite
de x ~ .
l'existence
stratification
ou l ' a p p l i c a t i o n
au v o i s i n a g e
marqub sur
moins fine
F i + 1 = ~xE F i /
Fi
multiplicit~
X dont
construction
une
sur
d'une
autre
la
tante
2)
est
r6union
r~currence
: Fo= X et
a un a v a n t a g e
espace
une qui
en s p ~c ialisant
D~finissons
ici
d'un
en e x i s t e
que pour
chaque
construire
La s i t u a t i o n
stratifications
Corollaire~ a-dire
1)
vectoriels
b • cN/TI+T2
u mod T 2)
e_~_t
clair.
Les deux sous-espaces
deux conditions
On a l ' ~ g a l i t ~
suivantes
T1 +
T2= ~N
vectoriels est
r~alis~e
de ~N s o n t :
transverses
en 0 s i
403
ii) I1
On a d i m ( T I n T 2) = dim T 1 + d i m T 2 - N .
r6sulte
aussit~t
Remarques
: On d i t
l'~galit~
: d i m ( T I + T 2) = dim T 1 + d i m T 2 •
de C 3 s o n t
du Lemme p r 6 c ~ d e n t
parfois
en position
: T1AT 2= (O),
que T1 et
g~n~rale
seule
T2 sont
sans
condition
que ces
deux
"en position
Par
~tre
conditions
de t r a n s v e r s a l i t 6
bquivalentes.
g~n~rale"
exemple,
transverses.
sont
deux
si
droites
a
distinctes
(La condition
raisonnable
l'on
~quivaut
lorsque
dim T 1 + dim T 2 ~ N . )
4.1.2
Lemme
:
Posons
~rassmannienne
des
L'ensemble
couples
ouvert
de Z a r i s k i
Preuve gique
des
: sur
fibres
Soit
dim T 1 ,
sous-espaces
t 2
= dim T 2 ,
vectoriels
EI~G 1× G2).
qui
est
~N ( r e s p .
dense
des
soit
~ue T 1 soit sit
E2~G 2×~N)
L'addition
et
de d i m e n s i o n
( T 1 , T 2) E G 1 x G2 t e l s
de G I × G 2 ,
G1 ( r e s p .
au-dessus
tl=
G1 ( r e s p . t I
(resp.
fibres
t 2)
transverse
1+ t 2~ Net
l'espace
G2)
d_~e ~ N
a T2 est
vide
total
l_~a
un
sinon.
du f i b r ~
donne un morphisme
tautolo-
lin~aire
de
de G I × G 2
E1 × E2
> GI×G2×a;N
G 1 x G2
et
l'ouvert
cherch6
El(X ) ×E2(x ).~N conoyau
soit
du m o r p h i s m e
est
celui
form6
surjectif, des
de Z a r i s k i ,
et
clairement
Corollaire
•
S__~i T 1 e~t T 2 s o n t
il
existe
riels
un nombre rSel
T 1' __et T~ __de ~N t e l
points
x E GI × G 2 t e l s
c'est-~-dire
fibr6s il
des
ci-dessus.
n'est
e> 0 tel
vide
I1
que pour =
t~l '
compl6mentaire
s'agit
que si
transverses,
(~ue dim T!I
le
le
morphisme
du s u p p o r t d'un
du
ouvert
t] + t 2< N .
~tant tout
donc bien
que
donn~s
couple
i = 1 ~ 2 , _e_t
t ~ - t I e__tt t ~ >
de s o u s - e s p a c e s dist
( T 1 , T ~) < ~
t2 , vecto-
404
dist
T~, -e- t
( T 2 , T ~ ) < ~ ~,
En e f f e t ,
si
T'
soient
2
T~DT]
et
transverses.
T~T2,
c'est
6vident
et
on a p p l i q u e
ensuite
le
lemme p r 6 c 6 d e n t .
D6finition et
de
dit
:
dimension
que
X et
X et
pure
dans
Y sont
Y deux
sous-ensembles
un e s p a c e
analytique
transverses
Z e n un p o i n t alors
(XNY)
ou b i e n
d i m z X+ d i m z Y ~ d i m z Z
et
alors
TX, z e t
point
4.2.1
que
X et
Z.
On
=
Z
Ty,z
sont
transverses
Y sont
transverses
Th6oreme
de d i m e n s i o n
(des
localement
fonctions
XN Y e s t
implicites)
ferm6s
si
X et si
non-singulier
de
dimension
L'assertion
est
X et
4.2.2
le
des
sous-espace
locale
ils
sont
transverses
Si
X et
en prenant
Y sont
constructible
en
des
transverses
dans
non-singulier
sous-espaces
analytiques
X N Y d6fini
par
la
dim X + dim Y - di m Z~ X e t
sur
de Z~
Z~ e t
r6sulte
coordonn6es
aussit~t
locales
non sin~uliers
somme d e s Y sont
transverses.
du t h 6 o r e m e
et
des
id6aux
des
fonc-
6quations
locales
et
X=
Y.
Lemme
:
Soit
hun
espace
e_~t Y =
U Y~ d e u x s o u s - e n s e m b l e s ~EB (analyti~oes~ ou sous-analytiques
de W h i t n e y .
Supposons
transverses
darts Z • A l o r s
fication
Z si
ou v i d e .
Y sont
et
implicites
;
un sous-ensemble
dim X+ dim Y - dim Z,
Inversement,
tions
dans
z E Z.
comme c i - d e s s u s ~
pour
connexe
TZ~ z On d i t
est
Z
singuliers
z E Z si
et
Z
non
singulier
Z
Z
Y < dim
non
dim
tout
X+ dim
dans
constructibles
ou b i e n
dans
Z
Soient
de W h i t n e y
que
pour la
de XN Y •
analytique ferm6s dans
tout
non sin~ulier
(anal~tiques~ le
cas
r6el)
ou s o u s - e n s e m b l e munis
~ E A ~et ~ C B~ l e s
d6composition
U (X sEA pEB
soient
de s t r a t i f i c a t i o n s
strates
N Y~)
U X sEA ferm6s
Xa __et X~ s o i e n t
d__eeXN Y e s t
une
strati
405
D@monstration
( d u e a D. C h e n i o t
X ~ Y = X ~ Y~ ; l ' i n c l u s i o n vet
l'inclusion
un v o i s i n a g e
inverse. ouvert
[Ch])
:
Xa ~ Y9 ~ x
M o n t r o n s que l ' o n
n Y9 6 r a n t
S o i t doric z E X n x ~
U de z d a n s Z t e l
a l'@galit@
6vidente~
et supposons
il z~X
suffit
de p r o u -
NX~ .
I1 existe
que UN (Xa AXe) = D e t p a r c o n s 6 q u e n t
( ~ n ~ ) n , : ( x n¥ _(x n¥~))n~=((L_x )n¥]nu)u(~n(Y~-¥9)n,). que Xa N Y ~ , o n
a dim ( L M ~ )
dim (X---a X~) < dim X~ e t implique
encore
dim ( ~ n
(~-
6rant
strictement cherch6e.
Cette
@galit6
dition
dim ( ~ -
¥9) < dim ¥~ ,
: dim (X---a X~) N ~
¥~=
tion
~ dim X + dim ¥ ~ - dim Z. P a r a i l l e u r s
dim ( ~ inf6rieur
implique
de f r o n t i ~ r e
¥9) + dim X ~ - dim Z .
fronti~re
strate
X
et
est
les
la contradic-
Xa N Y~ v b r i f i e
une union
la con-
de s t r a t e s )
: en
l'@galit@ pr@c@dente montre que ceci
d
X , AYe, ~X NYg= X DYB e t
de m~me
C h a c u n de c e s deux t e r m e s
de X n Y p a r
d'une
nous avons
de t r a n s v e r s a l i t 6
~ dim Xa + dim Y ~ - dim Z n o u s o b t e n o n s
e f f e t , si l ' o n a (Xc~, n ¥ 9 , ) N ( ~ ) ~ g ~ , io,li.ne
l'hypothese
= dim (X---a Xa ) + dim Y g - dim Z e t
que l a p a r t i t i o n
(la
et
Or p u i s
donc
l ' i n c l u s i o n cherch@e.
D'apres le th@oreme des f o n c t i o n s i m p l i c i t e s , les Xccn¥~ sont des sousensembles c o n s t r u c t i b l e s non s i n g u l i e r s de Z. tions
de W h i t n e y : s o i t
points
de X N ¥~ t e n d a n t
z E X , N Yg' c X vers
z.
V@rifions maintenant l e s condi-
n Y~ e t s o i t
D'apres
les
(xi)iE ~
hypotheses,
si
une suite
de
Ta = Lim TX ,x i xi, z
e t T~ =x.-zLim Tx~,x i , on a : T ~T xa ' ' z e t T ~ T x B , , z donc Ta et T9 sont t r a n s I v e r s e s dans T ~ ce qui implique par r a i s o n de dimension, au vu de la t r a n s Z~z versalit@,
les
@galit@s
T N T~ = Lim TX ,x i n x . ~z 1 et
donc
Lim TX N Y ~ , x i ~ T x X.~Z 1
Consid~rons fier
maintenant
un v o i s i n a g e
,~Z
une carte
NTy~,
Ty~,x. =
~Z
locale
de z d a n s Z ~ ~ N
1
Lim x . ~z 1
Tx
~, n ¥~ I
de Z a u t o u r
et une r~traction
TX NY~,xi
et
la condition
a).
z
de z p e r m e t t a n t locale
P : Z~X
d'identi, NY~,
406
Si £ = L i m ~i b)
P(xi~,
de W h i t n e y ,
permis
ici,
suites
de
4.2.3 une
ce q u i
et
ach~ve
la
pour
1
faire
Ty~,,z:
Lim T(X ~ Y ~ ) , z
d6monstration.
nous permettrons
(x.)
s6cantes.)
on a £ C T x ~ , ~ z N
encore,
converger
les
(Notons
d'ou
la
condition
que nous nous sonmes
d'extraire
sans
pr6venir
directions
d'espaces
des sous-
tangents
et
de
•
Remar~ue strate
:
dense
L'~galit~
X~N Y~ = X n Y ~ i m p l i q u e
dans X (resp.
¥),
l'intersection
que s i
X° ( r e s p .
X° n gO e s t
une
yO) e s t
strate
dense
dans X n Y •
4.2.4
Lemme
:
Soient
X= Y X
m u n i s de s t r a t i f i c a t i o n s stratification
La d 6 m o n s t r a t i o n
:
singuliers
sont
tions
tangentes
verses. et
1)
g : ¥~Z
espace
On d i t
sont
giY~ : Y ~ Z
soient
de W h i t n e y
produits
fibr6s
de c e s
Lemme
ouvert
de E M c o n t e n a n t
X = xn (K× {0]) O
Soit
la
preuve
K un espace O, X e t X= UX
r6union
les
tout
pour
stratifies couple
U
X × Y~ e s t
produits
fibr6s
est
au p i r e
analyti~ue
stratification
de s t r a t e s ~
et
g:
Y~Z
une
dtespaces
d a n s TZ~
des
z
= g(p2(t)),
sont
prouver
que si
X = UX~
et
(a~)~
fiX
non-
applicatrans-
f : X~ Z
Y = U Y~
: X ~Z
dans un
et
X xY~ forment une stratiZ aussi g6n6raliser a des N o u s ne n o u s
servirons
fastidieuse.
compact
Y deux sous-espaces une
et
images
X x Y • On p e u t Z de m o r p h i s m e s ~ e t c .
nombre fini
Soient
soit
que pour
X~Z
ou z = f ( p l ( t ) )
d'espaces
fibr6
dont
f:
lemmes p r ~ c 6 d e n t s
du p r o d u i t
r6sultats
K×U.
les
t C X × Y, Z
P2(t),
les
4.2.5
du p r o d u i t
et
transverses~
d'un
:
pour
des morphismes
fication
pas
si
pl(t)
Z tel
X~ ¥ =
r6duits
X×Y •
que deux m o r p h i s m e s
utiliser
analyti~ues
un exercice.
transverses
non-singulier
La p a r t i t i o n
du p r o d u i t
est
a fen
On p e u t
Y = Y Y~ d e u x e s p a c e s
de W h i t n e y .
de W h i t n e y
Remar~ues
,
non-singulier,
analyti~ues
ferm6s
de W h i t n e y de X t e l l e supposons
que Y soit
muni
U u_~n r6duits que d'une
407
stratification
Y = UY~
a chaque strate
de l a ~ u e l l e
K× [0} e s t
transverse
dans
K × U. A l o r s 1)
La d 6 c o m p o s i t i o n
une stratification
Y = (W~ ( Y ~ - Y o , ~ ) ) U (C~ Y o , ~ ) '
de W h i t n e y de Y, t e l l e
__°5 Vo, ~ = Y~ N (K× [ 0 } )
que Y = YN (K× [ 0 } ) = UY O
est
soit
O~
r6u-
nion de strates. 2)
__Si' p o u r t o u t
couple
transverses
d a n s K, i l
X n (K×U')
e_~t Y~N ( K × U ' )
verses
(a,~)
existe
tel
~ue X~CXo '
un v o i s i n a ~ e
quelconques
les
strafes
X
U' de 0 d a n s U t e l
de x n ( K × U ' )
__et Yo,~ s o n t
~ue deux s t r a t e s
e_~t YN ( K × U ' )
soient
trans
d a n s K× U' .
D6monstration
:
Tout d'abord, nage ouverts adh6rence trons strate
puisque
rencontre
c o m p a c t on p e u t ~
quitte
que t o u t e s
d a n s Xa N Xo
Yo,~, c Y ~ N ( K ~ ~ 0 } ) , l'hypoth~se
X ~ N Y ~ cAXY e _
~ r6tr6cir
les
strates
U e n un v o i s i de X o n t u n e
Xa e t X~ , monSoit
en e f f e t
On a dim X t g dim Xa e t p a r a i l l e u r s ,
Xa, u n e d'apres
la
N (K× [ 0 } ) = dim Y ~ - N donc p o u r c h a q u e s t r a t e
on a dim X , + dim Y~, ~ dim Xa + dim Y ~ - N< dim K, donc de t r a n s v e r s a l i t 6 ,
nous fournit
X~ A Y ~ N (K× [ O } ) ~ N
P r o u v o n s donc 2 ) .
Xo • E t a n ¢ d o n n 6 e s deux s t r a t e s
d e s Y~, d i m ( ~
d'apres
du Lemme 4 . 2 . 2 .
dim X + dim Y ~ < d i m K+ N, on a X A Y e = J 3 .
contenue
structure
K est
1) r 6 s u l t e
U~ de 0 d a n s U, s u p p o s e r
qui
que s i
L'assertion
X,
N Y~, =J3. Or,
l'inclusion
6vidente
l'inclusion
(K× [O}) n ( ~ N K ×
cede, donc X~ N Y~N (K× [0}) = ~
[0}) q u i est vide d'apres ce q u i pr@-
et par cons@quent il existe un voisinage U~ de
O dans U~ tel que X NY~ n (K×U~) = ~
pour tout couple (~,8) tel que
dim X~ + dim Y~ < dim K+ N, puisque l'ensemble des couples de strates concern@s est
fini.
Supposons maintenant d6montrer. BcX
dim X + dim Y~_> dim K+ N .
S u p p o s o n s donc X a ~ Y ~
NYp form6 d e s p o i n t s
d a n s K x U 2t . ZoEBn
D6montrons par
(K×[O))
et
consid6rons
z en l e s q u e i s 1t absurde
et consid6rons
Si x a n Y ~ = D
, il
le sous-ensemble
Xa e t v~ ne s o n t
X , ~ K × [0} q u i
a rieu analytique
pas transverses
que BN (K× [ 0 ) ) =J3. S o i t
la strate
n'y
en e f f e t
contientZo
et
la stra-
408
te
Y
~,qui
o~
carte
contient
locale
ge o u v e r t
z
. D'apres
o
K×U~(ouvert
V de Zo d a n s
la
de)
condition
E£ ×EN e t
K × U~ t e l
que
a)
de W h i t n e y ,
un nomhre
dist(T X
~tant
donn~e une
¢ > O~ i l e x i s t e
un v o i s i n a
~Tx , z ) < ~ e t
~t~Z O
dist(Tv~ o'~ ' 'zo'TY~'z) a Yo~'
on
strates z° ,
~Y~"
I1
diction
espaces
plus
un c o u p l e
Yoici
petit
des
de l a
4.5
sur
munie
d'une
pour
(Kleiman
Z~X
EK1 1 ] ,
si
p o u r v E U,
le
le
produit
cherch~.
Kleiman,
d'ou
U2 p a r
contra-
un v o i s i n a g e
tout
permet
B associ6
d'une
de c r i e r
vari6t6
du Lemme. N o u s a l l o n s et
la
V de
•
qui
alg~briques
des
z du v o i s i n a g e
B ;~ K × U' = ~ p o u r
particulier~
Theorem)
alg6brique du g r o u p e
par
que pour
indiquer
Soient
integre
les
beau-
alg6brique ~noncer
grandes
e~v tout
6gale
soit
• f(e).
lignes
y 6 F,
(y,x) ~¥ • x.
produit
on n o t e il
alg6brique
irr6ductible)
vari6t6s
Alors, le
et
not6e
entre
point
¥ 6 U,
i" u n g r o u p e
(= r 6 d u i t e
F ; F×X,X
chaque
non-singuliers, '[E×Z X
:
alg6briques
Pour
d6fini
fibr6
point
~ remplacer
au s e n s
~ Y~
de t r a n s v e r s a l i t 6
d a n s TKxU, z
r6sultat
d~ a S.
2.
de d i m e n s i o n
E e_~_t Z s o n t
tout
quitte
on o b t i e n t
deux morphismes
U d_~e F t e l
l'hypoth~se
z ° apFartenant
c o m m o d i t 6 du l e c t e u r .
transitive
ou 6 ~ u i d i m e n s i o n n e l De p l u s
la
6~uidimensionnelles.
dense
et
transverses
m u n i e du m o r p h i s m e E ~ X Zariski
[0] =~
dans un cas
puisque
transverses
ou d e u x s o u s - e n s e m b l e s
E, X u n e v a r i 6 t 6
e~_t g : et
B~K×
un r 6 s u l t a t ,
action
de
que p o u r
sont
maintenant
Th6oreme
duites
TX , z
de 0 d a n s E N
seulement
d6fini
maintenant
Xa , X~ , e t
d6monstration
f : E-K
et
stratifications
r6sultat
z C ×~ N ¥~ N V,
du Lemme 4 . 1 . 2
Ainsi U'
tout
de s t r a t e s
c o u p de s i t u a t i o n s X ont
et
Ty~,z
cherch6e.
encore
le
r6sulte
d a n s K× [ 0 ]
les
< z pour
alg6bri~ues
r6-
~E l a v a r i 6 t 6
existe fibr6
Soient
un o u v e r t vE×Z X
soit
de vide~
a dim E + dim Z - dim X. on p e u t
choisir
non-singulier.
U de t e l l e
fagon
E
~ue
409
Esquisse
de d ~ m o n s t r a t i o n
(y,e) ~¥ • f(e),
et
le
:
Consid~rons
diagramme
le morphisme q : F ×E~X
d~fini
par
:
~ ( g z E )
× Z
h
X z
F
o~ p d 6 s i g n e Tout
la
d'abord,
premiere
puisque
mSme de F × E.
le morphisme induit
est
5quivariant
sur
X, q
-1
r~sultat. donc les
Si
d'apres fibres
strict sont
tout
q-l(x)
de X, e t
existe
et
bquidimensionnels, plat
un ouve rt
q-l(Y)~Y
soit
naturelle
y C F,
plat~ de F s u r
: d'une
E est
transitivement,
non-singulier,
de l i s s i t ~
en e s t
d'apres
V dense
et
part
d'autre
F×E
et
produit
F× E est le
aussit~t
ou F e s t toutes
donn6e
de F
au m o r p h i s m e
X,
d'o~
le
de B e r t i n i - S a r d ) un s o u s - e n s e m b l e
les
fibres
q
-1
(x)
non-singuli~res. puisque est
~quidimensionnel
la
plat
platitude et
est
donc par
de d i m e n s i o n
conserv6e
les
par
propri6t6s
dim q ~ l ( z )
changement de
la
de b a s e ,
que
dimension
+ dim Z ( p o u r
tout
(F×E) × Z X zE Z), c'est-a-
dire
dim q - l ( g ( z ) )
Si
th~o
non-singulier
th6oreme
que
le
dans X tel
isomorphe
yV r e c o u v r e n t
(ou
de
le morphisme q
l'action
est
p o u r x C X - F,
implique
part
les
g6n~rique,
non-singulieres
transitivit~
le
il
de Z a r i s k i
le morphisme q-l(~V) ~Y
F agit
sont la
il
q:
th6or~me
rbduits
le morphisme q est
l'action
de p l u s
morphisme ql
est
que
Puisque
le
On en d ~ d u i t , le
pour
(V)-V.
E sont
g~n6rique
que
donc pour
projection.
l' e t
Montrons
r b m e de p l a t i t u d e
plat
X
de p l u s
singulieres
E est
+ dim Z = dim i ~ E - dim X + dim Z
non-singulier,
puisque
c'est
le
le cas
morphisme ql
pour
q,
est
plat
en p a r t i c u l i e r
et si
~ fibres Zest
aussi
nonnon-
410
singulier, (resp. tout
l'espace
et
(F×E) × Zest X g6n6rique) il
lissit~
¥ E U,
dimension
la
fibre
6gale
h-l(v)
non-singulier. existe
soit
Enfin
un ouvert
ou b i e n
vide,
par
platitude
de Z a r i s k i
ou b i e n
dense
g@n@rique U tel
6quidimensionnelle
de
×Z- dim F (resp. e t de p l u s n o n - s i n g u l i e r e ) . X l'on remarque que h-l(~) =¥E× Z d'une part et que X dim ( F × E ) × Z - dim F = dim E + dim Z - dim X, on v o l t q u e l e t h 6 o r ~ m e e s t X
Voici
4.3.1
a dim (F×E)
sous
quelle
Corollaire
bri~ues
ferm~s
finies
:
des
So~ent
de l a
~ E a __de E
par
dans
G a tousles
D~monstration Z~-G
et
U B tel
l'on q u e vE
~ ~tant
Remar~ue
:
dimensionnel (resp.
Z),
dense
dans ¥ E U,
~ E U,
alors
Enfin
(~E~)nZ~
~ue pour
si si
si
:
une
E et
les
forment
que
n Z
une
est
(par
de Z a r i s k i tout
dense
aE Ale
G soit
trans-
transverse
aux injections
un ouvert
N U ~=U
E
~O
UE~ e t
de F s u r
(resp.
est
transversale.
convient.
Z
) est
~O
de d i m e n s i o n
UZ~ s o n t stratification
des
dense
de d i m e n s i o n
•
@quidimensionnels,
~O
E -*G,
de Z a r i s k i
l'intersection
Z sont
strate
~O
~ E U et
ou n o n - s i n g u l i e r
l'ouvert
de d ~ c o m p o s i t i o n s
Z~.
(a,p)
vide
al~-
non singuliers
un ouvert
pr@c@dent
couple
fini,
tout
(transitive)
signifie
p o u r y E U, yE
En Z . les
et
tel
I1 existe
th~oreme
NZ~ soit
En p a r t i c u l i e r , si
le
G, c e q u i
d6montr6.
de K l e i m a n
de ~N m u n i s
a la Zariski
non-sin~uliers
chaque
en nombre
d-plans
fermSs
naturelle
pour
×Z~ =~E aG
dim E~ + d i m Z ~ - d i m Les ~ et
F= GL(N,¢)
On a p p l i q u e
trouve
G des
de W h i t n e y ) .
l'action
le Th~oreme
Si
U E~ __et Z = U Z~ d e u x s o u s - e n s e m b l e s sEA ~EB
localement
sous-espaces
:
utiliserons
~rassmannienne
al~@bri~ue
lat~
nous
E=
stratifications
U du ~ r o u p e
pour
forme
en sous-ensembles
exemple
que pour
~ENZ dense
est
dans
@qui-
E
dim E + d i m Z - dim G e t
stratifications de W h i t n e y
de W h i t n e y , de ( ~ E ) N Z .
411
§ 5.
Stratifications,
transversalit6,
Nous u t i l i s e r o n s
le
espaces
d'un
phisme
5.1
f : Y-Z,
Etant
non singulier
au s e n s
d6fini
l'existence
que que pour
chaque
i'in6galit6 rare~ est
pas
5.2
analytique
Proposition
et
des
p - l ( B k)
que X et
ferm6
Par
p-l(x)
soit
dans X'.
chacun
par
certains
rapport
X' ~ X e n t r e
espaces~
par
de S a m u e l r e l a t i v e s
sous-
a un m o r -
pest
analytique
exemple
si
pest
p
propre,
ferm6
-1
(p(x'))
de X, e t
d'~clatement,
un
impli-
l'image
un 6 c l a t e m e n t
Ie centre
exemple
( L e - T 2)
F. = { x ' E X ' l d i m × , t
de X. P u i s q u e
dans
[L~-T],
X un s o u s - e s p a c e
rare
mettre
~ i} B
l'on
a
de c e n t r e m a i s ne
lui
6gal.
(d'apr~s
fibres
g6n~rale
sous-ensemble
contenu
X' ~ X un m o r p h i s m e p r o p r e
sion
p:
un s o u s - e n s e m b l e
B1 e s t
n@cessairement
non sin~ulier, p:
le
dim B i ~ dim X' - i .
on a B o = X e t
pour
ci-dessons.
i,
B i = p ( F i ) de c h a q u e F.1 e s t
aussi
Z en p o s i t i o n
de s t r a t i f i c a t i o n s
entier
un s o u s - e n s e m b l e
6clatement.
de K l e i m a n
donn6 un m o r p h i s m e p r o p r e
6clatement,
est
espace
th6or~me
et
5.1.3.2) analyti~ue
tel
q u e X'
constante
Soit
:
des sous-ensembles
soit
une
B.
•
Z un e s p a c e
ferm~ ~uidimensionnel
pour
Z= UZ
Soient
6quidimensionnel x E X - Bk ,
stratification
de i
associ6s
de Z e t
et
o__~u Bk e s t
analyti~ue
~ue
la
rare
de W h i t n e y
dimen-
dans X de Z t e l
a p comme c i - d e s s u s
soient
1
unions de s t r a t e s , a i n s i que chacune des d i f f 6 r e n c e s Bi - Bi+1 .
Soit Hun sous-
espaee non s i n g u l i e r de Z t r a n s v e r s e a chaeune des s t r a t e s Z .
L'ima~e i n v e r s e
p-I(H N X) par p de l ' i n t e r s e c t i o n H n x coincide ensemblistement avee l ' a d b 6 rence dans X' d__ee p-l(H D (X- Bk)) •
D~monstration dimx,
:
I1
p - l ( H N Bk)
est
composantes sultera p
-1
suffit
strictement
irr6ductibles
en e f f e t
de p r o u v e r
que p
-1
qu'en
inf6rieur
non i m m e r g 6 e s (H n Bk)
est
(H n ( X - B k ) ) = p - l ( H n x - H fi Bk)
rare
est
tout
~ la
locales
point
plus en x '
x ' ~ p I ( H n X)~
petite
dans
dimensions
de p - l ( H fi X) : i l
dans p - l ( H n X),
dense
des
donc q u e
p-l(H N X).
Or on a :
des
en r 6 -
412
p - I ( H N Bk ) = j~kU p - l ( H n ( B j - B j + I )) d i m B. g dim p - l ( B k ) - j p u i s q u e 3 transverse est
la
aux strates~
codimension
dimx,p-l(H
chaque x'
dans
de H d a n s
Z et
composante
l'in~galitb
p-l(B k)
finalement fallait
:
Z,
dans
X'
pour
k)
tout
tout
'
([Bbk
3],
in~galit~s
:
pour
Puisque
H est
- j - h~ ou h
x' E p-l(Bk), Or H e s t
§ ~,
No 1,
non immerg~e p
N Bk ) ~ d i m x , p - l ( B
j > k.
h ~ dim p -l(Bk)
j ~ k.
on a 1 ' i n ~ g a l i t ~
Par
-1
d~£ini Prop.
localement 2)
par
on a p o u r
(H n X). de p - l ( H n X) e n 1
ailleurs~
puisque
d i m x , p - l ( B k ) < dim k) - h < dimx,P-l(H
par
hypothese
,X ' c e q u i
N X)i
donne
' ce qu'il
•
Application
:
Reprenons
la
dans
X un sous-espace
Y d6fini
par
long
de Y r e l a t i v e m e n t la
) cp-l(B
locale
5.2
que
ales
N X) i ~ d i m x , X ' - h .
dimx,p-l(H
d~montrer.
d'ou
d'apres
irr~ductible
rare
3
k) - h pour
donc,
dimx,p-l(H
est
p-l(B
l'on
on a d i m ( H n B . ) = d i m B . 3 3
~ Bj) ~ dimx,p-l(B
h ~quations
et
conclusion
situation un id6al
~ un morphisme
de
(Loc.
cir.)
et
F:
la
de
(Chap.
I,
tel
I,
5.1)
ou l ' o n
que X soit
(X,x) ~ (S,s).
proposition
6quimultiple"
Le l e c t e u r
5.1
6clate
ci-dessus
le
v6rifiera impliquent
que Le t r a n s f o r m 6 l_~e X ( s ) =
F-l(s)
l'6clatement
par
num~rique
par
coincide
normalis6
Ainsi, tion
strict
l'6clatement
ensemblistement
o
avec
: X' ~ X
de Y de l a
xo-l(x(s))'
et
fibre
sp6cia-
de m~me p o u r
~.
l'interm~diaire
implique
n
de C h a p .
l'~galit~
d'un
I~ 5 . 1
et
transform~
Chap.
total
et
III,
5.1~
d'un
une
condi-
trausform~
strict.
5.3 5.3.1
R~solution
simultan~e
forte
D~finition
(cf.
[Te
bquidimensionnel~
YcX
un sous-espace
dit
que X admet
un morphisme
~:
22,
et II)
conditions :
Soient et
simultan~e
forte
X' ~ X
r~solution
des
soit
X un espace
OE Y u n p o i n t
une r~solution qui
de W h i t n e y .
le
analytique
non-singulier
long
singularit~s
de Y e n de X,
0 si
r~duit
et
de Y. On il
existe
c'est-~-dire
413
qu e X' e s t
non-singulier~
: X~ - ~ - l ( s i n g
que nest
X)
~*X-
Sing
Le m o r p h i s m e
induit
-l(y)~¥
x' ~ -l(y),
c'est-~-dire
( -l(y),~,)~
qne
( -l(~(x,)),x,
Remarques
:
fiante
en (2.5.1~
Remarque).
5.~.3
Proposition
~quidimensionnel~
X~ m o r p h i s m e est
l'on
1)
C'est
[Te 2],
II)
:
(X°,Y)
systeme ver
satisfait
:
point
locales
x' C ~-1(O)
W l ~ . . . ~ W d _ t p o u r X' e n x ' plongement (~N~o).
L'hypoth~se que
naturel
Oy~ O
encore
que d a n s
envoyant OX' ~x' -1
la
Yi s u r qui
t]
:
en t o u t
point
local
~-l(y),
a affirm~e
X un e s p a c e
simultan6e
anal~tique
forte
de ~ h i t n e y
le ~ng
stricte
simultan6e,
O. D ' a p r b s
strati-
rbduit
de ¥ e~n O~
et
locales 1 <- i ~ t .
on p e u t yl~ I
o . o
(X,O)
dans
forte
implique
l'id6al
trou-
t
Cboisissons
un
t)
sur
de
(~N,O). (crit~re
diff~rentiel
lui-mSme s'6tend, de O
~-l(y),
x,
par
~ c'est-~-dire
Yi ~ on p e u t
6tendre
la
d6rivation
5Yi
de
le morphisme
Oy ~0 ~ 0 X , ' x , = ~[y~ . . . . , y t , w l , - . . , W d _ t } ,
l'id6al
un
~Yt
naturel
respecte
1,
yl~...,yt
(yl,...,yt,zl,...,zN_
pour
d6rivation
soit
le morphisme t
non-
avec exposant
l'hypothese~
de c o o r d o n n 6 e s
~SYi de Oy~ 0 d a n s en une
~¢re
f e r m ~ de X e__~t O~ ¥ un p o i n t
des g~n~rateurs
x,
l'on
des coordonnbes
d6finissant
d~rivation • O
trivial
(Yi o n ) x ' = Yi, p o u r
que
(fl~f2~...~fm)
de r 6 s o l u t i o n
lissit6)
air
en O.
pour Yen
(X~O) c (E ,O) e t
E[yl,...,yt,zl,...,ZN_
l'on
simultan~e a)
un s y s t ~ m e
tel
que
la r~solution
N
local
Soient
stricte
~ : X'-X
de c o o r d o n n ~ e s
en tout
la condition
de W h i t n e y
Soit
localement
analytique
le couple
D6monstration
un i s o m o r p h i s m e
que
Soient
de Y. S i X a d m e t u n e r ~ s o l u t i o n
b)
tel
la condition
Y un s o u s - e s p a c e
la condition
induit
a un ¥ - i s o m o r p h i s m e
sin~ulier
et
et
)×(Y,~(x,)).
5.3.2
(cf.
propre
en une d~rivation
S' = ( ( z I ° ~ ) x ' ' ' ' ' ' ( z N - t
° n ) x ' )OX' ~x'
pour
et
Di de
d~finissant
(Y) d a n s X' e n x ' .
On a d o n c D.(3 ( z i ° X ) x ' ~ S ' ,
1 ~ j g t~
1 g i
Dj Yr' -- 5 j r
(symbole
414 de K r o n e c k e r ) . Puisque
fk est
la r~gle
nul
sur
de L e i b n i z
X~ n o u s a v o n s
N-t I fk, ) Z i=1
,~Z--'~ ° ~
en x'
chaque
v6rifie
f
J1 2
2
,.--,z
i
c
) ° ~
l'id&al
de OK, 0 e n g e n d r ~
,---z i
x' =_
l'hypoth~se,
i=1
ou JX/Y d b s i g n e
par
Zl~...,ZN_
1 idbal
engendr6
par
aucun y n'appara{t
5(fjl'
et
'''''zi
que
(X°,¥)
alors
l'on
t
Remarque
en les
deux int6ressants La c o n d i t i o n
b).
Si
a)
la preuve
(X°~¥)
satisfasse
Le c o n t e n u
Dans le cadre
en examinant ii)
:
les
que si point
° ~)x'
l'on
note
x' E n-l(O)
S :
C S. JX/¥ " ~X',x'
seuls
donc~
a en tout
Dj(zi
mineurs
d'apr~s
jacobiens
(Chap.
I,
au d b n o m i n a -
1.3.6)
les
conditions
de 2 . 2 . 2 .
nouveau
r6sultats
de l ' a r t i c l e
suivants
annon-
[Ve]
de V e r d i e r
consiste
: avec exposant
o~ n o u s sommes~ on p e u t de 2 . 2 . 2
de W h i t n e y s t r i c t e s
•
de W h i t n e y s t r i c t e
satisfait
d a n s ~X~O
c
de l a p r e u v e
5.3.4
on en d 6 d u i t
) OX, 0 E S . J x / Y
2
tion
localis~
)
fjc )
a(yj,zi
i)
compos~ avec ~ et c
° n)x' E S',
Dj(zi
~(fJl'''''fJc) ) ° ~ 1 12 'Zic x'
c~es r~sulte
) ~ x'
,... f. ) ) al ' ac (zi,z i ,---,z i ) ° 2 c x'
aT~,~. ,...
Le f a i t
Sfk ,
+I~Y~"
° ~:)x'
I 8(f.
N-t
d'apres
desquels
i
)
3c
5(Yj,Zi
' Jc
Puisque
teur
Dj(z
:
fJl' ,z i
mineur
• x'
5(~ cons~quent~
d'apres
:
0 = D j ( f k o n) =
Par
d'ou
(fk ° X)x' = 0 dans ~X',x'
s'en
1 implique
convaincre
assez
la
condifacilement
ci-dessus.
la condition
a)
de W h i t n e y
stricte
avec exposant
1,
415
tout
c h a m p de v e c t e u r s
c h a m p de v e c t e u r s point est
de Y u n e localement
V'rugueuse"~ une fasse
strafe la
et
analytique
analytique
condition
r~el
de
int~grable.
condition
Son
sur
X° e t 'v q u i
integration topologique~
stratification a)
sur
"rugosit~
en particulier
d'uns
r~el
de W h i t n e y
de X t e l l e stricte
Y peut
s'~tendre
satisfaisant implique
de X l e qne avec
au v o i s i n a g e
que
donne une
exposant
en un de t o u t
c e c h a m p de v e c t e u r s
trivialisation
long
chaque
localement
locale
de Y~ d ~ s q u e
couple ~.
de s t r a t e s
Y est saris
416
C H A P I TR
E
I V
VARIETES POLAIRES
Introduction. a permis celui
D a n s ce c h a p i t r e ,
de d o n n e r
de v a r i 6 t 6
une caract6risation
polaire
donn6 un r e p r 6 s e n t a nt 6quidimensionnel,
consid6rons lin6aire
plX ° de p ~ l a
partie
g6n6rale"~
analytique
locale,
p: cN
locale
de X a s s o c i 6 e
brique,
parler
de " l a
sur
le
corps
mieux sur sur
de b a s e
le
cd-k+l.
corps Pis
c'est-~-dire tension
des
rendue
local
projections
fix6,
lin6aires ind6pendante
l'algebre
locale
(X,O),
de ce c h a p i t r e
OX
,O ~
invariant est
il
et
le
de l ' e s p a c e polaire
un o u v e r t
critique
p E U,
la
c'est-a-dire
est
note
vari6t6
sera
r6duit
restriction pest
un s o u s - e s p a c e
appel6
"vari6t6
m~me en g 6 o m 6 t r i e
polaire
XcCN
mais
de CN
k de X " , une e x -
N6anmoins,
p o u r un
U de l ' e s p a c e
mo(P k < p > )
un i n v a r i a n t
alg6bre
analytique
Un d e s p r i n c i p a u x analytique
des
de PkKP>
ce n o m b r e ne d 6 p e n d en f a i r
mo(Pk(X,O)).
au
que s u r
dense
multiplicit6
d6finie
lin6aires
d6finie
infini.
pas
fix6,
de c o d i m e n s i o n
n'est
alg6-
k de n'est
des projections g6n6rale
: 6tant
lin6aire
de c o d i m e n s i o n
en f a ir
a chaque
de l a
k ou v i d e ,
:
o~ d = dim X~
projection
de Z a r i s k i
de p l u s
doric d ' a s s o c i e r
la
de W h i t n e y
intuitive
OKkK d-l,
critique
de t r a n s c e n d a n c e
de p E U, e t
l'on
lieu
du p l o n g e m e n t ,
que pour
que
lieu
g6n6rale
que c e t t e
"vari6t6
existe
k,
nouveau qui
analytique
mSme p o u r un p l o n g e m e n t
de d e g r 6
tel
en O s o i t
germe
¢),
ind6pendante
de b a s e
entier
X° de X. Si
polaire
fonctions la
germe d'espace
chaque
concept
conditions
. Comme on l e v o i t ,
en c e c i
(disons
encore~
du c o r p s
plongement
abusif
des
de c o d i m e n s i o n
a p"
vori6t6
principal
une d e s c r i p t i o n
darts X de ce
purement
polaire
est
d'un
non-singuli~re
Pk
voici
Cd-k+],
l'adh6rence
r6duit
(X,O) c ( ¢ N , o ) "
pour
le
num6rique
dont
(X,O) c (~N,o)
une projection
"assez
j'introduis
q u e de du
r6sultats
r6duite
puremen
417
de d i m e n s i o n
dune
"multiplicit~
g6n6ralis6e"
qui
est
M(X~O ) = ( m o ( P o ( X , O ) ) , m o ( P l ( X , O ) ) , . . . , m o ( P d _ l ( X , O ) ) ) d'ailleurs
la multiplicitb
que P (X,O)= o tion
qui
(X,O).
associe
(i~(i+l)
+ ~ (i))o_
l'hypersurface d'ailleurs
le
introduites dans
un plan
souei
de f a i r e
12]
relatives
qui
m'a
associ6es
en g6n6ral
de f~ e t faut
L~ e t
ont
prouver
th6orie~
d'hypersurface
le
dans
plus
un Comportement
sont
premier
aussit~t
de c o n s t r u c t i o n
nombre
terme
des est
la
est
d6finitions
la
isol~e
de N i l n o r
de d i m e n s i o n
d'entiers
construcsuite
de l ' i n t e r s e c t i o n
i passant
par
de
O. C ' e s t
lien
entre
les
vari6t6s
polaires
d'un
[L~-T
1] e t
les
vari6t6s
polaires
introduites
(cf.
[Te 57)
la
f:
X~S.
coliection
bien
plus
transverses
vari6t~s
polaires
polaires
relatives
des vari6t6s
polaires
des
turbulent.
que
les
germe
Ces varibtbs
de " t r a n s v e r s a l i t 6
essentiellement
g6n6raIes
le
a singularit6
~ introduire
que
r6sultats
le
g6n6ral
conduit
bien
les
est
~ un morphisme
affirmant
relatives
moi
r6sulte
de c e g e n r e
ou ~ ( i )
avec
par
[Te
sent
a un germe
suite
dont
de X e n 0 p u i s q u ' i l
Le p a r a d i g m e
la
C'est
dans
dynamique"
lorsque
au noyau
ce contexte
essentieis
dim S < 1,
les
fibres
pour
vari~t~s
des projections
qu'il Ia
polaires
servant
a les
d6finir. La d ~ f i n i t i o n celle
qui
(volt
le Corollaire
§ 1.
D6finitions
1.~
Rappels Soit
1
~f
sur
est
des le
(Chap. tout germe
la
d6crite
plus
ci-dessus
des varibt6s
X-S
point
d'un
d6finir
OE X e t
de f e n O~
d6finition
donn6e
n'est
pas
ci-dessous~
toujours au § I ,
II.
relatives
compl6mentaire 1.2)
la
polaires
polaires.
un morphisme
diff6rentielles
I,
mais
des vari6tfis
1.3.1).
du C h a p i t r e f:
op~ratoire
toute
ferm6
d'espaces soit
analytiques
localement
analytique
la modification installation
rare
libre
d'un
tel
de r a n g
vf:
repr6sentant
que
le module
d= dimX-
F de X. On p e u t
de N a s h r e l a t i v e locale
r6duits
dim S
alors
Nf(X) ~X, assez
et petit
pour du
418
L°/
(x,o)c
f
• ( s , o ) × (¢N,O)
1
(S,O)
on p e u t d ~ c r i r e
la modification
mannienne des d-plans
de ~N, e t s o i t ,
Nf(X) ~ X × G l ' a d h ~ r e n c e direction d~finir
de l ' e s p a c e
de Nash r e l a t i v e
comme c e c i
p o u r un r e p r ~ s e n t a n t
du g r a p h e du m o r p h i s m e X - F - G tangent
en x a l a f i b r e
un m o r p h i s m e de G a u s s r e l a t i f
X(f(x))=
: soit X assez
G la grasspetit,
qui a x E
X-F a s s o c i e
f-lf(x).
On p e u t doric
y f d a n s l e diagramme s u i v a n t
la
:
j>-/ Nf(X) ~
,of
/Pr2 X×G
o
j.4r f
~SxC N
/ ]
s
1.2
Proposition-D6finition
(~)
~,
k, et
Ogks
l'on
~N d ~ f i n i
vectoriels
d, on a p p e l l e
n o t e Ck(~)
:
: (O)CDN-I~DN-2C''"
un d r a p e ~ u de s o u s - e s p a c e s entier
1 (Schubert)
de t N
k-i~me vari~t~
le sous-ensemble
Soit
Nun
cDICDo
entier,
et soit
= ~N
a v e c codim Di = i .
Pour chaque
de S c h u b e r t p r o j e c t i v e
associbe
de l a g r a s s m a n n i e n n e G d e s d - p l a n s
par
Ck(~) = ~TE G/dim(T A D~l_k+l) -> k}
de
419
Pour
tout
vari~t~ Chap.
~,
al~brique I,
pour
1
:
r~duite
2
le
raison
:
¢k(~)
on l ' ~ c r i r a
Pour
Chap.
un drapeau
E ai, I,
§ 5).
(a i = 0 p o u r
liserons
que
les
Proposition
f : (X~O)~ (S,O)
te
un ouvert
codimension
structure
k dans
ii)
L'~galit~ n'est
est
Ck(&)
et
de s o u s -
G (el.
[G.H]~
pas
:
Ck(Dd_k+ 1) = U ~
de n o t r e
2
Etant
:
suite
d'entiers
de Dd_k+ 1 ~ ¢ N ,
a = (al,...,a
C'est
une
sous-varibt~
d)
a i = 1 pour
i ~ k).
Dans cette
vari6t6
l'~pith~te
donn~s
consi-
pour
dense
que pour F)
est
d'un
~erme
et
k~ O ~ k ~
ou de c o d i m e n s i o n
de)
morphisme
Gk d e s
dim S ,
k dans
il
sous-espaces
exisde
:
dans yfl(ck(Dd_k+l))red
pure
ny-l(Ck(Dd_k+l))
n'uti-
un S-plongement
D d _ k + l E Wk on a i t
dense
cons-
nous
d= dimX-
grassmannienne
tout
de c e t t e
"projective".
entier
Wk de l a
(voir
rbdaction,
S non-singulier~
tout
de G,
a a e_~t ~
particulier
un (repr~sentant
avec
algbhrique
associ~e
tr~s
n vfl(x-
vide
de S c h u b e r t un cas
d__~etN t e l
et
~
ce
Nf(X).
= dim v f l ( o ) - k
a lieu
si
l'inter-
vide.
Nous allons une
int~resse
stratification 6gale
que
Ck(Dd_k.l).
une
omettrons
dim(vfl(o)
D6monstration
nous
volontiers
en fair
sont
comme c i - d e s s u s ,
d-k+1
espace
est
i >k,
de Z a r i s k i
dernier
qui
Les Ck(~)
Yfl(ck(Dd_k+l))
section
~ et
vari~t~
(X~O)c (S,O) × (¢N~o)~
i)
de c o d i m e n s i o n
de G n e d ~ p e n d
aussi
~ i J •
appelbe
truction
local
d'une
sous-ensemble
de c o d i m e n s i o n
1.5
muni naturellement
de G, p u r e m e n t
a (~) = [T~ G/dim(TNDd+ai_i)
[G-HI,
est
La s o u s - v a r i ~ t ~
eette
Remarque d~rons
Ck(&)
§ 5).
Remarque et
l'ensemble
en fair
stratification
~ pour
chaque
de S c h u b e r t de W h i t n e y
par
U~.~
~ ek(% -1 . Dd_k+l)en
prouver
un r6sultat
de W h i t n e y 616ment l'action (cf.
utilisant
£ix6e
de
~E I'= GL(N,¢), naturelle
Chap. cette
III~
plus
la vari6t6 l'image
de ~ s u r 2.2~
fois-ci
pr6cis
l'action
de S c h u b e r t
% . Ck(Dd_k+ 1)
G est
Exercice)
: Soient
et
munie
de l a
d'autre
naturelle
part de
420
-1
sur
Gk .
Fixons
une stratification
vfl(o)
et
D'apres
vfl(F)
soit
D~apres
transverse
fix~e
dans Nf(X)
et
contenue
est
donc dense
~ chacune
Puisque
alors
ii)
1.3.1
Remarque
toutes
les
du f a i t
dans
~ assez
~n6ral,
analytique
r~duit,
de c o d i m e n s i o n
le morphisme
sont
s~rement
gularit~s,
1.3.2
Corollaire
:
~ fibres
lisses
et
tion
linbaire
fibre
notera
destin6es
telle
X(f(x)) ~
Pk°
x
l'ensemble
1
un o u v e r t
un r ~ l e
l'action
l a m~me p r e u v e ~ de d ~ f i n i r ,
locale
: v~(y-l(oa(&)). ou v i d e ,
dans
un m o r p h i s m e
x C X-F.
Soit
la restriction
des points
contenue ~ X(f(x))
xC X- F tels
p:
est
F)~ q u i F)
La p r o -
transiti-
O× O× ~ . ~
suite d) e t
un s o u s - e s p a c e
Ces vari6t6s
l'~tude
lisse,
strict polaires
locale
des sin-
c'est-~-dire
¢N ~ ¢ d - k + l
une projec-
Wk .
if(x)]
×
Pour
~N
de l a p r o j e c t i o n
que x s o i t
pour
le transform~
~ l'ouvert dans
valable
chaque
C'est
~ y-l(~ a (~)).
important
en x ,
Gk e s t
a (al,...,a
de X, d o n t
~ue f s o i t
~d-k+l
pour
associ~e
Supposons
non-singulibre
dense
~ Nf(X).
dans G des strates
ici.
point
a la
Dd_k+l)) ~ vfl(x-
de £ s u r
pas besoin
en tout
vfl(o).
~.Ck(Dd_k+l )° ~ vfl(x-
avons
,
dans
•
ensemblistement
~ jouer
des strates
de W h i t n e y
F) - y f l ( c k ( u - l .
permet
Ea.
existe
analytique
avec
par
il
F) e s t
q u e Ker p = Dd_k+ 1 a p p a r t i e n n e
est
: X(f(x))
Z~ c o n t e n u e s
que
2.2.2).
dans s×~N×G
que
polaire
d~finie
6gal
mais nous n'en
plat
la
vest
~ E U, c h a c u n e
et
donc transverse,
vfl(o).
et
d) u n e v a r i ~ t ~
un d r a p e a u
par
tout
telle
4.3),
Dd_k+l)) = S× {N× ek(-1Dd_k+l)
de S c h u b e r t ,
(al,...,a
III,
stratification
~ vfl(x-
La m~me a s s e r t i o n ,
vari~t~s
1.5
Chap.
de l a t r a n s v e r s a l i t ~
Z~ c o n t e n u e s
:
est
III,
(cf.
l'intersection
aussit~t
provenant
la
vfl(x-
de s t r a t e s ,
Chap.
des strates
4.2.5),
dans yfl(ck(g-l.
strates
d'entiers
III,
de N f ( X ) C s × ~ N × G
(cf.
que pour
dans yfl(~.Ck(Dd_k+l))
r~sulte
le point
Z~ •
r~uuion
est
les
tel
) de S × ~N × ~ . C k ( D d _ k + l )
stratification
position
de s t r a t e s
dense VcF
l e Lemme de ( C h a p .
( S × CN × ~ . ~
avec
r6unions
du Th~or~me de K l e i m a n
de Z a r i s k i
O×Ox~.~
ve~
soient
le Corollaire
un o u v e r t
de W h i t n e y N f ( X ) = UZ~
critique
et
x C X-F, l'on
p.
Soit
p o u r ~x "
421
Alors i)
Pk°= vf(yfl(ck(Dd_k+ 1) n vfl(x- F)).
ii)
L'adh~rence Pk~f~p> d~e Pk(f;p~ ° d a n s X est un sous-espace analytique
ferm~ de X, purement de codimension k dans X ou vide, b~al a l'image r~duite vf(Yfl(ck(Dd_k+l))iii)
Le t r a n s f o r m ~
-1 Yf (Ck(Dd_k+l)),
:
si
a dim(Tx(f(x)),
ce immediate
D6finition
muni
d'une
Dd_k+ 1 C C N locale
suffit
de
1.4
la
fermb
On l e
note
de r e m a r q u e r
Etant
polaire
donnbs
du f a i t
donne
que
de c o d i m e n s i o n
Pk
contenu k associ6e
die X, q u i
est
Pk,
absolue,
mais
et
Wk ,
a fet
purement
tous
les
~gal
et est
propre.
polaire
sous-espace
k d a n s X,
s_! S e s t
n'est
analy
ou v i d e .
un point.
On n o t e
pr6sent,
on p a r l e r a
souvent
•
lin6aire
vari6t~
a Dd_k+ 1 l e
on o m e t t r a
cons6quen-
comme c i - d e s s u s ,
un sous-espace
un point,
seulement
vf est
(S,O)
de c o n f u s i o n
S est
si
x
Le r e s t e
de c o d i m e n s i o n
risque
cas,
i).
~
on a p p e l l e
ou Pk((X,O),Dd_k+l)
Lorsqu'aucun
dans
dans
pour
f : (X,O)-
d-k+1
les
on n o -
de v a r i 6 t 6
adjectifs
ou " a b s o l u " .
Premier
dbfini
par
avatar
l'id~al
les
:
Supposons
I = (fl,...,fm)
coordonn~es
en@endr~ par
les
fa~on
jacobiens
1]
~(z
Notons
,...,f.
)
et
[jl,...,jc]C[1,...,N],
de OX, O en@efidr~ p a r
les
seuls
1c
~...,z.
d~terminants
D d _ k + l C Wk e t
dbfini
c = N-d.
31 [il,...,ic]C[1,...,m]
(X,O) c (S,O) × (~N,o)
Soit
q u e Dd_k+ 1 s o i t
d = d i m X - dim S e t
d~terminants
ferm~
de O S , o { Z l , . . . , Z N ] .
de t e l l e
Zd_k+ 1 = O. P o s o n s
le S-plongement
3(f.
l'id~al
vf est
le morphisme
un morphisme
de c o d i m e n s i o n
1.4.1
z I .....
et
critique
ce qui
Pko__uuP k < D d _ k + l > . L o r s q u e
"relatif"
sissons
que x est
(X,O) c (S,O) × (~N,o),
aussi
aussi
le morphisme
S-installation
de m~me s o n ~ e r m e e n O. ,era
par
x n Dd_k+ 1) ~ k ,
Proposition,
:
relative
tique
de P k ( f ; p >
ensemblistement.
Preuve l'on
I1
strict
choi-
par J
l'id~al
de OX, O
) avec 3c et
notons 3acobiens
Jca qui
sont
tels
422
que
[jl,...,jc
darts X p a r
1 c {d-k+2,...,N].
La v a r i $ t 6
P k ( f ~ D d _ k + 1)
est
d6finie
l'id~al
n < D d _ k + l > = ( J : ~ J < D d _ k + l >)
Remarque
polaire
:
Comme l e
en g 6 n ~ r a l ,
cet
Pk(f;Dd_k+l)
calcul
avatar
dans
le
ne
des
fair
langage
id6aux
guere de
:
[ h f @X,O / h . J c ~ t J < D d _ k + l > J
r4siduels
que
d6crire
(I : J)
est
la vari6tb
assez
impraticable
polaire
l'algebre.
"Le secret de la pens4e solide est dans la d4fiance des langages. Les speculations bien s4par4es des notations sont les plus puissantes." Paul Val4ry. Cahiers
1.4.2
Second avatar
:
Soient
u n h o m o m o r p h i s m e de k - a l g e b r e s mensionnelles. Rest
On s u p p o s e
X.. , •3
corps
k(~kij])
~
~°d_k+ 1
minimaux parmi i) ii)
les
et
locales
extensions
O,k,
posons
r~duites
r~siduelles
sont
et
• : R~ A
completes
~quidi-
triviales
, que
d-1.
ind~.termin~es R = R®K k
~ h
~
.
A .~ e s t P
Consid~rons satisfont
les
les
id~aux
N z. = Z * j=l
posons
On a d o n c
; soit
X.. z. • *3 3
enfin
Notons
Rk l a
des homomorphismes :
premiers
deux conditions
g6om~triquement
L'homomorphisme naturel
et
, A = A®K k
II'~[[Zl,...,Zd_k+l]~.
ceux qui
L'anneau
k,
1 ~ j ~ N des
complete
R ¢~Rd_k+ 1
que
un e n t i e r
Soient
R -algebre
n~thbriennes
z~ro~
et
m o d u l o mr, • A, e t
le
de c a r a c t ~ r i s t i q u e
1 q u e QA/R ® T o t ( A ) e s t l i b r e de r a n g d = d i m A - d i m R . On f i x e A Zl,...,z N d ' ~ 1 6 m e n t s de l ' i d ~ a l m a x i m a l mA de A q u i e n g e n d r e n t mA
r~gulier
un s y s t ~ m e
K
k un c o r p s
p
~
de h
suivantes
qui
sont
:
r6gulier.
( R d _ k + l ) P_ld_k+l(p~ ) --~Ap~ n ' e s t
pas
de h a u t e u r
et
formeiiement
lisse.
Alors tion
ces est
id~aux l'id~al
premiers d~finissant
sont
dans Spec A
k,
en n o m b r e f i n i ~
la vari~t~
polaire
leur
locale
intersec(g~n~rique)
423
associ~e
a • et
§ 2.
Exemples.
2.1
Soit
par Si
le
f:
au c h o i x
~d+l
~ un
plongement
O est
z o = ...
N.
(germe
morpbisme
~d+I~C×C
un point
de f a s s o c i 6 e
de z l , . . . , ~
critique
d*l
le
g~nbral~
de M i l n o r
(k)
dimension
k gbn~ral
2.2
de
Examinons
(absolues) sont
par
dans
si
X est
a singularit6
que
l'on
isol6e
(loc.
cit.)~
pour
Dd_k+ 1 a s s e z
par
par il
v-
polaire
supposer
d)
pkpar
de E [ z ° , . - - , z
prouv4
X= f - l ( O )
f(Zo,...,z
d6fini
l'id6al
est
installe
n}
que pour ~gale
avec
au nombre
un plan
de
O.
X= f - l ( o )
:
bZl
les
associ6es
de OX, O
vari6t6s
polaires
a d e s Dd_k+ 1 : e l l e s
:
'bZd_k+ 1 , . . - ,
C d]"
x
e n O, on a
~f 3z~__k+l ~ - . . i
~f ~z d
¢{Zo,...,Zd}/(f)
a l'6galit6
Pkn f-l(o)
Dans
12]
l a mSme s i t u a t i o n ,
,...,
~k=
on e n d 6 d u i t
par
suivants
~k=
et
peut
l'on
e n O de P k < f ; D d _ k + l > e s t
passant
id6aux
vari~t~
de l ' h y p e r s u r f a c e
d'hypersurface
les
l'on
que
engendr6
k-i~me
que
multiplicit~
maintenant,
l'id6al
Dans [Te
l'intersection
du g e r m e
d6finies
~z d
de c d + l
la
analytique,
de gn+ 1 d 6 f i n i
sous-espace
la
par
de f~
Od_k+ 1 ,
5Zd_k+ 1 Dd_k+ 1 a s s e z
d6flni
isol6
au sons-espace
= Zd_ k = O e s t
de)
on a m o n t r ~ g~n~ral,
que
~gale
= Pk(f-l(O);Dd_k+l
la ~ultiplicit~ h (k)
+ (k+l)
>
e n O de P k < X ; D d _ k + l > ~ t a i t , pour
O ~ k ~ d-1.
424
Le d e s s i n r~duite
suivant
de ~ 5
pas
aidera
peut-~tre
n~cessairement
le
lecteur
~ singularit~
~ ici
X est
une
surface
isol~e.
i<x ¢ D2>
Sing
2.5
Cas particulier
f soit
choisir
liere.
Par
jective
par
faire
polaire
des vari~t~s
R.
On p e u t
toutes
polaires
[Pi]
aussi
r~f~cences
: c'est
consulter
historiques.
tout cet
est
lui
est
d~finie le
Xd)E ~d
vari~t~s
~ la Todd des vari~t~s Piene
polaire
si
simplement
excellent
telle
le
le
travail
cas
o~ Y e s t
f par
rapport avec
la
th~orie
Oe P i e n e ,
volt
pro-
a la Pon-
cas
l'on
ou n o t r e
non-singu-
polaire
et
sur
est
La s o u s - v a r i ~ t ~
vari~t~
qu'elle
c~ne
revient
Y est
~ DdE ~ d . On p e u t
contient
projectives~
X,
que
Pl
Son intersection
projectives~
absolues
r~duit
Dd e c d + l
~gale
dans
maintenant
relative
polynSme
T o d d de Y a s s o c i ~ e
locales
droite
appel~e
en po]arisant
les
un cSne
Pk<X~Dd > = P k < f ; D d _ k > N X.
(Xo : . . . :
a la
Supposons
une
la vari~t~
qu'elle
obtenue
:
. Choisir
h Plsera
g~n~ral
de m~me p o u r
polaires
ce cas
On n o t e r a
l'~quation
vari~t~
vc~d
d 5f Z X i ~-~z. = O~ e t 0 1
dans
~ f.
histori~ue m~ d ~ f i n i s s a n t
Xd) C ~ d e t
correspondant
suffisamment
appel~e
par
(Xo : - . . :
ailleurs,
associ~e
point
r~duite
l'hypersurface
de ~ d
guli~re
rie
dans
de n o t e
h o m o g ~ n e de d e g r ~
projective
un point
contenue
celet
servant
un polyn~me
une vari~t~
X
non sin ~ un
Y sera
bien
que
s~r
la tb~o-
des vari~t~s
a ~t~
d~velopp4e
germe est ou [K1 2]~
un c~ne. pour
des
425
Exercice
:
On s a l t trer
que
que
§ 3.
multiplicit6
est
de l a
X~£ 3 le
6gale
courbe
Th~or~me
sur
duale
Soit
courbe
e n O de X e s t
projective
6gale
courbe
classe de l a v VVc]P 2 •
des vari~t~s
:
une
e n O de l a
~ la
Multiplicit~
5.1
c~ne
la multiplicit6
la
g6n6ral, grb
Soit
au degr~
polaire
courbe
plane
r~duite courbe
V. Mon-
P I < X ; : ) 2 > de X p o u r
D2 a s s e z
projective
de l a
Y c ] P 2.
Y~ c ' e s t - a - d i r e
au d e -
polaires.
f : (X,O) ~ (S,O)
un morphisme
d'espaces
analstiques
comme e n 1 . 5 . i)
Pour
tout
coordonn~es ouvert tel
S-plongement
sur
IN
de Z a r i s k i
que
la multiplicitb
Pour
classe
un param~tre
(X,O) c (S,O) × (~N,O),
entier
Yk c o n t e n u
k,
dans
O~ kg d= dimX-
l'ouvert
m o ( P k < f ~ D d _ k + l >) e n
0 de l a
multiplicit~
de l ' h o m o m o r p h i s m e
D6crivons
Wk de l a
tout
choix
dim S~ i l
de existe
Proposition
varibtb
un
2 (1.3)
polaire
de Dd_k+ 1 ff Yk •
k~ O g k ~ d~ c e t t e
d'isomorphisme
:
tout
ind~pendante
cha~ue
Dbmonstration lea
pour
dense
Pksoit ii)
et
local
d'abord
de p r o j e c t i o n s
une
ne d~pend en fait
d'alg~bres
OS, O ~ O X , 0 a s s o c i ~
construction
~N~d-k+l,
que
: Donnons-nous
que nous
sopposons
une
d6crite
de l a a f •
familpar
N
(~)
pour
zi
lg i ~ d-k+l,
Zl,...~z
N fix6es
= zi + ) " ~i (t)z. + > j=d-k+l J a IA[~
avec Yij(t) sur
~N
et
ci,A(t)
NotooS ~ la
dans
droite
P
d6crit
par
Consid~rons
(~e) e t le
l'identit6
diagramme
~
~N
de A . suivant
t • ~[t],
affine,
me ( o 6 t E ~ )
cd-k+l
c i A(t) '
et
dans
zA
des
coordonn6es
consid~rons
le morphis-
426
S × I P N - 1 × C N × G ×~.
S×¢NxG×~
e × ida,
N~×a
S × (Ed - k + 1 ×t~
Nf(X) ×a
P
X' × ~ .
) X ×/h ¢
e× id~
I
f × idt~
Sxt~
ou V f x i d~ n ' e s t e×id~ dans
est
Notons et
que
l'6clatement
Nf(X) x~
propri6t6
autre
dans
X×~
du s o u s - e s p a c e
universelle dPt(Z)
la modification
de
le
du s o u s - e s p a c e
vfl(o)
×~,
enfin
O×&,
associ@e
e × i d~ e s t
v' × i d~ e s t
a f × i d& ,
l'~clatement
le morphisme
du a l a
l'~clatement.
l'application
consid6rons
de N a s h r e l a t i v e
tangente
sous-espace
£ la
du p r o d u i t
projection cN×G×~
Pt = p~IENx [t) d~fini
au p o i n t
comme c e c i
4¢
P :
I1
est
d6fini
facile
de v o i r
localement
par
{(z,T,t)/
que Pest les
dim(TNKer
un sous-espace
conditions
dPt(z))
.>-k]
analytique
~ al, N
a c , 1 ~. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
, ac, N
rang
< c + d-k+ 5z I
~z 1 , ........................
~z 1
, 5z N
8Zd_k+l 1...
' ~Zd_k+ 1
8Zd_k+ 1 ~**.
de c N × G × ~ ,
:
al, 1 , ........................
5Zd-k÷ 1
ferm6
'
6z N
1
,
ou c = N - d
z,
427
o~ l e s
6quations
Le p o . i n t e s t [Ke]
Za.
sur
les
pour
une stratification
pour
(Loc.
d'apres
le
les
long
strates
de W h i t n e y provient
(cf.
de l a
Chap.
et
analytique
de l a q u e l l e
qui
est
5.2.2).
des
(el. P admet
on a r b s o l a t i o n
doric en p a r t i c u l i e r
L'existence
singularit6s
d'une
explicite
telle
donnbe
cit.). facon
coordonn~es
U . . , 1 ~ i <- n , 13
1-< j ~ p.
[O])
d6fini
par
est
les
g6n6rale,
soit
Consid~rons
U l'espace le
affine
sous-espace
ayant
fermb
de
6quations
non-singulier,
ferm6 non-singulier
: Z U . . X. = 0 13 1
et
son
image Z d a n s U× ]pn-1
de U × ] p n - 1 , d o n t
on c a l c u l e
est
facilement
un s o u s - e s p a c e
que
la
dimension
par
la
premiere
np-p+n-].
Proposition projection est
strate
III,
r~solution
g6n6raux l'espace
de c h a q u e
un peu : d'une
espace
TCC N .
r~sultats
adjacentes,
(E.) 3
vaut
les
D~taillons
U × (C n -
Cet
d6finissent
dbterminantielles,
P=(AP
forte
stratification
que~
varibtbs
une stratification
dans
. z = O (1<_i ~c) 3
maintenant
(§ 3 ) )
simultan~e
1,3
le
(Kempf, est
§ 3)
une r~solution
sous-espace
Dans le
[Ke],
cas
nous
Le m o r p h i s m e Z - U
rationnelle
de U d 6 f i n i
qui
:
par
les
int6resse,
des singularit6s 6quations
lignes
du s y s t e m e
al~
1
d'~quations
Z1
+
.
nou
ou
al,
N
ZN
=
O
.
ac, 1Z 1 + .........
~z I ~z I Z l +
le
lin~aires
• .........
+ a c , N ZN = O
8z 1 + ~ ZN = 0
...........
8Zd_k+ I 8z I ZI + ...
+
de s o n i m a g e ,
exprimant
nous utilisons e
derni~res
induit
5Zd_k+ 1 5z N ZN = 0
que
fair on
: rang(Uij)
que p u i s q u e utiliser
les
qui < p.
la d-k+l
428
pour
exprimer
lin~airement
nous ramener
~ Ocrire
une solution
non t r i v i a l e
loealement lignes
lesc
du s y s t e m e
d-k+l les
par
dernieres,
trois
fibres
la
Enfin,
est
p ),
qui
la varlet6
I1 existe
long
tel
vf× id~
relative
que p o u r
chaque
Ker Po ~ Uk '
des
P
est
c~
envoy~e sub-
La f i b r e
de P a u -
x C k ( K e r po ) comme on
(SxP)
rE/A,
N ( N f ( X ) uL&) ( d a n s
Pk(Ker
des coordonn6es
.....
de Z a r i s k i
des sin-
f e r m 6 de X x/A, que n o u s n o t e r o n s
de X, muni a zl(t)
un o u v e r t
quecN
des sur
simultanOe.
strate
de l ' i n t e r s e c t i o n
analytique
~ partir
d'Oquidimensionalit&
CNuGxL~L&. autre
premieres
une r~solution
chaque
la projection
dOfini
la projection
la rOsolution
P,
n e' s t
lesc
a
Zd_k+l(t)
p ) (1Sx
x{t}
zl(t),...,Zd_k+l(t)
= O.
d e n s e Uk de l a g r a s s m a n n i e n n e
l'espace
Pk(Ker
~
p~e) s o i t
des
~quimultiple
le
de O x ~ •
Preuve telle
:
Choisissons
une stratification
que non seulemen%
que i,
l'image
r6union (muni
par
de s t r a t e s .
vfl(O)
du C h a p i t r e
Cela
fair,
strate
III,
l'ensemble
transverse
e% d ' a u t r e ~ v;l(o},
par
part,
de W h i t n e y N f ( X ) = UZ~
rbunion
choisissons
strate
stratifi~ O'apres
l'ensemble
de s t r a t e s ~
soit
Po de t e l l e transverse
(en rant
d a n s G. D ' a p r e s
SuP
transverse
(Chap. ((7×
III~
5.1),
id~)-l((sxP)
))~
pour il
cha-
soit
f a v o n que C k ( K e r po )
a vfl(O) est
de N f ( X )
mais encore
F.1 = I x ' C N ~ ( X ) / d i m ~ - l ( e ( x '
naturelle
c-a-d.,
S uCN x G x ~ ,
soit
e de l ' e n s e m b l e
de s a s t r a t i f i c a t i o n
stratifi6,
est
par
des strafes
inconnues
1 obtenues par
enest
on v ~ r i f i e
projection)
correspondant
~ue s i
image Pet
et
dans
induit
, et
1PN - ( d - k + l ) - I
CNuGx/~×
de Z 1 , . . . , Z d _ k +
d~finissant
A par
cette
polaire
Lemme
Dd_k+ l C ~ N
droite
de
~NxGu/A
images
P~P,
a la propri~t6
,z N
:
les
un s o u s - e s p a c e
Zd_k+2,...
valeurs
a pour
pour P
P
en N-(d-k+a)
en substituant
du m o r p h i s m e P ~
l'image
S x cN x Gut&) e s t Pk(Ker
les
de Z d _ k + 2 , . . . , Z N
de c ~ q u a t i o n s
obtenues
forme des &quations
de OE/A ( p a r
le volt.
~quations
facteurs,
la
I en fonction
Le s o u s - e s p a c e
•
r~solution
mersivemen% sur dessus
systeme
ci-dessus
On p r e n d
de c e t t e
D'apres
qu'un
muni
premiers
gularit~s.
Zl,...,Zd_k+
qu'ensemble le
lemme 4 . 2 . 5
~ Nf(X) x~ puisque
dans
C k ( K e r po )
NNf(X) Ua)re d est
le
429
transform~
strict
D'apr~s
de ( S × P ) N (Nf(X) x ~ )
le Corollaire
le morphisme ~xid~=
(vfo e)xid~
et nous le noterons p r e u v e de (Chap.
1.3.2,
cet
par l'~clatement ensemble est
du s o u s - e s p a c e
P k ( K e r p )'^ • D ' a p r ~ s
IZI,
5.1),
1 • C'est
transform~
strict
dans Xx~
c'est-~-dire
plicit~
r~sulte
donc a f o r t i o r i
Pk(Ker p~)' par
alors
Pour a c h e v e r
au-dessus
le cas pour
de P k ( K e r p ) p a r l'~clatement
de (Chap.
correspondant
XcsxcN~
XcSxC N',
~ des projections CN e t
EN' ~ t a n t
par
de t r a n s v e r s a l i t ~ ,
et
la
avec (4x id~)-l{Ox~)
de O E ~ a p o u r d i m e n s i o n
l'~clatement
exceptionnel e ×id~
d a n s P k ( K e r p ).
I~ Remarque 5 . 1 . 1 ~
strict
P k ( K e r p~) de X x ~ ,
le diviseur
de 0 × ~
l a p r e u v e du t h ~ o r e m e ,
polaires
analytique
de P k ( K e r p ~ ) ' ~
a pour d i m e n s i o n d+ d i m S - k , e t sa f i b r e d+ d i m S - k -
le transform~
l'hypothese
l'intersection
exid~.
3)).
du
de O x ~ L'~quimulti-
•
on commence p a r c o m p a r e r l e s v a r i ~ t ~ s lin~aires
d a n s deux S - p l o n g e m e n t s
m u n i s de c o o r d o n n ~ e s z 1 , . . . , z
Net
N'
z li ~ . . . , z N , w
respectivement.
En c o n s i d ~ r a n t
p r o u v e r que l e s m u l t i p l i c i t ~ s projections
lin~aires
des vari~t~s
g~n~rales
de ~N e t
p o s a n t que Zl~
°.
peut,
d'un cbangement lin~aire
au p r i x
z. + t z [ ~ 1
.,Zd_k+ 1 d~finit
I ~ i ~ d - k + 1,
~N×c
d~finit
, on s e f a m i n e a u s s i t ~ t
polaires de ~N+N'
une p r o j e c t i o n
de X c o r r e s p o n d a n t
£ des
sur ~d-k+l sont ~gales.
lin~aire
g ~ n ~ r a l e p o u r EN
Supon
de c o o r d o n n ~ e s s u r ~N' s u p p o s e r que
p o u r t ~ O, a s s e z p e t i t ,
une p r o j e c t i o n
lin~aire
1
g~n~rale pour ~N+N' rencontrent
car
~N× {0~ e t
de l a g r a s s m a n n i e n n e .
les
sous-espaces
IO} x ~ N ' I1 s u f f i t
de c o d i m e n s i o n d - k + l
en c o d i m e n s i o n d - k + l alors
d'appliquer
de EN×EN'
f o r m e n t un o u v e r t
qui
dense
l e Lemme ~ l a f a m i l l e
z i = z i + tz~ .
I1 n o u s r e s t e CN, d i s o n s
a ~tudier
zl,...,z
Net
l e c a s de deux s y s t ~ m e s de c o o r d o n n ~ e s d i f f ~ r e n t s z~,...,z~.
Au p r i x
d o n n ~ e s , on p e u t s e r a m e n e r au c a s ou l ' o n
d'un changement lin~aire a une e x p r e s s i o n
dans
de c o o r -
430 A z!t :
et
il
suffit
z i + IA[~2~ C i ' A
d'appliquer
le
pour
tout
t~ 0 donne
sant
les
3.2
Remar%ues
pour
un tres
de l a
m~mes v a r i ~ t b s
:
de r a n g
existe
une modification
Nash est
le
point
sur
cas
ou F = ~ X
plonger
cal
xc~N
ce pour
utilisant de c e s
tout
n'est
que
vari6t6s le
des vari6t6s ment Xcs×~N
d'un que
de [ L ~ - T e ] ,
cette
pour donn6e
donc
Navarro
qu'un
cas
fournis-
air
montrer
locale
que
les
ne d6pefident vole
pour
le moment inutile,
deux raisons mais
O ~ - D X1
de F.
surtout
convenablement
de F e n qu'en
O. On p e u t en chaque
J e me s u i s
parce
que
permet
lom~me, point
abstenu
; un peu pour
raffin6e
tout
du p l o n g e m e n t
multiplicit6s
que
des
n g6n6rale
Le r ~ l e
de
locale
locales
en positio
(al,...,an).
localeme~t
grassmannienne
polaires
de m i s e
B de X, i l
(La modification
la
vari6t6s
libre~
rare
U ×G, les
[Na 21
particulier
un quotient
propri6t6.
ou G e s t
(cf.
localement
analytique
v(F)*(F)
pr6sentation
ci-dessus,
F,
V.
pr6sentation
de S c h u b e r t une
ferm6
cette
l e m~me a r g u m e n t
de d o n n e r
aussi
au m o y e n d ' u n e
d6finir
Th6or~me par
la
de
6viter d6monstra-
de p r o u v e r
:
La c l a s s e polaires
remarqu6
de N a s h n ' e s t
pour
dans
ainsi
symbole
suivant :
telle
On p e u t
locales
g6om6trique
Th6or~me
bres
")
a u x z! ,
donn6 un faisceau
minimale
polaires
une g6n6ralisation
r6sultat
: Etant
v(F)-I(u)
l'argument
d6montrer
le
l
x E X, e n u t i l i s a n t et
(comme l ' a
compl6mentaire
et
z
•
9(F):~.X
de ~M. On p e u t
1.3
tion
le
f s u r X,
O~Iu'FIu'O f-plans
f,
IAI-~
homoth~tiques
la modification
suivante
disons
de r a n g
coordonn~es
En f a i t
bon expos6)~
famille
F c. t [A[~2 *,A
polaires.
1)
construction
libre
des
ci, A E~
(1 ~ i ~ d - k + 1 ) ,
Lemme ~ l a
* zi = zi +
qui
z
d'6quisin~ularit6 projectives
ne d6pend
relatives
que
du t y p e
OS, O - O X , 0 c o r r e s p o n d a n t
~ f .
(au. s e n s
des
g6n6rales
d'isomorphisme
conditions
de W h i t n e y )
associ~es
~ un S-plonge-
de l ' h o m o m o r p h i s m e
d'alg~-
431
et
ce r6sultat
forcer
cadre
tr~s
de r e m p l a c e r
rationnelle)
des
d'6quisingularit6.
dessus
peut
les
~tre
vari6t6s
des
des vari6t6s
essentiellement tifi6s
ce qui
pour
(ou
est
des
prouver
g6n6ralise
concernant la
un r6sultat
pro3ectives
la
que
s'ef-
la
d6monstration
analogue
pour
ciroutes
F.
au C h a p i t r e sont
topologie
pr6sentation
on d o l t
d'6quivalence
r6sultats
coh6rent
de l a
lequel
de c l a s s e
comme on l e v e r r a
sens
selon
probable
faisceau
locales (au
de v u e
par
il
d'un
En f a i t ~
topologique
de cN)~
intersections
locales
polaires
point
num6riques
un peu modifi6e
polaires
le
D'ailleurs
2) cit6s
avec
r6sultats
en th6orie
classe
bien
Vii
les
multipli.
des
invariants
des
sous-ensembles
des (k)
de 2 . 1
de n a t u r e stra-
donn6e
dans
CTe 1 ] -
3.2
Corollaire
de d i m e n s i o n
: d,
h route
on p e u t
al~ebre
associer
anal~ti~ue
une suite
OX, O r 6 d u i t e
locale
ou m ( P k ( X , O ) )
est
(X'O)))
e n 0 de l a v a r i 6 t 6
polaire
projective
O
Pk<(X,O),Dd_k+l> espace
3.3
Remarque
:
Pk(X,O).
Exercice
:
au m o y e n d ' u n
plongement
(X~O) c ( ~ N , o )
dor6navant
de p a r l e r
et
d'un
sous-
~6n~,ral.
Nous nous
(sous-entendu
noter
3.4
calcul6e
Dd_k+ 1 a s s e z
polaire la
la multi~licit6
purement
d'entiers
MX,x = (mo ( P o ( X ' O ) ) ' m o ( P l ( X ' O ) ) ' ' ' ' ' m o ( P d - 1
- -
et
permettrons
"projective
Noter
Soit
g6n6rale')
de c o d i m e n s i o n
que
d'apr~s
1.3,
ii),
Pd(X,O)
est
X la
surface
dans
¢3 d~6quation
de " l a "
vari~t6
k de X e t
m~me de
vide.
x 2 - y 2z= 0 ; montrer
q u e MX,O = ( 2 , 1 ) .
§ 4.
Vari~t6s Voici
polaires
une autre
et
espace
conormal.
cons£ruction
possible
ou l a
modification
de N a s h e s t
forme
locale
construction
de l a
remplac6e des
cycles
des vari6t~s
par
le morphisme
polaires
polaires
projectives~
conormal.
des vari6t6s
Crest
projectives
la
432
qui
permet
Je
d'~tudier
remercie
4.1
J.P.G
supposons
comportement
Henry
Reprenons
et
le
la
et
M. M e r l e
situation
fix~
de c e s
de m ' a v o i r
de 1 . 1 .
un S-plongement
cycles
Soit
f:
Kcs×~N
.
par
dualit6
signal~
X~S
son
(cf.
intbrgt.
un morphisme~
Consid~rons
[Pij).
comme e n 1 . 1 ,
l'espace
conormal
re-
latif ~N-1
~ cf(x)
c x ×
~N-1
x
et
notons
X×
~N-1
4.1.1
~
]~N-1
tout
Uk d e
(kf j o u e
.
la
1) vide
k,
tout
3)
nant
pas
~ lWouvert
~ la
Prop.
sous-espaces
pure
est
la
seconde
projection
de G a u s s . )
2 du § l ,
et
il
un ouvert
existe
projectifs
son Corollaire
1.3.1)
de Z a r i s k i
de d i m e n s i o n
d-k
dense
d_~e ~ N-1
: dense
N-l-d+k
dans
dans
n ~fl(Ld-k))=
de L d - k Wk de
Dd_k+ 1 d a n s
~fl(Ld-k)
et
ce dernier
espace
est
Cf(X) . dim a l l ( o ) -
est la
cN de t o u s
un sous-espace
Prop.
2 du § 1 e t
(nf(xfl(Ld-k))re
:
par
N+l+d-k
a lieu
si
l'inter-
vide.
(~)
Preuve
F)
dim(~fl(o)
points
du m o r p h i s m e
L d - k E Uk on a i t
L'intersection
des
des
hall(X-
L'~alitb n~est
r~le
induit
0 £ k s d = d i m X - dim S,
ou de e o d i m e n s i o n
section
le
~rassmannienne
~fl(Ld-k)
2)
le morphisme
(a comparer
entier
que pour
par
~N-1
Proposition
Pour
tel
Xf:Cf(X)~
Les points
1)
et
2)
peuvent
]es
hyperplans
de c o d i m e n s i o n l'on
a
de ~N r e p r b s e n t ~ s
d-k+1 de ¢ N apparte-
:
d = Pk
Stre
d~montr6s
de f a ~ o n
tout
a fait
:
433
analogue tion
aus
points
de d i m e n s i o n
correspondant
vient
~
Enfin,
(*)
point
TCHE
fibre
de l a P r o p .
points
d a r t s Wk e s t
facilement.
en x ~ la
2)
en position une
d'apr~s
les
x de X - F , X(f(x))
que Ld - k
§ 5.
est
de f p a s s a n t
Transversalit~ :
e__n_n1 . 1 ,
o~ de p l u s
sentant
assez d= dimX-
nienne
Gk d e s
dans
l'ouvert
A) re
des
Soit
f:
S es£
x,
T~HE
hyperplans
on d o l t
Ld-k~
dim S ,
il
sous-espaces Wk d_~e 1 . 4
tel
que~
Dd_k+ 1 e s t
Pk,
ou C ( . o
T M
) d~si~ne
le
c~ne
condition
Tc~N
l'~galit5
l'espace
tangent
l'~quivalence
Dn a et
d'ou
inversement,
l'implication Dd_k+ 1 .
si
inverse
puis-
•
d'espaces
de d i m e n s i o n
au plus
local
1.
(~M,O),
comme
Pour
tout
repr@-
tout
entier
k,
dense
T k de l a
~rassman-
de c o d i m e n s i o n
d-k+1
dans
contenu
tout
transverse
tangent
analytiques
de Z a r i s k i
pour
en ce sens
(X,O)c
que
Dd_k+l C T k ~ e n O,
l'on
e n O, e t
dans
~M
on a i t
EM, a l a
: vari~t~
polai-
a
IDd_k+ 1 N C o ( P k < f ~ D d _ k + l > ) l
--
la
de v ~ r i f i e r
un morphisme
un ouvert
vectoriels et
l'asser-
comme on l e v o i t
prouver
Dd_k+ I ~ H ,
plongement
existe
~d-k
Ld - k
notant
~),
polaires.
non-singulier tout
point
des hyperplans
suffit
contenant
(X~O)~ (S,O)
de f ,
Le s o u s - e s p a c e
relative
par
dans sur
il
que,
= k puisque
des vari~t@s
petit
O~k~
Si
2)
o n a d i m ( T + Dd_k+ 1) ~ N - 1 ,
1'ensemble
Th@oreme
1) e t
le
l'intersection
ouverte
c'est-~-dire
d i m ( T M D d _ k + 1) ~ d + N - d + k - l - N + l
5.1
points
Dans
g~n@rale
condition
L d - k ~ d i m ( T N Dd_k+ 1) ~ k ,
d i m ( T N Dd_k+ 1) ~ k ,
2 du § 1.
de c e q u e Dd_k+ 1 e s t
d-k+l
q u e Dd_k+ 1 s o i t
en tout
1) e t
= ~0]
l'intersection
est
prise
dans
"
,0
B) points
Les directions
limites
non-singuliers
d'icelles
Dd_k+ 1 d a n s
EM~ e n c e s e n s
d i m ( T N Dd_k+ 1) = k - 1 .
en 0 d'espaces contenus
que pour
une
dans telle
tangents
aux fibres
X(~ Dd_k+ 1 s o n t limite
T,
on a
de f e n
transverses
des
434
D~monstration de l ' a u t r e
:
Ces deux r6sultats
: considbrons
le
sont
e
5.1.1
au p a r a g r a p h e
L'assertion
A')
pr6c~dent,
A) ~ q u i v a u t
Les transform6s
manibre
stricts
l'~clatement
a
et
la
posons
Xd_k+ 1
suivante
Pk'de
= (Xn Dd_k+l)re d •
: Pket
e de 0 d a n s
B')
B) 6 q u i v a u t
a la
X sont
Les transform6s
Xd_k+ 1 p a r
suivante
stricts
la modification
X'd - k + 1
-
Pk'
L'assertion
l'un
~.X
-
Xd_k+ 1 p a r
duaux
)Nf(X)
e
X'
utilis~
gertaine
diagramme
N~(X)
d6ja
d'une
disjoints
N X'd - k + 1
de
:
=
: Xd_k+ 1 de
P k < f ~ D d _ k + l > de P k < f ~ D d _ k + l > e t
de N a s h r e l a t i v e
vf sont
disjoints
:
A P k < f ; D d _ k + l > ~ Xd_k+ 1 =
La v 6 r i f i c a t i o n
de c e s
Traduisons Supposons par
les
z I .....
coordonn6es
A) 6 q u i v a u t Pour
OPk,O est gendrb
maintenant
par
les
tout
entier, les
D'apres
a la
i tel
(Chap.
que
suivante d-k+1<
5.1)~
au v u d e s en termes
de t e l l e
fa~on
d6finitions.
de c o o r d o n n 6 e s . q u e Dd_k+ 1 s o i t
Pk = P k < f ; D d - k + l >" D ' a p r e s
(Chap.
I~
d~fini
5.2)~
:
i ~ M, l ' & 1 6 m e n t l'idbal
de z l , . . . ~ Z d _ k + II,
imm6diate
deux assertions
dans OPk,O , sur images
est
de ~M c h o i s i e s
Zd_k+ 1 = 0 ~ p o s o n s
l'assertion t")
6quivalences
z i • OPk~O i m a g e
(Zl,...,Zd_k+
de z i d a n s
1) . O P k , O de O P k , O e n -
1 •
l'assertion
B) ~ q u i v a u t
a la
suivante~
pour
tou
435
choix
d'un
syst6me
de g 6 n 6 r a t e u r s
d a n s ( S , O ) × (~M,o) B")
l'id6al
d6finissant
entiere
•
les
.,Zic
images des d6terminants
)
{jl,...,jc
d a n s OXd_k+l,O s u r
ces dbterminants
3acobiens
D6montrons maintenant pour
l'id6al
dim S = 1 ; on p e u t
l'id6al
qui sont
n6e l o c a l e Consid6rons
relatif
de r a n g c = M-d
l'idbal sur
{il,...,i
Jo engendr6
tels
:
que l ' o n
c}c{1,..-,M]
d a n s O X d _ k + l , 0 p a r c e u x de air
:
} c {d-k+l,...,"}
le Th6orbme.
Choisissons
d6finissant
supposer
: (~M,O) ~ ( ~ , O ) . par
3acobien
jacobiens
]c{1,...,p],
{i 1 , . . . , i c
n6rateurs
(X,O)
,''',fie)
8(zi1,.
P d6fini
pour
L ' i m a g e J X / S " OXd_k+l,O d a n s OXd_k+l,O de l ' i d 6 a l
3(fj
de f
P
:
JX/S ' engendr6 par
est
(fl,...,f)
un s y s t e m e
( X , O ) c (CM,O).
(X,O) = ( E , O )
Le S - p t o n g e m e n t
(fl,...,fp_l,V-
fl,...,fp_l
Plavons-nous
e t que f : X ~ S
est
d a n s l e c a s ou
la restriction
( X , O ) c ( S , O ) × (CM,O) p e u t
fp)
de C f V , Z l , . . . , z
de g 6 -
alors
M} o~ v e s t
~ X
Stre
une coordon-
(S,O).
l'ouvert
affine
A= Ea de Gk, ou ~ = ( d - k + l ) ( M - d + k - 1 ) ~ d e
nienne
Gk muni d e s c o o r d o n n b e s
espace
analytique
(i)
a3
, 1~ i ~ d-k+1,
f e r m 6 de ¢ × E M × A d 6 f i n i
~ { v , z 1 , . . , . ZM,(a~ i ) }
engendr6
par
ment hff ¢ ~ Z l , . . . , z M ~
la notation
d - k + 2 g j < M, e t
(au voisinage
((fl)a~...,(fp_l)a (h) a d6signe
'v-
l'616ment
de O) p a r
la grassmanle sousl'id6al
de
( f p a) ) 05 p o u r un 6 1 6 (a!i))] de ¢ { Z l , . . . , z M, 3
M
o b t e n u en s u b s t i t u a n t suffit
de p r o u v e r
tique
d e n s e de h.
zi + > ' a (i). z . ~ z. d a n s h~ p o u r j=d-k+2' 3 3 1
que h " )
et B")sont
hppliquons
au m o r p h i s m e Z ~ - - ~ A i n d u i t ~: h-~-~O×O×hcZ.
p o u r ~ E U, n o u s a y o n s l e s tout
entier
~
lg2
en t o u t
l e Th6or~me de B e r t i n i par
I1 existe
r6alis6es
la projection
un o u v e r t
relations
idbaliste
¢×¢Mxh-h,
analytique
de d 6 p e n d a n c e
~ M-d+k-2 e t p o u r un c h o i x
point
fixe
1~i~
d'un ouvert (Chap.
de
II,
I1 analy2.1)
muni de l a s e c t i o n
d e n s e U= A - B intbgrale
d-k+1.
dans h tel
suivantes
que
: pour
436 A= { i £ + l , . , . , i 616ments
}C {1,...,M],
C
de l a
forme
notons
Jh
l'id~al
de 0 Z v ( a
engendr6
par
les
:
~((f.
.•
Zm 1
et
les
) ,....,(f. ) 31 a 3c a Zm£ 8 ( z m , ' . - , Z m z , Z i ,...,z i ) I ,~+I c
.
616ments
de l a
forme
Alors
Z
•
-..
m2
on a ,
Z
_
' (f'3c)a)
{jl,...,j2)c[d-k÷2,...,M},
{kl,...,k~}c{1,...,d-k+l]
3((f. )a,•..,(f. ) ) 31 3c a ( k 1) (k£) b(ajl ,. • • , aj~ , z . i£+I , . . . , z
(*)
Remarquons que
les
que,
puisque
61~ments
pres,
616ments
sur
Z on a v = ( f
engendrant
darts O Z , d ( a ) , s u r int6grale
{ j 2 , . . - , j c ]C { 1 , . . . , p - I }
m£ ~ ( v , z m2 , . . . , Z m , z . l , . . . , z ;1 ) £ ~+1 c
pour
l'id6al
JA e t
groupe.
) pa
par
C'est
C
il
r~sulte
de ( C h a p •
au d 6 n o m i n a t e u r
du g r o u p e q u e JA e s t
ici
E "~5
)
,
ceux
donc supposer (N.B.
• OZ,d(a) i
ou v a p p a r a l t *
engendr6
nous pouvons
du p r e m i e r
]~{1,...,p]
:
3 ( ( v - ( f D )'a ' (.f J 2' ) a ' V
1,...,j
sont
pr6c6dent. engendr6
que n o u s u t i l i s o n s
I,
1•4.5) entiers
A d6pendance par
les
seuls
l'hypothbse
dims ~1)• Supposons les
avoir
l'inclusion
c] c [ 1 , • • . , d - k + 1 ] .
On a a l o r s
identit6s 3((fJl)a''•''(f'3
( ~
: [i2+l,...,i
c)a )
)
(k~) (k 1 ) &(a . ,ziz 31 ' "'" ' a J Z
=
,"•,z i +1
) c
I
z31 . . .
Remarquons supposer Notons
qu'au
prix
que tousles ~
l'id6al
d'un
a (i). 3 engendr~
changement sont par
nuls les
zj£
lin6aire au p o i n t
(a~ i ) ) 3
5(
fJl'
-..,f. 3c
)
~(Zkl'"''Zk£'Zi~+l'"''Zic)
des coordonn6es, ~(a)E
nous
pouvons
Z que nous consid6rons.
d a n s ~O~,z .
437 Sans plus f a i r e l'hypothese que [ i £ + l , . . . , i c] ~ [ 1 , . . . , d - k + l ] , on a la congruence modulo a correspondant a (~e), que nous noterons (~e~e) mod. g , et de m~me on a l e s
congruences b
d ( ( f J l ) a , ' ' ' , ( f j c ) a) ,.
~(zml
,...,z
"'Zmz'~iZ+l
D6montrons
l'assertion
Dd_k+ 1 e s t
d6fini 5 ( f 3. .1.'.
ailleurs,
lations fini
les
Prenant
le cas
si
[il,...,i
Z donnent
que X.
o~ £ = 1,
suivant tout
(a),
et
autre
utilisant
que pour
(~)
tout
f.
les
on a
et
des re-
de ( Z , a ( a ) )
mod. G , i l
j ~ d-k+2,
{il,...,ic}C{l,...,M],
...
vient
tout
d6-
donc,
k~
:
)
616ments
de
) ou [ m , i 2 , . . . , i
que
exemple
d-k+1<
est
entier,
la forme
c]~
ce qui
l'on
dans
OPk,O
I
sur
l'id6al
:
[d-k+2,...,M].
j gM e s t
prouver
air
force
l~m~
en utilisant
c'est-~-dire
Pour
sur
)
tels
par
1 ~mgd-k+l,
(~)
Nous p o u v o n s
choisir
c
616ments
zj OPk,O,
int6grale
n'est
c] m[d-k+2,...,M],
aussit~t,
c]c{d-k+l,...,~]
qui
Jc
2 [i2,...,i
ou
:
G, s o u s - e s p a c e
par
'''''zi
mod G
a
1.4.1
en sous-espace
...,f
zm a(zm,z i
les
= O
31' ' 3c z 3. . ~(Zk~Z i ~-.-,zi ) • ~Pk,O 2 c
Jl'
/
Pk = P k < f ~ D d - k + l > '
Z d _ k + l = O, on a d ' a p r e s
de d 6 p e n d a n c e
particulier
, engendr6
polaire
restriction
pour
L'616ment
a(f
la vari6t6
par
a(f
~Pk,O
(Zm.,...,z ~
int6grale
au vu de l a r e m a r q u e l~k~d-k+l,
) ~
c
~Pk'°
relations
l'id6al
f ) ' Jc ,z. ,...,Zic) m~ ] £ + I
'f3 c )
de d 6 p e n d a n c e
par
i
z 1 ....
a(zil'''''Zic)
Par
"'"
Jl'
h )') : S u r
par
8(f
entier
d-k+l,
{il,...,i
c] ~ {1,...,d-k+1]
{il,...,i
c] = [nl,...,n
utiliser
le criterevaluatif
prenons
et
le crit~re sur
q u e A") e s t
B"),
notre
(il,.
l'id6al r6alis6e
valuatif,
de d 6 p e n d a n c e
~tre
pour
engendr6
par
comme on l e v o l t que chacun
engendr6
On p e u t au p r i x
~
implique,
. .,ic ] c [1,...
= [nl,...,n£].
% , i%+l,...,ic],
id6al
par
les
des
z m • OPk~O ,
a# U . ,M] e t
posons
doric 6 c r i r e d'une
int6grale
permutation. : soit
Nous a l l o n s
de
un,p
o~uonbgsuoa suoT~zosao~ut,
aun ~so
~ - ~ o ~ o a o g q L oI
p soaTe[od
op 6 9 g
--dODUO3 [~ o ~ ]
~gP
9s~Ieagu9 ~ 9~
e #e~insga -d
'~
~o
soqano~ o3
~I
×ne
'u~su~ ([H-9])
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~ o i e ~ 9 s u ~ o m ne u o T ~ e n i e ~
3C ( "J ......
....
[C
uo ~o ( ~ )
g+~-p} pica
t + ~ T z ~a z
e so~oidmo3
~o ~ s n T 9
e soo~gansaod~q
(V u o ~ a o ~ e , ~
p u!osoq
~ u T o d u n ~ s o ~ no . n I o ~ q e . s e o
•
°~ z 'jt~enieA
op o [ I o ~
~uop ~o
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~C (.$ ......
onb ~uo!~qo ~Ue~TI~n • {~ . . . . .
( t z .....
D~
D -pom ( ~ )
~uenb~Idde
an~ 0 = r+~-Pz .....
u~
~z o n b s t n d
~az
..
t+~z
( ~z'-.-'
'~mz)~
'~z'--.
( ~ f~ . . . .
~z
t
. . . . .
Z
' ~C' 3 ) ~ owaoj
q uoIou
e Iop
U O T ~ e n I e a op S u o m g t 9 , I o n b u u o u o d d n ~
~ u o m o i 9 ~o I ~ n o ~ ~o
'oae
un
Tmaed oieWTUTm
(O't+~-Px).
(0~)
:q
439
th6orbme 2.7
de J . P . G .
Henry et
duns [U-M],
qui
g~n6ralise
([Te
1],I,
a 2.9).
5.2
Dans l e c a s
5.2.1
Proposition
espace
analytique
non-singulier dense
absolu~
complexe
du
de t r a n s v e r s a l i t 6
Lemme 4 . 1 • 8 de [ L ~ - T e ] )
r6duit
de d i m e n s i o n
W de l ' e s p a c e
I). e s t
- -
on a un r 6 s u l t a t
(Variante
purement
1 de X e t
:
de d i m e n s i o n
OE Y .
I1 existe
plus
d,
pr6cis.
Soient
X c ~ N u_~n
Y un s o u s - e s p a c e
un o u v e r t
de Z a r i s k i
des drapeaux
2~ :
ou
M. M e r l e
(O) c D N 1 c . . . . .
cD2~DICD
-
de c o d i m e n s i o n
i,
tel
que pour
tout
O
~ E W, on a i r
1
[Dd_ k N C y ( P k < ( X , y ) ; D d _ k + l > l
= [0}
(intersection
dans T N
) ,y
en tout
point
Preuve
:
Nous a l l o n s
P : (¢N,o)~ ouvcrt tion.
yE Y- [0]
(Y,O)~
engendr6
par
d'abord
dense
Consid~rons
surjectivement
¥ par
sur
ey (c'est
la
que pour tels
d-l.
route
r~traction
sont
la condition
exceptionnel
le sous-espace annulus
fibre
-
P 1(0)~
eyl(¥) de e y l ( ¥ )
~N-2
Ey(X) cXx
on v o l t
que F
un
de l a P r o p o s i la r~union
qui
par une puissance
le plongement
locale
q u e D 1' = T p ( 1 ) ( O ) , O c o n t i e n t
satisfaisant
du d i v i s e u r
61~ments qui
de c o o r d o n n 6 e s
Oskg
e y : E y ( X ) ~ X de Y d a n s X~ e t
mal my, 0 de Oy 'O ) • C o n s i d ~ r a n t choix
montrer
des drapeaux
l'bclatement
sur
de O, e t
de d r a p e a u x
irr~ductibles
les
proche
l'ensemble
de Z a r i s k i
composantes
assez
sont
d6fini
Fo d e s
envoy6s par
l'id~al
de l ' i d ~ a l
maxi-
d6fini
un
N ([0} ×
par
~N-2)
est
o
de d i m e n s i o n
d-2.
On p e u t
donc choisir
un s o u s - e s p a c e
Dd de c o d i m e n s i o n
d a n s T_I o=D1 e t t e l q u e P r o j Dd n (F N ([O} x ~ N - 2 ) ) = D. S u p p o s o n s p (0), o a v o i r c h o i s i Dd c D d _ 1 c . . . c D i + 1 d a n s D~ de t e l l e fa~on que, notant Fd_ 3 e X x o N - 2 nel
la r6union
de l ' 6 c l a t e m e n t
des composantes
irr6ductibles
Ey P d _ 3 < X ; D 3 + I > - P d _ 3 < X ; D 3 + I >
du d i v i s e u r
d-1
maintenan
exception-
de Y darts l a v a r i ~ t ~
polaire
440
Pd-j
associ~e
Remarquons
a D3÷ 1
,
on a i r
que p u i s q u e
ltinclusion
1 ~ et
Fd_i(O) CFd_i_l(O)
~ d'ou
dim F d _ i ( O ) =
on v o l t
codimension dimension
i-1
i-2
ble
des sous-espaces
est
de d i m e n s i o n
choisir
~
pour
chaque
Pk<X;Dd_k+l>
est
[Le-Te
2~)
yE ¥-
ce qui
et
c~ne normal. Proj
que
que Par
les
notre
exacte
pour et
que P r o j
dans Proj
tout plat
point le
de c S n e s
long
en fair
= {0}.
que
Di+ 1 tel
que
la propri~t~
par
de
l'ensem-
Di+ 1 e t
que
l e m~me a r g u m e n t
de Pk l e
long
proche
cir.)
,0
) laissent invariant ,y s'identifie ~ la fibre
la
Nk(Y) ~ e t
]Ty,y×Dd_k)nCy(Pk)l Finalement
le cSne Nk(Y)
du
Dd_ k N F k ( O ) = D~ d o n c
de O~ m a i s p a r
Fk(Y)= Proj
(cf,
de Y~ on a e n
~ Nk(Y)
Proj
de O~
implique
T N
action
voisin
I
est
de D 1 c o n t e n a n t
de Y, c e q u i
Loc.
nous avons
y C Y- [0},
Di de
Di N F d _ i ( O ) ~
y E Y - [O} a s s e z
(cf.
(dans
cette
de ~
on a
[D 1N C y ( P d _ I ( D 2 ) ) I : [0} .
translations
choix
~ on a
vectoriels
2 ayant
on p e u t
~ C y ( P k < X ; D d _ k + l >)
par
i-1
on a
construction~
D.1 c o n t e n a n t
finalement
i+1 ~ j g d •
~N-2
D~/Di+ 1) a l o r s
un d r a p e a u
on a C y ( P k) = T y ~ y X N k ( Y ) .
IDd_ k n C y ( p k < x ~ D d _ k + l > ) l
tels
le cSne normal
= D pour y assez
nous avons
exacte,
Nk ~ Y
le quotient
IDd_kNNk(Y)[ = [0}, suite
qu'en
~ Ty,y
Dd_ k D F k ( y )
tement~
que
Comme p a r
donc choisir ainsi
pour
F , ( O ) = F . 5 {O] x 3 J
de c o d i m e n s i o n
normalement
[0} u n e s u i t e
signifie
tangent~
tel
fair
en notant
0
D.1
2 ~ i g d~ e t
D2 e t le
tout
de F d _ i ( O )
=~
des sous-espaces
Di+ 1 e t
On c o n s t r u i t
maintenant
que~
l'ensemble
Nous p o u v o n s
D1 c o n t e n a n t
Utilisons
que
~N-2)
dans Pd_i_l<X;Di+2>~
Di÷ 1 n F d _ i ( O ) = ~ .
vectoriels
P r o 3 Di N F d _ i ( O ) = ~ . P r o 3 Di N F d _ i ( O )
Proj
(image
i-1.
contenu
d o n c en p o s a n t
de D~ , c o n t e n a n t
au p l u s
D3 N (Fd_ j n [0} x
Pd_i<X;Di+l > est
Fd_ i c F d _ i _
i-2~
Proj
d6finition cela
donne
= IYI p u i s q u e on a b i e n
de l ' ~ c l a
d'apres
la
441
5.2.2
Corollaire
peau ~ assez
(L~-Teissier,
g6n6ral,
on a
~L~-Te
5.3
:
Appliquer
Revenons
r~me 4 . 1 Soit
au c a s r e l a t i f ~ p o u r
f : (X~O) ~ (S~O)
(X~O) c ( c M ~ o ) FnD i soit
X. c X 1
par
; soit
comme e n 1.1~
par
de n f l ( x i - F ) .
le
de 0 × ~ .
long
interpreter
la
D. un s o u s - e s p a c e 1
vectoriel
de Nash r e l a t i v e de f )
et
un d r a -
le
nf~
B) du T h ~ o -
d o n n ~ un p l o n g e m e n t de c o d i m e n s i o n
et
notons
de Nash r e l a t i v e ~
relatif
transversalit~
que X.1 = (XN D.)~ reQ" s o i t
le graphe
On o b t i e n t
et
morphismes. supposons
la modification
le morphisme conormal
(0~ k g d-l)
et
la modification
(plong~
(X,O)~ (cN,o)
= {0~
£ X×~
de c e r t a i n s
rare dans XnD i et
Consid~rons XcS×EM
la Proposition
comme f i n i t u d e
Pour
:
IDd_ k N P k < ( X , O ) ; D d _ k + l > l
Preuve
:
3)
c'est-a-dire
diagramme
local
i de ~M t e l
de d i m e n s i o n
(pure)
que
d-i .
l'espace conormal relatif de A Xi l e t r a n s f o r m ~ strict de
et ~i
le
transform~
l'adh~rence
strict
par
dans Cf(Xcs×~M)
:
G
J
G.
1
~.-i-i
Cf(X)~,,J~Xi.
s Xir
)
X (
t s
'X i
Cflxi(Xi
442
5.3.1
Proposition
prbc~der
:
chacune
i)
Les conditions
de " p o u r
tout
reprbsentant
On a y f l ( c d _ i + l ( D i ) )
ii)
Le m o r p h i s m e
suivantes
sont
~uivalentes,
suffisamment
petit
si
l'on
fait
de X " .
n Xi = ~ •
de X~ d a n s X i × Gi
ou Gi d ~ s i ~ n e
la ~rassmannienne
des
(d-])-plans de D . , d 6 f i n i p a r x ~ ( x , T f I AT D x ) , s ' ~ t e n d e n un m o r p h i s m e 1 - (f(x)) i' A __de X.1 --darts X.1 ×G'I ' i n d u i t p a r l e m o r p h i s m e n a t u r e l de G - C d _ i _ I(D.)I d a n s Gi qui
a T associe
relatif
T n Di ,
Nf[x.(X')I
et
__de X.1
dont
]'image
d a n s Xi ×G
est
le modifi~
de Nash
"
1
iii) encore
Le m o r p h i s m e est
iv) CM t e l F1, .
un m o r p h i s m e Pour
tout
A
Xi ~ N f [ x . ( x
d~fini
d'un par
syst~me
z i = 0 et
les v)
seuls
mineurs
Pour
Notant Di ,
est
d~fini,
mais
limite
d'un
forme tels
T d'espace
systSme
d a n s OX i , O s u r
que
(zl,...,z
[il,...,iM_
tangents
M)
sur
de ~ n ~ r a t e u r s
X c S × ~M e__nn O,
d~finissant
entier
locales
1' i d 6 a l
l'id~al
en~endr6
d}c [i+l,...,M]-
~ X° e n d e s p o i n t s
de X . - F, 1
= d-i •
1
tiennent
de c e t t e
toute
on a d i m ( T ~ D . ) i')
, z M] de l ' i d ~ a l .. ) ~(Fjl' "'FjM_d 5(zi1 ,...,z.xM_d) est
les
non seulement
de c o o r d o n n ~ e s
z 1 .....
.,F m . E O. s ~.s { z.l ,
par
i)
1
fini.
choix
que D i s o i t
en~endr6 par
precedent
Li - i t e M - 1
on a
l'espace
projectif
form~ des h~perplans
qui
con-
est
l'es-
:
~fl(L i-1) nX i =
ii') pace
Le m o r p h i s m e
des hyperplans
p h i s m e X'I ~X'I ×
de ~ i
de D i ,
~M-l-i
dont
_ ~ 1 (L i - 1 ) qui
~ (x,n)
1'image
est
d a n s X. × associe
~M-l-i
o~
( x , H n Di
Cflx.(Xi)
~M-l-i
, s'6tend
e n un m o r -
.
1
iii')
Le m o r p h i s m e
un m o r p h i s m e
D~monstration
pr~c6dent
non seulement
est
d6fini,
mais encore
est
fini.
:
de l a m o d i f i c a t i o n
i)
et v)
de N a s h .
sont
clairement
D'autre
part
bquivalent
d'apres
ltapplication
T~Tn
la
dbfinition
D~ e s t
pr~cis~ment
443
d~finie
de G - C d _ i + l ( D
i)
d a n s G.1 '
a v o n s vu l ' 6 q u i v a l e n c e
de v )
montrer
puisque
faire~ tive
queii)
~ iii)
nous pouvons Z (Chap. A
(resp.
X.)
II~
et
plonger
1.1.1)
ce qui
iv)
en (Chap.
i'implication
localement
d6finie
comme t r a n s f o r m 6 s
montre
II~
q u e i ) ~* i i ) .
3.1)~
inverse
et
est
il
6vidente.
par FI~...~FM_d~
de X ( r e s p .
Xi )
Pour
calculer
de
ce
complete
et
par
Nous
nous suffit
X dans une intersection
disons
stricts
aussit~t
rela-
Nf(X)
l'~clatement
de
1
l'id~al
jacobien
relatif
s 6 m e n t que J Z / S . de I ' i d ~ a l
OXi,O est
jacobien
Comme Nf(X i ) e s t l'6ciatement
JZ/S
de X 1 .
entier
relatif
sur
JZNDi/S
l'~clatement
Mais l'hypoth~se l'id6al
de i i )
Jz~Di/S
de l ' i n t e r s e c t i o n
complete
relative
ZFID.I "
d a n s X i de J z f ) D i / S • O'Xi,O ~ q u e X i ~ X i e s t
d a n s Xi de J Z / S "
int6grale
pr~ci-
• OXi,O image dans OXi,O
~Xi~O ~ e t
que c e s
deux i d6aux ont
.Jz.QDi/S.OXi,O~.Jz/s. OXi,O e t q u e JZ/S.(~Xi,OCJzNDi/S. (~Xi,O) , l e r ~ s u l t a t c h e r c h 6 e s t d o n n ~ ture
implique
l a mg-~me f e r m e -
(puisque
par
(Chap.
I,
1.3.6). L'~quivalence
de v )
et
i)'
Pour prouver
l'~quivalence
H~HND.
d~finie
est
r6sulte
aussit~t
de i ) '
et
de ~M-1 _ L i - i
de c e q u e n o u s a v o n s vu e n 4 . 1 . 1 .
ii)'~
remarquons
que
dans ~pM-i-i ~ et
il
l'application
nous reste
a prouver
1
queii)'
~ iii)'
~pM-1
: les
Li-1
fermetures
1~ M - l - i
sont
de~ f i b r e s
des espaces
de I a p r o j e c t i o n
projectifs
IP i d o n t L i - 1
est
un
1
hyperplan~
et
si
que
Ia restriction
~i
telle
(puisque
le morphisme Xi--*Cf(X i) de rci a ~ t f l ( o )
q u e lP i 21~f1(O) ~tfl(o)
est
5.5.2 5,3.1
rencontrerait
avec
i)'.
I1 r6sulte sont
de Z a r i s k i
satisfaites, dense
pas
pas
finie~
un s o u s - e n s e m b l e
Li-1
d'apr~s
fini
alg~brique
le
~ cela
done qu'il
f e r m 6 d a n s lP M-1 ~ d o n e a l g 6 b r i q u e )
de c e s o u s - e n s e m b l e contradiction
soit
n'est
n'6tait
et
th6or~me
signifierait
existe
une
de d i m e n s i o n l'adh~rence
fibre ~ 1
d a n s IP i
de B e z o u t ~
d'ou
une
•
du T h 6 o r ~ m e 5 . 1 , lorsque
B) q u e
dim S ~ 1,
de l a g r a s s m a n n i e n n e
les
pour
des plans
conditions tout
de l a P r o p o s i t i o n
D.1 a p p a r t e n a n t
de c o d i m e n s i o n
a un o u v e r t
i de gM .
444
5.4
Vari6t6s
5.4.1
polaires
Reprenons
et
la
sections
situation
planes.
de 1 . 1 ,
(x,o)
avec
(
les
m~mes notations
, (s x ~N,o)
(S,O)
Soit
G un sous-espace o
[XNGJ = (XNG)re d • gents est
aux rare
dim T N G
fibres dans
[XN G],
Cf(X)
et
ou g = dim G
G
~fl(o) N [XN G] 2 sentant
assez
dim ~ - 1 ( 0 ) routes
les
Quoi
il
~f : Cf(X)~X
strict
de ~XN G] p a r
Proposition
Remarquons existe
espace
vectoriel et
~tant
que
dans
points
terme
de g a u c h e
cette
donn~ un tel de G
Sous
o
eas
aX ° (et
on a
relatif
l'adh6rence des
les
hyperplans
pour un reprO,
un point,
G (avec
pas
de X
:
ou S e s t
sgus-espace
~ de c o d i m e n s i o n
hypotheses
~ l'ouvert
d~signe
le
FAG
transversalit6
conormal
par
part
tan-
g= N-l)
seulement
aux
puisque transverses limites
de XN G ) . vectoriel d-k+1
dans
pr~c~dentes,
si
~ l'ouvert
Wk a s s o c i ~
correspondant
pk~G o~ l e
T,
l'ensemble
des hyperplans
tangents
Dd_k+ 1 a p p a r t i e n t
appartient
s'exprime
toujours
d'espaces
:
d'une
c'est-~-dire
c~N-I
d'espace
F'xg :D , c'est-~-dire [XN G] 0 ~fl(vN-g-1) :D
un sous-espace
o
limites que
exprimer
af,
et
limite
l'espace
~N-g-1
~s×~N
aux
une telle
aussi
: soient
a X°en des
en soit,
On p e u t
o
c'est-~-dire
, pour
Soit
G= S × G
transverse
de X N G ,
La t r a n s v e r s a l i t 6
limites
5.4.2
flEXNG],
.
petit.
tangents
qu'il
Dd_k+ l E G
o
.
o
posons
soit
o
part
- FN G).
~N-g-I
< N-l,
d'espaces
d'autre
de g f l ( [ x N G ]
de ~N c o n t e n a n t
que G
des points
de ] a m a n i e r e s u i v a n t e t-xg e t EXN G] l e t r a n s f o r m 6 dans
de ~N,
Supposons
de f e n
= d+g-N,
o
vectoriel
l'adh6rence
associb
= Pk
G
o
~
soit
~N .
de p l u s
en 1.3
le
(Prop.
sous2)
~ f~ on a l ' ~ a l i t ~
G] i D d _ k + l >
,
X d e ( X - F ) N P k < f ; D d _ k + l > ) A G.
:
445
D6monstration
:
D'apr~s
l'hypoth~se
de t r a n s v e r s a l i t 6 ,
en t o u t
point
XC (X- F) n G, v o i s i n de O, on a : T x ( f ( x ) ) , x 1
d6duit d'une p a r t que ~f[[XNG~ e s t localement l i b r e de rang d+g-N en tout point de l ' o u v e r t analytique dense (X- F) NG de [XNG], et d ' a u t r e part ( c f . 5.3, iii)')
que la p r o j e c t i o n ~N-1 _ ~ N - 1 - g . ~ g - I donn6e par H~HNG i n d u i t un o ('X2 morphisme f i n i IX DG~ ~ CfI~XNG~(~X NG]). On a donc le diagramme suivant
:
} ]~N-1 i p N - l - g
•N-I.•
L
p ]pg-1
/ [X n G]
Cf(X) 4 ~tf
o
/ , [xna]
X~
et puisque rant
Dd_k+ 1 e s t
l'ensemble
~N-1
de l ' i m a g e
contenu
contiennent
(*)
D'apr~s
r6ciproque
Dd_k~ 1 •
hypotheses,
morphe puisqu'il
induit
r~ciproque
est
partout
sur3ectif.
De p l u s
les
r6sultat.
du t e r m e e n t r e •
Ld-kc]pN-1
de ~N c o n t e n a n t
Dd_k+ 1 e s t
la projection
~- de c e n t r e
par
Ld-k-N-gc~
g-1
repr6sentant
repr6sen-
la fermeture ]pN-l-g
les
dans
donn6e
hyperplans
de G o
= V - a [ C f I [ x N G ] ( E X N G ] ) Nhf~rX~G~(Ld-k-N+g)~,L ,L J
le morphisme
b' e s t
un i s o m o r p h i s m e
fini
hypotheses
crochets
(cf.
au-dessus
d e n s e d a n s EXN G] ( r e s p .
du t e r m e de g a u c h e de ( * ) e s t r6duite
le sous-espace
On a donc l ' 6 g a l i t 6
[XNG] n K f l ( L d - k )
les
d a n s Go '
des hyperplans
p a r Hb*ttNG du s o B s - e s p a c e qui
CfI[XnG3([ xnG)]
impliquent
est
il
est
bim6ro-
de [XN G] - F A G d o n t l ' i m a g e Cf[EXNG~([XNG])),
(cf^ Pk < f ; D d - k + l > N G a droite
5.3.1),
4.l.1) ,
donc i l
que l ' i m a g e tandis
r6duite
que l ' i m a g e
Pk,
est
d'ou
le
446
5.4.3
Corollaire
sin~ulier tel
Pla~ons-nous
de d i m e n s i o n
que
~ 1 et
flY : (Y,O) ~ (S,O)
supposons Ty(o),o
que
l'espace
contienne
e_~n 0 a u x d-t
:
limites
• I1
soit
soit
(X,O)
dense
tangents
de Z a r i s k i
de 5 . 1 .
Posons
Y form6
aux fibres
dense
de
Supposons
un sous-espace
S non-
non-sin~ulier
t = dim Y - d i m S, e t
des h~perpians
de Z a r i s k i
un ouvert
situation
submersion.
~M-l-t
en 0 d'espaces
existe
la
(Y,O)c
une
pro3ectif
un ouvert
dans
de E M ~ u i
d'hyperplans de f .
Soit
contiennent transverses
k un entier
l'espace
[(Dd_k+ 1 , Ho)[Dd_k+ 1CHo ] ~ Gk×~M-l-t
tel
que,
pour
en posant
(Dd_k+ 1 , Ho)
H= S × H
appartenant
~ cet
ouvert
de Z a r i s k i
dense
on a i t ,
, 0
<
^
a)
(Pk
b)
mo (P k < f ; D d - k + 1 > ~ H )
ou m - -
O
f;Dd-k+l>n
d6si~ne
S_~i dim S = 1,
la
H ) r e d = P k < f ] [ X n HI ; D d _ k + l > = mo ( P k < f ; D d - k + l >)
multiplicit6
ce nombre est
= mo P k < f [ [ X N H ] ; D d _ k + I > )
~ l'ori~ine. 6~al
au n o m b r e
d'intersection
(Pk,Dd_k+l)
en O. D6monstration deux projections
:
Nous reprenons naturelles
les
notations
du § 1.
L'espace
Iy
est
muni
de
:
Iy
/ Gk
La p r o j e c t i o n
P2 e n f a i t
irr6ductible.
Puisqae
dim(Dd_k+ 1+ T¥(o),O) des
Dd_k+ 1 t e l s
la multiplicit6 et
5.1
soient
un fibr6
k~ d-t, ~ M-1.
Soit
la
en grassmanniennes projection WcG k le
q u e Dd_k+ 1C Wk , q u e d'une v6rifi6es.
vari6t6
polaire
Pl
est
g6n6rique,
~M-l-t
surjective,
constructible
la multiplieit6
Le s o u s - e n s e m b l e
sur
, donc Iy
est
car
de Z a r i s k i
dense
form6
e n O de P k < f ; D d _ k + l > s o i t et
que
les
conditions
p~l(w) CIy
est
constructible
de 1 . 3 dense,
447
et rencontre ailleurs~ ouverts
p21(V) s e l o n un s o u s - e n s e m b l e
Wk ( c f .
1.3)
e t Tk ( c f .
de Z a r i s k i
sont construits~ de Z a r i s k i
on v ~ r i f i e
e t 5.1~
associ~s
contient
l'assertion
imm6diate et
d'apr~s
un o u v e r t
apprtiennent
est~
d'apres
aux 1.5.1
l a m a n i ~ r e d o n t Wk e t Tk
5.1 et
de Z a r i s k i
d e n s e W' de I y .
de p l l ( W ) NW' a r o u t e s
a) r ~ s u l t e
la seconde r~sulte
d'apres
a f[~XnH]
Par
r a p i d e m e n t que l a r ~ u n i o n p o u r HoE V de c e s o u v e r t s
A) l ' i n t ~ r i e u r
demand~es ; en e f f e t
En e f f e t
5.1)
d e n s e de p21(Ho) ~ e t
d e n s e s d e s p21(H)
D'apr~s 5.4.2
Wk.
d e n s e de I ¥ .
p o u r c h a q u e HE V~ l W e n s e m b l e d e s Dd_k+ 1CH ° qui
un o u v e r t
b) e s t
constructible
(Chap.
de 5 . 4 . 2 ~
la premiere
de l a p r e m i e r e
I~ 5 . 2 )
les propri~t~s
et
~galit~
de l a d ~ f i n i t i o n
de de
puisque Dd_k+]est transverse
Co(Pket
£ C o ( P k < f i [ x n H ] i D d _ k + l >)
fN i n d u i t
a n n e a u x l o c a u x de Pke t P k < f [ [ X N H ] ; D d _ k + l > d e s
dans les
i d ~ a u x a y a n t m~me f e r m e t u r e m~me m u l t i p l i c i t ~ Dd_k+ 1 s o n t leur 5.4.4
(Chap.
int~grale
I~ 4 . 1 ) .
l'id6al
que l ' i d ~ a l
91 d 6 f i n i s s a n t
maximal~
(cf.
Dd_k+ 1 d a n s
5.1~
E n f i n d a n s l e c a s oh d i m S = 1~ P k < f ; D d _ k + l > e t
de d i m e n s i o n c o m p l 6 m e n t a i r e d a n s EM~ ne s e c o u p e n t q u ' e n
nombre d ' i n t e r s e c t i o n Remarques
:
1)
est
M ~) donc
cette
multiplicitb
d'apr~s
Si F N P k < f ~ D d _ k + l >N G e s t
rare
[0]
et
~Se] .
darts P k < f ; D d _ k + l >NG~
A
on a l * 6 g a l i t ~ 2)
PkN G= ( P k < f ; O d _ k + l > N G ) r e d •
Dans l a s i t u a t i o n
[XNH] e s t
de 5 . 4 . 3 ~
l e ~ r a p h e de f l [ X N H o ] ,
X 6rant
plong~ dans ~×¢M par
donc [xnn~ ~ X N H o] e t
l e g r a p h e de f~
de mSme
P k < f ; D d ; - - k+l >N H ~ P k < f ; D d - k+l > ~H 0 • 5.5 5.5.1
Vari~t~s
polaires
Proposition
et pro~ections.
(g~n~ralisant
[L~-Te]~
f : (X~O) ~ (S~O) un m o r p h i s m e comme en l . a muni d ' u n S - p l o n ~ e m e n t ( X , O ) c ( s × ¢ N , o ) .
4.2.1~
i)
et 4 2.5)
avec S non-sin~ulier On s u p p o s e que t o u t e s
sont r6duites
e t p u r e m e n t de d i m e n s i o n d . I1 e x i s t e
un o u v e r t
U de l ' e s p a c e
des ~roOcctinns
tel
O e c t i o n p ~ U, on a i r i)
fini
p : ~N~d+l
e n c o r e p l__aa S - p r o j e c t i o n ,
,
Le ~erme image (X 1 O) = (p(X)~O) e s t
dont toutes est
~ ennotant
lin6aires
les
fibres
sont r6duites
et bim6romorphe. Notons fl
la restriction
Soit
de d i m e n s i o n g 1 les
fibres
de Z a r i s k i
que~ p o u r r o u t e id Sx p
une h ~ p e r s u r f a c e
de d i m e n s i o n d~ e t
:
de f dense pro-
.
de S ×
~d+l
le morphisme p: X-X
a X1 de l a p r o j e c t i o n
1
448
S ×cd+I-~s
.
ii)
I1 existe
sous-espaces
un ouvert
de c o d i m e n s i o n
de Z a r i s k i d-k+1
dense
d__ee C d + l
tel
(p(Pk(f;p-l((D1)d_k+l>))re
et
ces
deux vari6t6s
plicit~
d'une
Preuve
:
be e t
vari6t~
Donnons-la
analogue.
Prouvons
polaires
i)
~6n6rale
dans
cas
la
existe
le
qE U
pour
preuve
un o u v e r t
~rassmannienne
des
( D 1 ) d _ k + l E W1, k on a i r :
d = Pk(fl;(D1)d_k+l>
(cf.
5.1)
en O, e t
de X e t
ou S e s t
un p o i n t .
de
(Loc.
cit.).
U
de p r o j e c t i o n s
. . . . . . . . . . .
si
que,
l a mSme m u l t i p l i c i t 6
~olaire
On s u i t
: I1
ont
W1, k de l a
ont
la
multi-
X1 r e s p e c t i v e m e n t .
Le c a s
ou S e s t
lin~aires
q:
~N
une
~
~d
cour-
tel
que
o
, la
restriction
de q ~ ( X , O )
soit
un m orphis m e
fini
(mise
en p o s i t i o n
o
d'un
germe).
V de
(X,O)
lytique
D'apr~s et
rare
(~d,o), F lcV
Soit
gE V- F 1 .
res
z de E N s u r
v6rifie
sans
le
•
que q i n d u i s e
existe tel
peine
que
un te l
projection
analytique cette
dense
image,
utilis~,
est
intersection nion
-
mension
~d+l
[Te
par
p
de CN ( r e s p .
form~ des couples
tels
par
bien
: q
un f e r m 6 a n a -
( Y - F 1) ~ V -
NX s o i t tels
que
faut et
qui
la
fini
et
rare
de V .
Z le
que
W1 l e
(Dl~-k+l
que
d~ja dans une est
r6u-
Le m o r -
i).
des sous-espaces
sous-espace
soit
prouve
une hypersurface]. d'ou
Pour
de l ' o u v e r t
que p(X)
bim~romorphe,
On
restriction
localement
remarquer
est
lin6ai-
de p r o f o n d e u r
plonger
F1 .
injective.
un i s o m o r p h i s m e
grassmannienne
Soit
tels
-1
X et
des projections
un a rgum e nt
1'argument
q u e Ker P C D d _ k + 1 e t
((D1)d_k+l~p)
yEV
existe
s o n i m a g e X1 d a n s ~ d + l ~ ce q u i
61 ) l a
~d+l).
il
lisse
induit
de p ( Z ) ,
est
des repr6sentants
un f e r m 6 a n a l y t i q u e
§ 5 : il
Z~ a p p l i q u e r
: ~Jotons G ( r e s p .
( D d _ k + l , p)
5],
irr~ductibles
X - X1 i n d u i t
d-k+1
p = (q~z) : ~N
Ecf.
complete
[ ~ 2 ~ _ ~
est
sur
et
de z a q - l ( y )
F2 des points
une hypersurface
r6duite
fini
de l ' e s p a c e
injective
q - l ( F 1U F 2)
est
de c o m p o s a n t e s
phisme x:
ples
qui
X
pas
est
dense
restriction
l'ensemble
NX ne s o i t
la
la
X.V
pour
un morph is m e
un o u v e r t
que
de z ~ q - l ( y ) z~
de B e r t i n i - S a r d ,
le morphisme q:
tel
I1
th6or~me
de c o d i -
de G × U f o r m 6 d e s c o u -
sous-ensemble
eppertienne
de GI × U
a l'ouvert
Wk de
449
1.3 et
que Pk<(P(X),O);(D1)d_k+l>
gGnGrale
de ( p ( X ) ~ O ) .
s e d a n s G× U p a r
ait
On p r o u v e
un a r g u m e n t
ha m u l t i p l i c i t 6
d'une
que ce sous-ensemble
semblable
~ celui
est
utilis6
variGt6
polaire
constructible
en 5.4.3.
et
On a l e
dendia-
gramme
G×U
(1 Z
WI~ G 1 × U
G
o~ h e s t
induit
On r e m a r q u e la
la seconde
que p r 2 e s t
topologie
To~G×
par
D'apr~s
G×U~U,
et
alg~brique,
5.2.2,
il
est
d'image
dense.
donc un m o r p h i s m e
existe
un o u v e r t
ouvert
de Z a r i s k i transverse
Co(Pk<(X,O);Dd_k+l>).
Soit
que pour
Dd_k+ 1E V,
polaire
tion est
la variGt6
Consid~rons
enfin
la
de Nash de X ; e t la grassmannienne
P : CN mension
~d+l
Kleiman,
Chap.
III,
des
Pour
l'intGrieur cela,
il
U
O
suffit
de Z a r i s k i
Pk<(X~O);Dd_k+l > air
construction
dans £N
de S c h u b e r t
Soit
R l'ouvert
4.3)
de G × U soit
Z(p)=
de m o n t r e r
Soit
toute
(dense
v : N(X) ~ X
gGnG-
la modifica-
projection
linbaire
T)~I~
grace
est
de c o d i -
au t h G o r ~ m e de
(Dd_k+l, p)
tel
que
2 dans v_l(ck ( Dd_k+l)).
de c o d i m e n s i o n
que si
multiplicit6
~TE G d / d i m ( K e r p n
form6 des couples
dense
tel
de G a u s s y : N ( X ) ~ G d ~ ou Gd
Pour
de Z a r i s k i
du c o n s t r u c t i b l e
dense en Ola
suivante.
le morphisme
d-plans
Y- 1 ( Z ( P ) ) ~ ¥ - l ( C k ( D d _ k + l ) ) que
ouvert
considGrons
la variGt6
2 d a n s Gd .
YcGun
pour
dense
( D d _ k + l , p) ~ T o ~ l e n o y a u K e r p de p s o i t
rale.
que pour
G1
projection
une fibration
de Z a r i s k i .
U tel
U
h(W 1) A ( P r 2 ( Y ) N T n R ) )
Montrons
convient.
O
p E U ~ on a O
P((Pk<(X~O)~Dd_k+l>)red Dd_k÷l~Ker D'apres
la
p,
) = Pk<(X1,O)~Pl(Dd_k+l)~.
donc P(Dd_k+l) = (D1)d_k+ l est
d~finition
des variGt~s
P k < ( X ~ O ) ; P ( D d _ k + I )> N X~ e s t section
nVest
PE Pr2(Prll(Y)) irrbductibles
pas vide,
il
dense
(Rappelons-nous
de c o d i m c n s i o n
polaires
locales,
et
d-k+l
le
fair
dans Pk<(X1,O)~P(Dd_k+l)>.
rGsulte
aussit~t
de 1 . 3 . 1
que ~-l(Pk<(X1,O):,P(Dd_k+l)> de P k < ( X ~ O ) ; D d _ k + l > .
Montrons
) est
et
r~union
qu'en
flit
que dans ~d+l
que p C h(W 1)
Si cette
du f a i t
inter-
que
de c o m p o s a n t e s
)
450
il
y a ~galtt~.
n'est
pas
Si
dans
et
de P e n
chaque
L'image
par
(P)
une
composante
~-l(Pk<(X~O);P(Dd_k+l))
pE Pr2(Prll(Y))
Si
Pest
puisque
point
p de TX, x e s t
rencontre
X est
Xl~° ~ ( P )
est
une
en tout
duquel
limite
il
k de X 1 ,
existe
une
, o~ V l : N ( X 1 ) ~ d
exister~
et
l'on
l'assertion est
1.~
serv~e
par
les
:
1)
comme l ' o n t
montr~
L'assertion
2) qu~e~
J.P.G.
dans
le
Henry
et
dim S ~ 2~ p a r
le
lieu
Chap.
et
I,
de X 1 , e t
un
o ~ X1 t e l l e
que
de d i m e n s i o n
d-k
de G a u s s ,
telle
et
composante
la multiplicit~
5.2
et
4.1).
•
de [ L ~ - T e ]
est
ceci
ne peut Finalement
pE Pr2(To),
que
I1 en est
donc
singulier
Pk<(X~O)~Dd_k+l>.
n'~taient
Ker p est
con-
inexacte,
de m~me du C o r o l l a i r e
utilis~s
nulle
polaires
relatives
que
fIPk
fait
~ X1 •
est
tangents
une
du f a i r
M. M e r l e .
des vari~t~s
£ TX, x .
en p(x)
l'application
du T h ~ o r ~ m e 4 . 2 . 1
Ces r~sultats
L'~tude
cas
iii)
le
po
Donc ~ ( P )
de c e q u e p u i q u e
et
(cf.
tangents
une compo~ante
~insi~
r~sulte
transversale
du mSme t r a v a i l .
est
x-l(Pk<(X],O)~P(Dd_k+l)>=
multiplicit~s
projection
dans
est
que P E h(W]).
dense
Ker p transverse
T1 d'espaces
que z(P)
a C o ( P k < ( X ~ O ) ~ D d _ k + l >)
Remar~ues
4.2.4
fair
a bien
sur
transverse
le
analytique
~ l'hypoth~se.
limite
de V ( y l l ( C k ( P ( D d _ k + l ) )
et
qui
k puisque
de P k < ( X l , 0 ) ~ P ( D d _ k + l ) >
contenu
Ceci
par
montre
un ouvert
d'espaces
composante
d i m ( T ~ ~ P ( D d _ k + ~) ~ k .
contredit~
existe
contrairement
de c o d i m e n s i o n
point
il
de P k < ( X ~ O ) ; D d _ k + l >
de c o d i m e n s i o n
non-singulier
donc une
P~-l(Pk<(Xl,0);P(Dd_k+l)>) sous-espace
, Pest
pE Pr2(R)~
x duquel
irr~ductible
part
dans
de f : X - - S peut
est
avoir
EL~-Te]. compli-
de
l'~clatement.
§ 6.
Mini-formulaire Ici
re
g~n~rale
multiplicit~ la vari~t~ 1.4)
l'on
pour
s'autorise
de c o d i m e n s i o n est polaire
d~finie
les
vari~t~s
~ ~crire k~ d o n t sur
g~n~rique~
E.
polaires.
Pk(X~O)~
ou P k ( f ~ O )
seule
classe
la
Le l e c t e u r
d~finie
sur
que cela une
pour
"la"
vari~t~
d'~quisingularit~, g~ne est
extension
pri~
de ~ ( c f .
polai-
voire
la
de p e n s e r § 0 et
§ 1~
451
6.1
Quel~ues
6.1.1
in6~alit~s
Proposition
utiles.
:
Avec l e s
notations
introduites
ci-dessus
au § 1~ e__~t
§ 4.
au
a)
On a l ' 6 q u i v a l e n c e
Pk(f,O)
b) air,
Tout point
= ~ ~
xC X possede
pour O~kg
d-1
un v o i s i n a g e
de 4 . 1 . 1 .
:
a)
est
: d'apres
des plans
1.3~
si
on c o n s t r u i t
une famille
des
facilement
plicit~
de c e t t e
D, d ' a p r ~ s
morphisme~
Pk(f,x) certain
famille
mo(Pk)
Si Pk(f,x)= d'un
Pk(f,O)~
de P k < f ; D d _ k + l > q u e p a r fibres
~
a)
et
plicit~
E Pk(f~x)
et
est
de P k ( f ~ x ) ,
dimension
Pk(f~x)
d-k et
est
tout
x ' E U o__n
tout
voisin
de B e z o u t
et
d e s D d _ k + l E Gk
dense
de Gk
q u e ~ - l ( D d _ k + 1) ne d i f -
immerg~es.
x'
Puisque
la
dimension
semi-continuit6
de l a m u l t i
Dd_k+ 1E Wk • de l a assez
on a ~ f l ( x ' )
dim ~ - l ( x ' ) <
dimension
voisin
des
de x .
Supposons
f~kfl(L d-k) =~
N-l-d+k
et
Pk(f~x')=
fibres
p o u r un
D.
'f
de x ,
on a p a r
semi-continuit6
de l a m u l t i -
l'in~galit~
mx(Pk(f,x))
mais puisque
tout
que
de Z a r i s k i
on a p a r
pour
x' E X- Pk(f,x)
assez
un o u v e r t
constante,
= ~ pour
Bezout
l'ensemble
de ~N) t e l s
la semi-continuit~
on a P k ( f , x ' )
donc par
d-k+1
des composantes est
du t h b o r ~ m e
~: Pk~'-~Wk telle
~
Six'
que p o u r
•
pour x fix~
est
~mo(Pk(f,O))
~ e n un p o i n t
Ld - k
U tel
imm6diate
de c o d i m e n s i o n
d i m ( P k < f ~ D d _ k + l >) = d - k ,
f~re
ouvert
~ mx(Pk(f,x))
une consequence
D6montrons b)
(grassmannienne
< N-l-d+k
:
mx,(Pk(f,x')
D6monstration
>dim ~ f l ( o )
est
de d i m e n s i o n
~ mx, ( P k ( f , x ) )
d-k,
un P k < f ~ D d _ k + l > e n x ' ,
l e g e r m e de P k ( f , x ) d'o~
l'in~galit~
en x'
est
de
452
mx,(Pk(f,x))
d'apr~s
ce que nous
6.1.2 il
avons
Proposition
existe
dans
:
un ferm6
~d
d6finie
Etant
:
haut,
et
le
r6sultat.
donn~ un sous-ensemble
analyti~ue
en 3.2
D6monatration
vu plus
• mx, ( P k ( f , x ' ) )
rare
soit
FcY
tel
localement
Consid6rons
le
que
(el.
analytique
ferm6
l'applieation
constante
diagramme
•
sur
4-
Y d e X,
Y~Mx~y de
4
F.
§ 3)
G
e4
Ev~(x)
EyX
ou v e a t
la modification
de V - I ( Y )
d a n a N(X)
d6composition B£ = [ z 6 est
dim
le
singulier que
dana
~-l(y)
8oit et
~-l(4£)/dimz
propre,
lieu vet
de Y e n
cas
r6union ouvert
par
de s t r a t e s de Z a r i s k i
de C N t e l transverse
o~ Y e a t 4~
une
dans
e 4 des (cf.
> d-l-dim
Y~Mx,y de W h i t n e y
III,
de l a
aux atrates
§ 5).
dim ~ - l ( y )
que
eat
est
Y= UY£
est
ramen6
telle
que
relatives
grassmannienne
des
plans
de c o d i m e n s i o n
naturelle dana
~ prou-
v-l(o).
de y . v-t(Y)~
de e y s o i e n t
d-1
contenues
F 1 le
v-l(y)
Ogk~
Z
que
au voisinage
pour
stratification
et
Soit
blots
la
la
que
constante
de N(X)
= d-1
rare.
l'on
y C Y tel
d'6quidimensionnalit6
Dd_k+ 1 6 Uk ~
O×G
Puisque
et
~
Soit
l'6clatement
soit
on v o l t
non-singulier,
Chap.
et
X, e y
ey •
F ° = ~(UB£) cY
F= F o0 F 1 ~
strates
de Y d a n s de v p a r
Y2] .
analytique
l'application
Uk
strict
irr6ductibles
stratification
dense
que pour
ey l'6clatement
composantes
de Y. En p o s a n t le
~ X c ~N
transform6
~-l(~(z))
= d-l-dim
images
v~ l e
sous-ensemble
N ( X ) = UZ lea
Y
de Naah~
et
~,N(X)Yc~N×G
il
existe
un
de C k ( D d _ k + 1) D'apr~s
(Chap.
d-k+l soit Ill,
453
4.2.5 avec sa
et
5.1)
on e n d 6 d u i t
le
transform6
fibre
au-dessus
fibre
au-dessus
t6
strict
de y - 1( C k ( D d _ k + l ) )
de 0 v a u t
est
Dd_k+ 1 E Uk •
6quimultiple
Comme p a r
(Pk<(X~y');Dd_k+l>,y')=
on o b t i e n t
6.2
le
Quel~ues
6.2.1
Pour
en posant
d-k-~im
r6sultat
aillears
cherch6.
•
dans
cas
H.
1
le
les
m~mes v a l e u r s
r6sulte
aussit~t
Pk(Xd_l_k~O)~
6 . 2 . 2
le
grace
[Li])
cas
de
pour
la
donc
au voisinage
de y
a la
transversalit6,
l'6gali-
pour
y'
de y ,
assez
i
dans
cN e t
assez
voisin
g~n~ral~
d
de k~ on a
polaires
Soit
la
ce qui a des
si
Pk(Xi~O)
on a ,
Ogk-¢ d-i-1
:
= mo ( P k ( X , O ) )
multiplicit6
permet
calculs
Xl c ~ d + l
une
de r a ~ e n e r
de P k ( X , O ) les
de m u l t i p l i c i t 6 s
projection
est
calculs
celle
de l a
de m u l t i p l i c i t 6 s
m (Pk(X,O)) o
hyperplane
r~sulte
de 5 . 5 . 1 ,
ii).
= mo(Pk(Xl,0))
courbe
~olaire
de v a r i ~ -
de c o u r b e s .
g6n6rale
de X~ on a l ' 6 g a l i -
t6
Ceci
dimension
de 5 . 4 .
En p a r t i c u l i e r ,
t6s
la
X.1 = (X ~ H i ) r e d
mo ( P k ( X i , O ) )
Ceci
que
absolu.
de c o d i m e n s i o n
( P k ( X , O ) /nx H i ) r e et pour
de Y ( c f .
on a ,
et
Pk<(X~O);Dd_k+l >,
(Pk<(X,y);Dd_k+l>,y')
formules, un plan
long
ey ,
ensemblistement
donc afortiori
de ¥ d a n s le
coincide
par
Y. C ' e s t
de 0 de l ' 6 c l a t e m e n t
Pk<(X~O)~Dd_k+l> pour
que e-l(~-l(ck(Dd_k+l))
pour
O~ k ~ d-1
454
C H A P I T R E
V
LE THEOREHE PRINCIPAL
Introduction. sion
d,
Soient
soit
dimension
Y un sous-espace
t,
du r ~ s u l t a t strafes
et
soit
principal
ace
que
g~n~ralis~e
analytique
analytique
0 un point
en 0 en
l'application (Chap.
IV,
complexe
complexe
affirmant
les
soit
de d ~ m o n s t r a t i o n
est
contient
que
cofiditions
le
purement
la
fair
loca]ement
le
et
de
couple
de
III~
§ 2)
(Chap.
d~finie
constante
de d i m e n
d~monstration
que
de ~ h i t n e y
de Y d a n s ~ d
Y~Mx,y
3.2)
r~duit
de X~ n o n - s i n g u l i e r
de Y. Ce c h a p i t r e
de ce t r a v a i l ~
(X °~Y) s a t i s f a s s e
~quivaut cit~
X un e s p a c e
par
sur
la multipli-
Y au v o i s i n a g e
de O . La m ~ t h o d e par
une hypersurface
l'essentiel, tions
dont
l'espace paces long
la
d~monstration
on v e u t
tangent
tangents
non-singuli~re
vbrifier
que
sur
Yet
"assez
a v~rifier implique
transverse
(XNH)re d satisfait
d-t
: on v a c o u p e r gbn~rale".
que c h a c u n e
que pour
~ routes encore
les la
des
H assez limites
X
Pour condi-
g~n~rale, en 0 d' e s -
m~me c o n d i t i o n
le
de ¥ .
§ 1.
La d ~ m o n s t r a t i o n .
1.1
Un o u t i l
associ~ pitre
va consister
0 est
rbcurrence
H contenant
l'~quivalence
TH, 0 ~ H e n ~ X°~ e t
la
technique
a un p l o n g e m e n t :
important Xc ~N
est
auquel
le il
diagramme sera
fair
commutatif r~f~rence
suivant, dans
tout
le
cha-
455 X x ]pN-l-t
~N-1
×
X x ~N-1
Eyc(x)
~
ey
EyX
~ C(X)J
~X ~ E N
ey
X x ]pN-l-t
ou ~ e s t
l'espace
l'6clatement
de ~ - l ( y )
l'6clatement. m'avoir ~tre
c o n o r m a l de X d a n s EN
1.1.1
d a n s C(X) e t ~' v i e n t Y
On p o s e ~ = ~ o e y .
Remar~ue
form~ s t r i c t identifier produit fonctions
l'espace
:
par
fibr6
ii)
d a n s [Te 5] d e v a i t
cono:rmal.
l'6clatement
le morphisme ~
ey du m o r p h i s m e ~
c'est-~-dire
est
le trans
que l ' o n
peut
de E y X x C X) d 6 f i n i p a r l ' i d ~ a l c o h 6 r e n t du X d o n t l e germe en u:a p o i n t de ce p r o d u i t e s t e n g e n d r 6 p a r l e s
de EyX v i a
~ la premiere
:
Soient
non s i n g u l i e r L'application
annulees
p a r une p u i s s a n c e
l ' h o m o m o r p h i s m e OEy X
projection
(cf.
analytique
complexe r6duit
suivantes
d6finie
plon~ement local
dim ~ - 1 ( 0 )
= N-2-t
p u r e m e n t de
sont 6quivalentes
O
:
par
(my(X),my(Pl((X,y))), .~yd'Pd_l(X~y))) est Pour t o u t
~EyX X x C(X)
de X, p u r e m e n t de d i m e n s i o n t~ e t
de Y. Les c o n d i t i o n s de Y d a n s ~ d
Pr I
de l ' 6 q u a t i o n
[H.L.T.]).
X un e s p a c e a n a l y t i q u e
d i m e n s i o n d~ Y un s o u s - e s p a c e
y~Mx,y=
de
Henry e t M. M e r l e de
de Nash de X u t i l i s ~ e
h o l o m o r p h e s s u r ce p r o d u i t
Th6oreme
i)
universetle
EyC(X) au s o u s - e s p a c e
correspondant
un p o i n t
J.P.G.
Dans l e diagramme c i - d e s s u s ~
du d i v i s e u r e x c e v t i o n n e l
1.2
de Y d a n s X, ey
de l a p r o p r i 6 t ~
Oe r e m e r c i e
m o n t r 6 0ue l a m o d i f i c a t i o n
remplac6e par
ey 1' ~ c l a t e m e n t
constante
(X,O)c (~N,o),
s i ~-1(O~ n ' e s t
au v o i s i n a g e
on a l ' 6 g a l i t 6
pas vide
.
de 0 .
456
iii)
Le c o u p l e de s t r a t e s
stricte
avec exposant
1 et
(X°,Y) v 6 r i f i e
la condition
en 0 l a c o n d i t i o n
b) de ~ h i t n e $
stricte
a)
de ~ h i t n e ~
a v e c un e x p o s a n t
non ~ r 6 c i s ~ . iv)
Le c o u p l e de s t r a t e s
(X°,Y) v 6 r i f i e
en 0 l e s
conditions
a) e t b) de
~hitney.
D~monstration
:
Tout d ' a b o r d ,
darts EN combe s o u s - e s p a c e ~)_~_ii).
strict
Fc¥
D'apr~s a-dire
d-t> 0 et
P u i s q u e d - t > O~ Y e s t
donc dim ~ l ( y ) ~ N - 2 tel
et
il
existe
que p o u r t o u t
(Chap.
I¥~ 6 . 1 ,
a)
) ceci
l'assertion
d - t = 0 ; d a n s ce cas~ Y e s t ~quimultiple
le
III,
conormal
est
rare
d a n s C(X)~
§ 5) un ferm~ a n a l y t i q u e
l'in~galit~
dim ~ - l ( y ) ~ N - 2 - t .
~quivaut ~ : Pk(X,y) = D pour k~ d-t, Par l ' h y p o t h ~ s e
d'~quimultiplicit~
c'eston a
Pk(X,O) =D p o u r k ~ d - t
et
d ' a p r ~ s (Loc. c i t . )
par r~currence
: Supposons d'abord
sur
d-t
une c o m p o s a n t e i r r ~ d u c t i b l e ~ dire
de X, e t
dire
que ¥ = X, donc ~ - l ( y ) =
que X C(X) e t
d'ou ~-1(0)=D.
d a n s EyC(X) qui
est
de ~ [ ~ - l ( y )
sion N-2-t
supposera~ Y plon~
l'espace
dans X et ~-l(y) Chap.
l o n g de Y ~ q u i v a u t
Supposons maintenant
La f i b r e
l'on
.
D~montrons m a i n t e n a n t
EyC(X) = ~ ,
consid~rons
y E Y - F on a i r
donc m o ( P k ( X , O ) ) = O~ c ' e s t - ~ - d i r e
est
rare (cf.
my(Pk(X,y)) = 0 pour k~ d-t.
dim u - l { o ) g N - 2 - t
et
lin~aire.
Supposons d'abord
: C(X) ~ X .
on. p e u t s u p p o s e r ,
d-t~
1. R e m a r q u o n s d ' a b o r d
que ~ - l ( y )
est
un d i v i s e u r
de d i m e n s i o n N-1 p u i s q u e d i m C ( X ) = N - l ~ donc dim ~ - l ( y ) = N-2. : ~-l(y)~y
au-dessus
et par semi-continuit6
d'un point
g6u6ral
de l a d i m e n s i o n d e s f i b r e s
yE Y est
de d i m e n -
d ' u n morphisme~
on a dim ~ - 1 ( 0 ) ~ N - 2 - t . E x a m i n o n s l e c a s ou d - t = 1 : D ' a p r ~ s a v o n s dim a - l ( o ) implique
(Chap.
puisque ~-1(0) l~6galit6, de v o i r .
gN-2-t. I, est
puisque
5.1)
Par ailleurs, que ey e s t
l'hypothese
un m o r p h i s m e f i n i .
inverse
comme n o u s l ' a v o n s
l~6quimultiplicit6
c o n t e n u darts e y l ( o ) × ~ - 1 ( 0 ) , l'in6galit6
i)~
est
de X l e
On en d 6 d u i t
l o n g de Y aussitSt,
que dim ~ - 1 ( 0 ) ~ N - 2 - t ,
un f a i r
g6n6ral
vu,nous
d~o~
comme n o u s v e n o n s
457
Supposons maintenant
le r6sultat
d6montr6 pour d - t ~ c-1 e t
d6montrons-le
pour
d-t=c.
On p e u t c h o i s i r
une r 6 t r a c t i o n
(X~O) comme p l o n g 6 d a n s Y× dans Y ×~N-t × ~N-t-I telle
que e y l ( o )
Chap.
III,
§ 5).
Soit
O
m6e s t r i c t e l'espace
il
existe
et
les
soit
relative i)
Y×H'
O
en O, d o n t l a f i b r e
O
_ a-l(o )
T¥~ 0 t e l
en 0 d ' e s p a c e s Y xH
(cf.
implique
de EN c o n t e n a n t
H est
de a'y
d e n s e U= ~ N - l - t
H l'hyperplan
p a r ey de l ' h y p e r s u r f a c e de H
de Z a r i s k i
limites
de Ey(X)
que c h a c u n e d e s i m a g e s p a r
l'hypothese
un o a v e r t
Ey(X) comme p l o n g 6
E y ( X ) = UX'
dt6quidimensionnalit6
~ routes
un h y p e r p l a n ,
6clat6
ainsi
des hyperplans
transverse
H cEN-t
on p e u t c o n s i d 6 r e r
R e m a r q u o n s que p u i s q u e
~N-I-t~N-1
H6 U, H s o i t
Ainsi
r 6 u n i o n de s t r a t e s
des s t r a t e s
dim ~ - 1 ( 0 ) ~ N - 2 - t ~ de l ' e s p a c e
.
P : (¢ ,O) ~ (Y,O) e t c o n s i d 6 r e r
. C o n s i d 6 r o n s une s t r a t i f i c a t i o n
soit
~': y EyC(X) ~ E y ( X )
tN-t
N
locale
que p o u r
tangents
cY × tN-t .
ou H' t E N - t ×
~ X° •
La t r a n s f o r -
~N-t-1
est
O
au-dessus
de O6 t N - t
est
l'hyperplan
O
P r o j THo,O de ~ N - t - 1 Choisissons ~N-t-1
Ho de t e l l e
a toutes
les
qui s o n t c o n t e n u e s TH k,
Ogk<
d-t,
l'existence
tes
f a c o n que d ' u n e
strates
o
Pro3 TH ,0 s o i t t r a n s v e r s e d a n s o de l a s t r a t i f i c a t i o n de Ey(X) d 6 c r i t e c i - d e s s u s
appartienne
a l'image
part
par
(Chap.
le sous-espace
III,
, que d ' a u t r e
~ l'ouvert
la projection
a Orb p r o u v 6 e en (Chap.
D'apres (X,O)
~ THo,O.
dans eyl(O)c~N-t-1
en 0 ~ H = Y×H
~0
correspondaat
4.2.5),
P2 de l ' o u v e r t
repr6sentant
~N-t-1
d'une part
est
de E y [ X ~ HI p a r Soit
d'apres
l e m o r p h i s m e ~} c o i n c i d e
~o une c o m p o s a n t e i r r 6 d u c t i b ~ e
ocSN-t-1
l'image
~o~O×n-l(O), puisque
l'6galit6
p a r a'y de ~ o .
on a dim ~ o ~ N - 2 - t inverse
et pour toot
de Z a r i s k i
de I y d o n t
assez petit
du germe
transverse
le transform6
t [ X ~ HI = (X~ H ) r e d p a r ey c o f ' n c i d e a v e c EyX~ (Y × Ho)
part~
tangent
IV, 5 . 4 . 5 ) .
Y x H ' de ¥ x ~ ; N - t × o
Y x ~N-t × ~N-t-1 ) , d'autre
l'espace
U d6termin6 ci-dessus
pour tout
X' de Ey(X) e t p a r c o n s 6 q u e n t ,
part
(Chap.
~ toutes strict
(intersection
III,
5.1)
ensemblistement
et par cons6quent
a tou3ours
lieu.
Si dim ~
O
stra
Ey[XC HI de dans
le transform6
strict
avec ~ ' y I ( [ x F / H ] ) .
de d i m e n s i o n m a x i m a l e de g - l ( O ) ~ Si dim To= O, p u i s q u e ,
les
et soit
par construction~
l'6galit6 > O, d ' a p r e s
d i g "~o= N - 2 - t , le th6oreme
458
de B e z o u t ,
P r o j TH , 0 n~o ~ ~ e t
donc ~o n Ey[X n
n] ~ ¢. P u i s q u e l ' i m a g e r 6 c i p r o -
O
que p a r ~
de Ey[X n
on en d 6 d u i t
que,
n] c o i n c i d e e n s e m b l i s t e m e n t a v e c s o n t r a n s f o r m 6 s t r i c t , IX n
notant
.3'~ le transforms strict
me ~, q u i n ' e s t
autre
que l e t r a n s f o r m 6
E IX n HI de IX n Y
. ] p a r e , on a Y
strict
de [ x n
.] par le morphis
p a r ~' du t r a n s f o r m 6 Y
strict
:
~on ExnH] '~ t ,~
P u i s q u e TH,OE U, d ' a p r ~ s
(Chap.
IV, 5 . 3 . 1 ) ,
p : [xns] ~
du t r a n f o r m 6
strict
le morphisme naturel
•
c([xnn])
de [ X A H ] p a r ~ d a n s l ' e s p a c e
ConsidSrons maintenant
c o n o r m a l de [ x n H ]
est
fini.
l e diagramme
ey
EyC(X)
[XnH]'~
* [xnH]-
1
! I
p
p,t Y* W
gyc([xna])
~ C([X N n ] )
• el'Y
[xnn]
ou ~ e s t
l e m o r p h i s m e c o n o r m a l de [ X N H ] c H ,
dans C([XNB]) EyC(X) ~ C ( X ) . une par
e t ey e s t En u t i l i s a n t
factorisation l'6clatement
(*)
la propri6t6
py' , qui e s t
e 1,Y,
posant ~(0)= ~-1(O)
le morphisme induit
donc e s t
el, Y est
p,~(~(o))
de l ' 6 c l a t e m e n t ~
le transforms
un m o r p h i s m e f i n i
et ~1(O)= ~11(O),
de g - l ( y )
par le morphisme d'~clatement
universelle
en f a i r
l'6clatement
strict
puisque
on a l ' ~ g a l i t 6
: ~J(o) n Ix n HI ,~
:
pest
on o b t i e n t
du m o r p h i s m e p fini.
De p l u s ,
459 Montrons maintenant l'6quimultiplicit6
que [XNH]
satisfait
des vari6t6s
aussi
polaires.
l'hypoth~se
Par notre
de i ) ,
choix
de H ,
c'est-~-dire p o u r un
O
Dd_k+ 1 a s s e z
g6n6ral
parmi
ceux qui sont
Pk(X,O) = Pk<(X,O);Dd_k+l > et 5.4.3).
d'6quimultiplicit6
my(Pk(X,Y)) = my(Pk((X,O)~Dd_k+l))
(cf.
implique
pour y E Y : consid6rons
Chap.
IY~
l'6galit6
le diagramme d'in6-
:
mo(Pk(x'O))
=
my(Pk(X' y))
II
^\
m o ( P k < ( X , O ) ; D d _ k + l >)
o~ l ' 6 g a l i t 6 Dd_k+ 1 ,
d6coule.
horizontale
l'in6galit6
l'in6galit6
vient
horizontale
verticale
~
my(Pk<(X,O);Dd_k+l>)
de l ' h y p o t h ~ s e ~
l'6galit6
de l a s e m i - c o n t i n u i t 6
de l ' a r g u m e n t
de ( C h a p .
De m~me l e d i a g r a m m e d ' i n 6 g a l i t 6 s
mo(Pk<(X,O)~Dd_k+l>)
IV,
^
Pk<(X,O);Dd_k+l >~H verse~
au s e n s
de O .
Comme H r e s t e proche
est est
de l a m u l t i p l i c i t 6 ~
6.1).
Le r 6 s u l t a t
~
<
cher~h6 en
^
6quimultiple
l e l o n g de Y, e t
de O e t c o n t i e n t
et
my (Pk (X'O)~Dd - k + l >NH)
n o u s m o n t r e que d ' u n e
transverse
de
= my(Pk<(X,O);Dd_k+l>)
analogue
des multiplicit6s,
du c h o i x
h~
m o ( P k < ( X , O ) ; D d - - k+l>NIt)
dont la justification
verticale
:
II
y assez
d a n s H, on p e u t p r e n d r e
on a m o ( P k ( X , O ) ) = mo(Pk(X,O) ~ H )
M o n t r o n s que l ' h y p o t h ~ s e
galit6s
contenus
a Pk(X,y) aux l i m i t e s
en tout
part
d'autre
point
en y d ' e s p a c e s
Dd_k+ 1 , on a
Pk<(X~y);Dd_k+l>nH = Pk<(~XnHJ,y)~Dd_k+l>
part
H est
y E Y assez tangents
trans-
voisin a X° pour
460
d~aprbs
(Chap.
Finalement~
IV,
5.4.2).
on a l e s
6galit~s
my(Pk([XNH],y)
= my(Pk(X,y)~H)
= my(Pk<(X,O)~Dd_k+l > ~H)
m y ( P k < ( X , O ) ~ D d _ k + l > = m o ( P k < ( X , O ) ~ D d _ k + l >)
d'ou
le r6sultat
Par
que
de r 6 c u r r e n c e , l'on
et
a l'~galit~
puisque
l'6galit6
(~)
dim ~ ( 0 ) N ~X N H ] ' ~ = sante
irr~ductible
ci-dessus,
N-~-t,
dim[XNH] = d - 1 e t
que [ X N H I c H ,
on
:
dim ~ 1 1 ( 0 )
D'apr~s
= mo(Pk([XnH],O))
cherch6.
l'hspothbse
en d~duit
= mo(Pk(X,O))
=
et
et
la
= N-3-t
finitude
du m o r p h i s m e
d o n c en p a r t i c u l i e r ,
~o de ~ ( 0 ) ,
puisque
nous savons
en revenant
p yI ,
on e n d 6 d u i t
a notre
q u e ~o r e n c o n t r e
compo-
[XNH~'~,
nous avons
dim(~o N [XNllj'~)
Par
ailleurs,
EyC(X) quent
d6fini
[XNH]'~
est
une union
par une seule
on a ( [ B b k
5],
§ 3,
~quation No 1 ,
Prop.
de c o m p o s a n t e s : celle 2)
dim(~oN [XNH]'~)
d'ou
-< N - 5 - t
l'in~galit~
~ dim ~ o -
finalement
le r~sultat
cherch~.
•
sous-espace
de
de H c o m p o s 6 e a v e c C, p a r
dim ~o ~ N - 2 - t
et
d'un
1
cons6-
:
461
1.1.2 Mx
Remarque est
,Y
le
(cf.
dense long
Chap.
constante
de
se
long
6.1.2)
pour
que pour
qu'il
on a i r
bien
existe
existe pour
tel
~nonc~ est
le
r6sultat.
L'implication
iii)
~ iv)
~ i).
Pour
1.2.1
pour
g~n~ral, d'autre en 0 les
:
:
un plan d'une part
On m o n t r e
tel
on c o u p e
par
un ouvert
de Z a r i s k i
~quimulti-
Soit
route
la
en effet
pour
par
{0]~
analogue
yE Y- [0~
que si
assez
que
on o b t i e n t
et
£ celui
Dk e G k t e l
Ck ~ G k t e l
Ak = Dk N C k ,
soit
situation
Fk e n
dense
dense
de
que my(Pk(X,y))
un argument
de Z a r i s k i
y = O, e n p r e n a n t
n'est est
autre
la
m~me
un ouvert
= my(Pk(X,y))
pour
yE Y
Si
que
le
nous
allons
couple
d'apr~s
IV,
l'intersection
6.1),
: mo(Pd_t(X))
que Pd_t((XnH)red,O)
est
Y~H
III~
de W h i t n e y ,
vide,
tout
de
(Chap.
III,
enfin
sN-2-t
passant
sera
2.3.1).
le
couple
(cf.
Chap.
puisque
:
les
conditions
.
de p r o u v e r par
0 et
non-singuli~re
= mo(Pd_t(XNH)red). et
montrer
satisfait
i l suffit
t-1
4.2.2), et
d'abord
(xO,y)
: dim ~-1(0)
(Chap.
(Chap.
r6sultat
de s t r a t e s
H de ¢ N de c o d i m e n s i o n part
le
6vidente.
cela,
D~apr~s
conditions
de m u l t i p l i c i t ~ s
aussi.
d i m Y - 1 de CN r e n c o n t r a n t
un ouvert
e n O, on a l ' i n ~ a l i t ~
D~monstration et
~ iii)
Proposition
de W h i t n e y
un ouvert
•
ii)
iv)
que si
que
L'implication
Prouvons
vraie rare
non vide,
m y ( P k < ( X , O ) ; D d _ k + l >)
d'o~
de v o i r
existe
m y ( P k < ( X , y ) ~ D d _ k + l >) = m y ( P k ( X , y ) )
lieu
dense
de O, i l
analytique
Fk est
o~ d i m Y= 1.
de O. Comme i l air
de c e t
de c o d i m e n s i o n
5.2.1)
Dd_k+ 1 E Dk ~
Si
Nous venons
Dd_k+ 1 E Ak , P k < ( X , O ) ; D d _ k + l > s o i t
un ferm~
yE Y- Fk lisse
IV,
de Z a r i s k i
Y comme e n 1 . 1 .
de Y au v o i s i n a g e
Fkey
ram~ne au cas
~galit~
X et
de Y. La r ~ c i p r o q u e IV,
(Chap.
proche
le
Ak C G k t e l
un sous-espace l'on
Soient
constant
Zariski ple
:
Pd_t(X,O)
au demeurant
assez
de d i m e n s i o n
1~
([XNH]°~YnH)) IV, I1
dim(XnH)re
=~,
6.2)
suffit d= d-t~
satisfera
on a u r a donc
l'~galit~
de p r o u v e r
nous voyons
que
462
nous
avons
lier
o~ t = 1.
1.2.2
ramen6
la
Tout
Lemme-cl6
purement
~ des
dense
fermeture
ferm6
(X,O)c
d,
route
Pd_l1,
qui
(~N,o) (X,O)
une
pro~ection
est,
points
il
per
une courbe
cas
existe
on a i r ,
un ouvert en notant
de p l X °
~@n~rale
rbduit
e n O. D a n s construcPd_l
la
:
de O, u n e n s e m b l e
polaire
particu-
complexe
non-sin~uli~re
critiques
au voisina~e
le
anal~tique
courbe
~¢2
dans
:
un espace
EN
p:
des
est
a sa preuve
lemme s u i v a n t
lin~aires
X de ] . ' e n s e m b l e
L'ensemble
le
e t_t ( Y , O ) c
que pour
de d i m e n s i o n
Proposition
Soient
:
Y tel
la sur
projections
dans
i)
de
va reposer
de d i m e n s i o n
l'espace tible
preuve
de
analytique
(X,O),
e_!
IPd_~n Yl=~o}. ii) sens
La p r o j e c t i o n
de ( C h a p .
I,
§ 6,
:
On s u p p o s e
D6monstration l'on ter
munit
les
Prop.
la
forme
famille
de p r o j e c t i o n s
D'apr~s
(Chap.
IV,
toujours x et
pour
(a,b)
E ~2(N-2)
tion
correspondante
il le
soit
On p e u t
qui
ci-dessus
_ B,
la
~N m u n i
y.
projections
1.3.1),
pour
courbe
P d _ l < P > U Y e__nnO, a__uu
6.2.l).
N : x = z I + Z3 a.i z i '
prOs,de
pour
coordonn+es prouver
zi .
comme u n m o r p h i s m e un ferm~
critique
une courbe,
le
l'adh~rence
conten-
lin~aire
ENyE2(N-2)
de ~2
donc
la
~2×¢2(N-2)
Bc~2(N-2)
restriction
Net
Lemme s e
On c o n s i d e r e
de Z a r i s k i
de l a
dont
Zl,...,z
a un automorphisme
N Y = z 2 + Z3 b i
existe
lieu
sont,
des
tel
a X° de l a
darts X e s t
une
que projec-
courbe
g~n~rale. Par
ailleurs,
remarquons
de X~ o n a P d _ l < p > n (Chap.
IV,
1.3)
Pd_ln
Sing
en 0 des
espaces
que Ker p~T rare
g~n~rale
E 2 de c o o r d o n n ~ e s
de c o n s i d ~ r e r
polaire
pest
B'
et
Y = [0] le
Si
tangents
ne soit
de E 2 ( N - 2 ) ,
puisque
fair
X= [ 0 ] .
pas et
que si
Y est
d'apres
que Pd_lY n'est
pas
est
contenu
a X° a u x p o i n t s de c o d i m e n s i o n
pour
tout
contenu la
d~finition
une
courbe,
dans
de ¥ 2 dans
projection
dans
singulier polaires
on a X~ s o i t
T la
Les projections
T forment
pE ~2(N-2)
lieu
des vari@t~s
Sing
[0}.
le
limite p telles
un ferm~ analytique
- (Bu B')~
on a u r a
463
P d _ l < P >N Y= [ 0 ) .
Ceci ach~ve d'~tablir
G r a c e au lemme de t r a n s v e r s a l i t ~ existe tel
darts ¢ 2 ( N - 2 ) _ ( B U B ' )
que,
pour tout
le point
des
vari~t~s
un o u v e r t V l ,
p E V 1 , l e noyau Ker p de p s o i t
l e c~ne t a n g e n t .
un s y s t ~ m e f l , . . . , f m ,
fi E O N
tel
Sing XxV l avec
de g 6 n 6 r a t e u r s
IV, 5 . 1 )
il
et dense dans ¢2(N-2)
transverse
au c~ne t a n g e n t
aucune des d r o i t e s
d ~ j a vu,
qui
nous pouvons cho~sir
de l ' i d 6 a l
d6finissant
,O
que darts un v o i s i n a g e U
(Chap.
ne c o n t i e n n e
Comme n o u s l ' a v o n s
¢
(X,O)c (~N,o)
polaires
constructible
en 0 ~ l a c o u r b e P d _ l < p > U Y, c ' e s t - ~ - d i r e constitutent
i).
Pd_ls o i t
de O×V 1 darts ~ N x v 1 ,
d6finie
par
l'id6al
la r6union
engendr6 par
les
de
(fi)a,b
PEV 1
~((fl)a,b,''',(fN_d)a, et
par
les
d6terminants
, tels ~(z.
,...,z.
d) c [ 5 , . . . , N ) ,
ou p o u r b E O N
IN_ d
on a n o t 6 h
E ,0
N en s u b s t i t u a n t
x-~
3
n6es sur tN×v 1 les ainsi
a.z. I
N a z 1 et y- ~ b.z. 5 1 i
1
fonctions
x , y,
que
)
1I
(il,...~iN_
b)
jacobiens
a z2,
la fonction
a,b
et
z3,--.,z N , a3,...,a
l'on
a pris
N , b2,...,b
pour coordon N • Nous
une f a m i l l e a n a l y t i q u e ~ de c o u r b e s de ~N p a r a m 6 t r 6 e p a r V1 ~
l'image
par
(x,y,a,b) (l'image Fo(O~ )
l e m o r p h i s m e E N xV 1 ~ 2 × v l
est est
une f a m i l l e toujours
du O 2
qui
analytique
d6finie
-module ~
(cf.
~ (x,y,zs,...,ZN,~,
~1 de c o u r b e s p l a n e s [Te 5 ] ,
§ 3) i c i
par
obtenue
~)
avons
dont
associe
p a r a m 6 t r b e p a r V1
l'id~al
de F i t t i n g
).
xV 1
D'apres il
les
existe
r~sultats
un ferm~ a n a l y t i q u e
de V 1 - A, ] a f a m i l l e fibre)
g~n~raux
~
(cf. rare
~ ~(v 1) e s t
Par a i l l e u r s ,
d'apres
de V 1 t e l
que l a
chaque fibre)
~tale,
(Chap.
famille
E x a m i n o n s ce q u i
se p a s s e
des courbes polaires
6.4.2),
il
en t o u t
au v o i s i n a g e
point
la r~solution
que au v o i s i n a g e
qui
~ est
de c o u r b e s p l a n e s
soit bquisatur~e
sur
la section
simultan~e ou n : ~
I,
I)
A de V 1 t e l
~ - - - ~ V 1 (ou d e s t
a d m e t t e une n o r m a l i s a t i o n
In-l(d(V1))I
[Te 2 ] ,
qui
de p l u s
simultan~e, de t o u t
point
pique 0 dans chaque a la propri~t~
que
la normalisation.
existe
un ferm~ a n a l y t i q u e
p1:~l~-l~,V1
rare
B
(o~ ~1 p i q u e 0 d a n s
de V 1 - B .
d'un point
Po de V 1 \ (Au B).
P d _ l < p > admet une p a r a m ~ t r i s a t i o n
simultan~e,
La f a m i l l e c'est-$-dire
464
qu'elle
peut
Stre
repr~sent~e
comme l ' i m a g e
r~duite
d'un
morphisme
r
(11
(E,O)) xVI~EN×v
I our
est
le
nombre des composantes
irr~ductibles
de
P=I Pd_lUY Donc s i
(ou
nous
faisons
a~ b du p o i n t posante
de ( ~ ( p o )
un changement
po E V 1 s o i e n t
irrbductible
~£
q u e m e n t comme s u i t (3<_i
et
de P d _ l < p >
l'anneau
1~£
sur
~quimultiple
: ~r.
Noter
long
identitbs
Remarquons
et
tout
notons
I,
§ 6)
In-l(~(Vl))I-*~(vl) de s o r t e
dor~navant
0 pour
sont
ici
transversale
le
fait
d'abord
que sur
puisque
la parambtrisation
tions
~, ~a i n d 6 p e n d a n t e s
Po'
chaque
q u e ~1 e s t que d a n s
I1 suffit
de p r o u v e r
est
o
les
identit~s
donn~e par
des
sont fonc-
zl(t),z2(t),...,zN(t) Ecrivons
les
par
ropport
maintenant
en utilisant
la n£
fj(t~
6quations
param~trisation
bet
et
c o n s e q u e n t on e s ~ r a m e n ~ N ~ b. l'identit~ ~(t)= z2(t)+ Z b. z.(t) o~ 3 3 J 3 est une param6trisation de Y.
dbriver
que par
satisfaites
par
les
autres
c o ~ n p o s a n t e s de :~,
:
N
- Z a i ~i(t~a~b),~a(t£,a,b) 3
-
N Z b i ~i(t~,a,_b),
C3(t~,a,b),-..,~
N( t ~ , a , b ) )
= O
3 pour et~par aussi
l ~ j ~m et dbfinition
chaque ~ des courbes
des d~terminants
polaires,
jacobiens
~((fl)a,b,''-',(fN_d)a,
sur
ZlN_ d"
ces
composantes
de
~
:
b) avec
~(Zil''''*
)
com-
la projection
de p r o u v e r
Y x V 1 de ~ ,
correspondante
de a e t
coordonn~es
r &:E,O = 1 =1I
dans le normalis~ ]a composante
que
pour PEV1,
Nous n o u s p r o p o s o n s @x9 : z k - 8b k p o u r 3 ~ k g N .
v~rifi~es
~tale).
de O p e u t ~ t r e r e p r ~ s e n t ~ e param~trin~ : x = t~ , y = X ~ ( t ~ , a , b ) , zi=~i(t~,a,b)
que n o u s u t i l i s o n s
identit~s
est
que l e s
de ~ 1 ( V 1 - A L J B ) .
v~rifi~es ~i,
nulles,
Chap.
que
de c o o r d o n n ~ e s
s o n i m a g e d a n s ~2 e s t
le
du f a i t
de ~ au v o i s i n a g e
(cf.
OM~O on a l e s
que ces
, a cause
~il,-..,iN_d~C
~3,...,N3
s'annulent
465
d6rivons
c h a c u n e des N-d p r e m i e r e s
6quations
bk : nous o b t e n o n s un s y s t ~ m e d ' @ q u a t i o n s N
((~(fJ)a,b)
i=3
~-'z~1
ou k d 6 s i g n e Utilisant
)
donne a l o r s ,
lin6aires
((5(f3))
° X ~
°
jacobiens~
(~((fl)a'b'''''(fN-d)a'b)
sant
est
impossible
dans c e s ~ q u a t i o n s
Si en e f f e t nullit6
tel
~tait
s'annulent
le cas,
des d 6 t e r m i n a n t s
X au p o i n t pondant
gbn6ral
~ notre
l'espace
tangent
ce p o i n t , polai~es
point
O serait
sur
contenu
aussit~t Ainsi
point
est 6quisatur6e.D'apres
l'anneau
s'6tendent
= O
mineurs
jacobiens
apparais-
de ~ que nous c o n s i d 6 r o n s .
de Cram~r nous m o n t r e n t , s u r ~,
que l ' e s p a c e
de l a c o u r b e p o l a i r e
darts l ' h y p e r p l a n
au vu de l a
dx-O
tangent
~(po ) corres-
; en p a r t i c u l i e r ,
contenu
dans dx= O en
l e Lemme de t r a n s v e r s a l i t @
des v a r i @ t 6 s
nous a v o n s b i e n ,
sur chaque composante
de ~ ,
(5~k~N)
la d6monstration
du Lemme-cl6 :
l a f a m i l l e de c o u r b e s p l a n e s n£ p a r a m @ t r i q u e m e n t p a r x = t£ , y = V ( t £ , a , b ) (1_<£_
est repr6sent6e
de ~ [ a , b }
( d a n s (}~,O)
O~ O ~ les 6galit@s
Achevons maintenant
~1~V1
~k- ~ k
elle-m~me serait
z k - ~b k
de t o u t
de Cram~r nous
)
la c o m p o s a n t e
qui s ' a n n u l e n t
a la c o u r b e p o l a i r e
IV, 5 . 1 ) .
.
que t o u s l e s
de l a ~ - i e m e c o m p o s a n t e
e t donc dans l ' a n n e a u
Au v o i s i n a g e
ok
les r~gles
jacobiens
ce que c o n t r e d i t (Chap.
)
la r~gle
(
(1~ j~N-d)
de ~.
l'@quation
)
3(y,zi2~...,ZiN_d
0
5b k
de l a £ - i ~ m e c o m p o s a n t e
des d 6 t e r m i n a n t s
:
) ~k
p o u r chaque [ i 2 , . . . , i N _ d J C [ 3 , . . . , N } ,
Montrons q u ' i l
que nous pouvons ~ c r i r e
~.} (
5y
+
la param6trisation
l'annulation
du p r e m i e r g r o u p e par r a p p o r t
de ~ 1 ( V 1 - AUB)~
en des d 6 r i v a t i o n s
s(P 1 ) O~¢t~O s a t u r ~
relatif~
Dk de -O ~ l- , p ~°
et v6rifiant
£=1 ~ { t £ , a ~ b }
conservant
Dk ai = O~ Dk t~ = O. P u i s q u e b i e n
466 r
s~r
l'imagel-lD(t£,a,b) 1 avons ainsi prouv6 les
de y d a n s O~ ~1' inclusions :
0 appartient
z~" °~,0 e ~*~,o ce qui
implique
sous-anneau
que
qui
le
n'est
autre
comme on l e v ~ r i f i e P ~ ~1 q u i isomorphi'sme au-dessus courbe
est
sous-anneau
est
de s a t u r ~ s
de O, on o b t i e n t
satur~s,
ce qui
D6montrons remarqu6~
il
la
: dim Y= 1 e t
Choisissons
une projection
aux conclusions p : (EN~o)lVinclusion Hi c e t t e gents
que
(X°~Y)
ci-dessus,
Ker pcKer
Tp .
D~apr~s
long
chaque
on a b g a l e m e n t
d'une
point
vide~ des
soit
par
et
le morphisme
aux
un
fibres de l a
en un isomorphisme
Pd_I(X,O) conditions
2
g~n~rale
assez
choisissons
des
0 le
pour
~ Pen
limite
Soit
avec
satisfaire locale O, on a i r
on a P d _ l ( X ~ O ) = P d _ l < p >
direction
de l a
vide~
une r6traction
irr6ductibles
long
est
l'avons
de W h i t n e y .
tangente
le Lemme-cl~ 17 u n e
Comme n o u s
en O les
l'application
P
composantes
vers
induit
que
l'absurde.
polaire
dim(TN Ker p) ~ d(1.
o~ x . t e n d 1
et
passage
~2 s ' ~ t e n d
z k • O~1,0,
le morphisme
Par
en O dtespace
de c e t t e
x E P d _ l ( X ~ O ) N X°~ on a l ' i n 6 g a l i t 6
l'in~galit6
s 6 c a n t e s ~ 1 1
T
que
les
du L e m m e - c l ~ .
p: ~N
notant
~ X° l e
Po d a n s
satisfait
linbaire
nous
q u e O~tl~ 0
de d ( O ) ~
6.4.1)
la vari6t6
que,
nWest pas
I,
ProposJtion~
telle
courbe
que pour
la
du L e m m e - c l ~
(Y~O)
Chap.
0~1~0 et
relatif
d~montr~
p = Pl ° p)"
d~monstration
de p r o u v e r
l~hypothese
(cf.
image par
maintenant
suffit
par
au v o i s i n a g e
(~ P l e t
donc
son
ach~ve
engendr~
donc
bim~romorphe
relatifs
Pd_lU ¥ sur
de ~ 1 , 0
Nous aw)ns
relatif,
(5~k_(N)
q u e O~, 0 ~ a l e m~me s a t u r ~
aussitSt. fini,
au s a t u r ~
courbe.
et tan-
Puis-
d i m ( T x ~ x N K e r p) ~ d - l ~
£ une
direction
mSme c o m p o s a n t e
limite
de
irr~ductible
de P d _ l ( X ~ O ) . D~aprbs
le
tion
de W h i t n e y ,
I1
a)
lemme-cl6~
en r6sulte
aurait
£cKer
ni £ ni
Ty, OcT,
dVune part p ce qui
T¥~ O n ' e s t et
d'apr~s
que dim(TAKer est
exclu,
et
contenu la p)=
d'autre
dans
condition d-l, part
K e r p, b)
car les
d'aprbs
de W h i t n e y ~
sinon
la
condi-
2cT.
TN K e r p = T~ e t
6galit~s
:
on
467
T= (TDKer
p) + ~ . T y , 0 e t
nous
gcKer
avons
~galit~s
Tp , d o n c
£~Ker
Nous aboutissons vide~
et
ach~ve
:
lisant
premiere
la
en O les
au cas
Terminons Montrons
(p(X)°,p(Y))
la
la
pour
de 0 d a n s
chaque
Y tel
k,
que,
my,(Pk(X,y'))
g6n6rique")
6tant
ind6pendante
5.4.5)
pour
le
P k ( X , O ) nA Dj
k~ d-t,
tions
le
et nous
JDt_ l N F k [
4.2.2),
j,
il
l'on
ait
K e r p ) + E . Ty~ 0 • dolt
•
d6montrer,
si
(X°,Y)
en uti-
satisfait
assez
conditions
un peu plus
ramener
que
les
que Pd_l(X~O)
que
l'implication
existe
pour
g6n6rale,
de W h i t n e y .
On
simple.
iv)
~ prouver
~ i)
du T h 6 o r e m e .
l'implication
pour
t-1 est
couple
de W h i t n e y
(Chap.
de y ' @ Y - F k .
dans
6.1)~
ne perdons
soit
le
les
par
aura
(si
Fk l'est)
de s t r a t e s
vari~t~s
les
vari6t6s
part,
d-J
soit
polaires
d'apres
et
tout
sup6-
("multiplicit6
(Chap.
(Chap.
IV~
IV~ 5 . 2 . 1 plan
Or p u i s q u e Pk(X,O)
en coupant la
r~duit
Dr_ l )
polaires
Fk d'un
et
D. de 3
O, on a 6 g a l i t 6
en particulier
((XADt_])°~Y~
derni~re
mo(Pk(X,O)).
information
qui
j+k~
polaires
strictement
polaires
que
passant
aucune
vide
e n O, e t
tels
strict
soit
cette
des vari6t~s
des vari6t6s
analytique
D'autre
mo(Pk([XNDj~O))=
IV,
g6n6ral,
un ferm6
y' E Y- Fk ,
g~n6ral,
et
la multipl~cit~
yE Fk ~ my(Pk(X,Y))
k d'entiers
~N a s s e z
= Bk([XADj],O)
de c o d i m e n s i o n k,
couple
j dans
Proposition
pour
excluent
p : CN ~ d + l
en 0 les
de
lemme de t r a n s v e r s a l i t 6 tout
codimension
nous
aussit~t
~C(T~
III~
projection
est
de
semi-continuit6
valeur
et
preuve
qui
de £ ,
o~ t = 1. d'apres
5.4.2)
une
qui
d6duit
5 3 ) commencer par
satisfait
pouvons
~ la
la
l'on
implique
du C h a p i t r e
pour
construction
la Proposition.
([Te
m6trique
de Whitney,
que nous
IV~ 6 . 1 ) ~
voisinage rieur
in6galit6
des hypersurfaces,
d'abord
part,
(Chap.
d'ou
ce qui
de
comme d a n s
maintenant
particulier
D'une
par
l'inclusion
contradiction,
d~monstration
aussi
de s t r a t e s
se famine
~ une la
On p e u t
conditions
couple
cas
~ais
K e r Tp = K e r p + • . Z ,
p + [ . Ty~ O ~ e t a f o r t i o r i donc
Remarque
le
p) + ~ . £.
K e r p + E . £ + [ . T y , O= K e r Tp + Im Tp = T N , E sO
l'inclnsion
~tre
T= (TQKer
X par
sont
satisfera
de X s e r o n t
vides
un plan
propri6t6 ~ [O].
d'apr~s
que pour
D'apr~s encore
Dr_ ] tout
(Chap. les
6quimultiples
III,
condile
468
long
de Y s i
multiples les
et
le
seulement
long
multiplicit6
et
6gales
de
de l a
voquent
une
et
T la
soit
r~traction
X, e t
sur
le
limite
de et
implique
impossible
cas
long soit
Pk(X,O)
£
limite
q u e T = Ty, 0 a l o r s puisque
£cKer
long
morphisme
conormal
6quimultiple Zariski que,
le
dense
pour
ailons
de Y,
long
H~ V, H ne c o n t i e n n e que pour
d'apr~s
posante
irr6ductible,
P : (EN,o) ~ (Y,O) Lim
tion £cKer l'nn
b)
(Chap.
•
ale
et
dimension
que
1'6gali¢6
Supposons
distincte
est
faut aussi
implique
de l a
a prouver
il
existe
Proposi-
ce
qui
cnntraire,
~-1(O)
d-l,
le
r6sultat
ou d = dim X .
iv)
~ i)
du
que X est de
T¥, O t e l
tangents
a X. N o u s
prouvera et
IHNXI
de
un o u v e r t
soit
l'~quimul-
F u n e com-
; soit
Lim et xEXONF TX, x T contient
que TNH= Ty,o ~ mais
supp16mentaire
la
fibre
de E N c o n t e n a n t
T=
que T= £,
l'6quimultiplicit6
dimension
la
de Ty, O •
D a n s ce c a s ~
de W h i t n e y ,
£ TNH,
:
d'o~
Ty, O ,
d'apr~s
la
une contradiction
de Ty, 0 •
I!
faut
et condi-
puisque
donc que
[H NX] = Y .
maintenant
au p l u s
il
posons
de Y,
~
un s u p p l 6 m e n t a i r e
la courbe
a)
b)
en O d ' e s p a c e s
le
irr6ductibles
de W h i t n e y p r o -
s~cantes
condition
IH NX[ = Y,
Supposons
conditinn
£ appartient ce d e r n i e r
on a
lncale,
],
de F d e s
Lemme 5 . 1 . l ,
limite
d6mons-
P : (¢N,O) ~ (Y,O) une
Soit
I1 nous reste
de Y, de
la
de d i m e n s i o n
de W h i t n e y , Tp ,
5.5).
la
la
~ F .
des hyperplans
HE V,
I,
D'aprbs
le
aucune
une r6traction
~
comme T N H e s t
tout
que
g N-3.
~N-2
la
terminer
composantes
c'est-a-dire
fait
de Y : D ' a p r ~ s
V de l ' e s p a c e
montrer
le
n : C(X) ~ X e s t
tip~cit6,
=
ou e n c o r e
ka d-t,
de X d i s t i n c t e
o~ d = 2.
que PI(X) = ~,
puisque
composante
le
fair
le
long
cas
pour
conditions
est
tion
PI(X,y)
des
Tp q u i
curinsit~)
le
une
X~ Y , l e s
que
nulks
1,
~qui-
•
£une
le
sont
de d i m e n s i o n
de X s o n t
tangentes
(par
fournit
si
en e f f e t
la
[XN D t _ l ~
Nous a l l o n s
Y est
que
Examinons maintenant nous
= l.
d = 1,
de F d e s
de
k< d-t.
out
voir
Soit
pnlaires
non-singulier
d pour
d ; si
contradiction.
a)
est
dans
nous allons
locale,
condition ce q u i
donc
est
polaires
(X~Dt_l)re
r~currence
courbe
vari6t~s
qui
des vari6t~s
a celles
par
les
de Y N D t _ 1 ,
Plavons-nnus tration
si
d6montr6 pour
les
espaces
de
469
Pour
notre
espace
dim ~-1(0) dense tout I1
~N-3
et
nous
faut
IV,
tets
le
couple
(cf.
pour a
dans
H, e t
1.1.2
plus
haut).
la
hyperplan
D5 .
Pour
tout
y C Y - ~0]
p-l(y)
cit.)
qu'il
existe
voisin
de Z a r i s k i
¢N t e l
et
en 0 d'e~paces
que
aux
T¥, 0 tel
l'on
est
limites
cela,
il
presque il
dense
le
long
dense
que pour
choisissons tangents
Wd_ 2 d a n s
D2 ~ W d - 2 '
(Chap.
tout
hyperplan
la
et
a X° •
Soit
tangents
Par
l'hypothese
5.4.5)
D3 ~ D 2 ~
on a
yE Yet
de 0
donc
pour
de O. I 1 n o u s
reste
de ¥ a u v o i s i n a g e 5.5)
H contenant
~galit~
de 0
de p r o u v e r
ait
¥,
lien
P : EN~Y
(Chap.
grassmannienne pour
IV,
que et
pour
telle
5.2.1)
des
l'on
en fair un
que pour
il
plans
existe de c o d i m e n s i o n
y~ Y- ~0~,
pouvons
supposer
D5 ~ D 2 •
fa~on
que H ne contienne
P: ~N~y
une projection
Pd_2<(X,O);D3>N
de
on a
Posons
aucune telle
que
K e r p ~ D2 . Puisque
A X~
transverse
nous
D 2 de t e l l e
I,
lin~aire
d'apres
on a i r ,
= ~0],
long
On p e u t
P k ( [ X N H ] , O) e t
et
pour
que cette
Or~
multipli-
de Y au v o i s i n a g e
IY~ 5 . 2 . 1
le
NH s o i t
la
que k~ d-2.
au v o i s i n a g e
une projection
= O.
de c o u p l e s
en 0 d'espaces
suffit
suffit
Y
que mo(Pd_l(X,O~
de W h i t n e y .
~quimultiple
sur
air pourvu
(Chap.
que ~ X° •
constantes
d~ja
de Z a r i s k i
conditions
D'aprbs
de O~ p - l ( y )
[D 2 N C y ( P d _ 2 < ( x , y ) ~ D d _ k + l ) [ H = D2 × Y ~
sont
savons
bquimultiple
N Pd_2<(X~O);Dd_k+l > en y.
un ouvert 2 dans
de l o c .
H tel
et
bquimultiple
que Pd_2<(X,O)~Ds>
preuve
nous
= my ( P k < ( X , O ) ~ D d _ k + l > AnH )
Pk<(X~O)$Dd_k+l > est
tout
est
[ P d _ 2 < ( X ~ O ) ~ D s > N HI = Y p o u r
(cf.
de Z a r i s k i
tangents
donc Pk<[XNH],O)~Dd_k+I>=
les
Pk<[XA H]~Dd_k+l>
presque
un ouvert
en 0 d'espaces
Pk<([XNH],O);Dd_k+I>
satisfait
m y ( P k < ( X , O ) ~ D d _ k + l >)
prouver
est
de E N c o n t e n a n t
un ouvert
H est transverse
(~XN H]°,¥)
Remarque
k< d-2~
existe
l'in~galit6
my(Pk(X~y))
puisque
g~n6rique~
=
puisque
r~currenee~
)
limites
multiplicit~s
il
polaire
Dd_k+ 1 g b n 6 r a l
ailleurs
-1(0
hyperplans
les
O~ kg d-2,
fournit
q u e Dd_k+ 1 o H = H° × T y , 0 ~ q u e P k < ( X , O ) ; D d _ k + l > a i r
Pk<(X,O)~Dd_k+l >~H
par
les
5.4.5),
de l a v a r i ~ t ~
supposer
des
a toutes
que
nous
U= ~N-2_
~N-2
transverse
(Chap.
1.2.1
cons6quent
de 0 p o u r
(Dd_k+l,H)
Proposition
projectif
mon£rer
au v o i s i n a g e D'apr~s
la
par
de l ' e s p a c e HE U s o i t
citb
X,
H N X° = P d _ 2 < ( [ X N H ] , O ) ~ D ~ > n x °
limite
470
mais
puisque
de [ X N H ] ouvert
(IX n H]°,Y)
en 0 est
vide
de Z a r i s k i
satisfait , donc
W~_ 2 t e l
les
le
conditions
terme
que pour
de d r o i t e
D2E W~_ 2 ,
Pd_2<(X,O);Dz>N Puisque
l'ensemble
1.3)
q u e D5 n e r e n c o n t r e
et
possible
(Sing
de c h o i s i r
D 2 ~ D 3 de t e l l e
fagon
(D 2 × Y )
Pd_2<(X,O);D3>N
(D E × Y) N X° = ~ i m p l i q u e
1.3
fallait
tivement
En c h e m i n ,
e n 0 6 Y, p o u r
satisfait 5 une question
une r6ponse
affirmative
Version Tb6or~me
dont
routes
donc un
de d i m e n s i o n
qu'en
[0}
~ 1 (Chap.
(Chap.
IV,
IV,
5.1),
il
est
que
par
avons
tout
consequent
que
IPd_2<(X,O);Ds>N
Hc~N
encore
contenant
les
de [ T e dans
le
vu que si
plongement
(X°,Y)
local
Yet
conditions
(D 2 × Y ) ]
= ¥,
a laquelle
assez
cas
particulier
V.
satisfait
(X,O)c
de W h i t n e y .
11],
:
les et
Soit fibres
supposons
d f : (X,O) ~(~,0) sont
les
(¢N,o)
g6n6rale, Ceci
Navarro
et le
r6pond
avait
condiroute
couple affirma-
d6ja
ou dim ¥ = 1 ( c f .
un morphisme
r6duites
et
purement
donn6 un ¢-plongement
X
~
tel
Nous avons
apport6
[Na l ] )
•
relative.
2.1
Y= ~ ( ~ ) c X
et
nous
non-singuli6re
([XNH]°,Y)
§ 2.
:
de W h i t n e y
hypersurface
polaire
d6montrer.
Remarque
tions
X~Y,
vide.
courbe
on a i r
est
tangent
Pd_2<(X,O)ID3>N
ce qu'il
NSing
est
la
(D 2 × Y) N X° =
X) N P d _ 2 < ( X , O ) ; D s > son c~ne
de W h i t n e y ,
~
i
¢×C
?
muni
d'une
de d i m e n s i o n
local
d.
section
~,
Posons
:
N
r]
9ue 7= ~× [0] •
Les conditions i) tangents
suivantes
L'hyper~lan a X° e t
sont
K= o × ~ N
6quivalentes
est
l'application
transverse Y~Nd+l
y~ (my(X),my(Pl(f,y)),...,my(Pd(f,y))) ii)
Le c o u p l e
de s t r a t e s
:
(X°,Y)
a toutes d6finie
est
les
Iimites
en 0 d'espaces
par
constante
satisfait
les
sur
7 au voisinage
conditions
de W h i t n e y
de 0 • en 0
471
(resp.
les conditions
de W h i t n e y s t r i c t e s
Prouvons i) ~ ii)'. est
au p l o n f f e m e n t l o c a l
dim ~ l ( y ) ~ (el.
Chap.
N-1 e t
U= ~ N - 1 _ - 1 ( 0 f transverse trons
P d ( f ~ y ) = ~.
de l ' e s p a c e
~ routes
les
dim ~ 1 ( ¥ )
hinsi
~N-1
il
existe
un o u v e r t
des hyperplans
impliquent
de ~N t e l
tangents
Pd(X~O)= ~.
ii)).
a f
on a ~ N-2,
d'6quimultiplicit6,
en 0 d ' e s p a c e s
que l e s h y p o t h e s e s
< dim C f ( X ) ,
a s s e z p r o c h e de O, dim ~ l ( y )
Par l ' h y p o t h e s e
limites
de O, comme en 1.21
Cf(X) ~ X l e m o r p h i s m e c o n o r m a l a s s o c i 6
X c E × E N. P u i s q u e
dim a l l ( O ) g N-2. )
d'abord
nf:
donc p o u r Y E Y - [ 0 ]
IV, 6 . 1 )
Pd(f,O) = ~ d'ou
Soit
au v o i s i n a g e
on a donc
de Z a r i s k i que t o u t
aux f i b r e s
donc
dense H E U soit o
de f .
Mon-
Consid6rons le morphis-
me c o n o r m a l a b s o l u
~N VN
C(X) f
X .~
D'apres droite fes
(Chap.
IV,
projective
de ~N
d'une certaine
point
§ 4) i l
assez
KE ~ N c o r r e s p o n d a n t
fie
transverse
E×~
pour S t r e
de ~ - 1 ( 0 ) .
a l'hyperplan L 1 de ~N
aux s t r a t e s
N
m o n t r e r que ~ - I ( L I ) = ~ ,
g6n6rale
stratification
P a r c o n s 6 q u e n t une d r o i t e sera
nous faut
XX × F
Or l ' h y p o t h ~ s e
O× EN n ' e s t
contenant
K et
d'une stratification
que n o u s p o u v o n s c a l e u l e r
transverse
o~ L 1 e s t ~ toutes
au d e m e u r a n t a s s e z g 6 n 6 r a l e
donn6e de ~ - 1 ( 0 ) .
Cela signi-
Pd(X,O) comme Pd((X~O);D2> ou D2 e s t
un p l a n de
vide,
( 9 , O) ~ ( X , O ) ' ~
h(m-[O])cX
°
un c h e m i n a n a l y t i q u e
e t que en t o u t
stra-
pas contenu dans ~-1(0).
Or s i P 2 ( ( X , O ) ; D 2 > n ' ~ t a i t
existerait
les
i m p l i q u e que l e
d o d i m e n s i o n 2 de E ×~N c o n t e n u d a n s O x e n . il
une
point
b:
x(t)Ch(D-~O~)
d i m ( T x , x ( t ) n D2) ~ d-1
on a i r
tel
que
pas
472
Mais puisque
~N n ' e s t
K= O×
D2 C O x C N, c e c i
dim(T
se.
implique~
D'apres
limite
d'espaces
N K N D 2) ~ d - 1
. f-l(f(x(t))
puisque
(Chap.
~
nant
implique
E x [0}
ouvert
D2 e s t
IV~ 6 . 1 )
que
(et
g6n6ral,
nous avons
et
l'ensemble
transverses
de Z a r i s k i
2 dans g ×tN), les
hypothbses
verses
aux
limites
d'espaces
aux l i m i t e s s'6crire transverse
aux
posant de i )
tangents
od T e s t
a T,
=
_
limites
~-1(0)
H= ~ × H le
long
TN K e s t
l'espace
tangents
tangents limite
une
,
de f~
d'espaces
Pk(f[~XNH]~y)
6quimultiples
par
sont
d'apres les
contradiction
le ~ng
l e mSme r 6 s u l t a t , multiplicit6s
r6currence
sur
sont
d que
mo(Pk(f,O))
l'on
l'on
et
que Het
que H
on d 6 d u i t
contre
(de
conteun
si
o
~ X° .
H contenait o
Ogk~
trans-
transverse est
aux
transverse li~ite
peut
Puisque
K est
de
donc
aux fibres
Les vari6t6s
de Y p o u r
est
codi-
satisfait
K sont
une telle
tangents
tangents
o
que O x H
En e f f e t
en O d ' e s p a e e s
limite
D2 = H c ~ N o
Du f a i t
a [XNH~ °.
voulue.
prouver
~N
a X° e s t
IX NH] = ( X N H ) r e d ~
h X° ,
la
et
f)
a l'hypoth~-
de ~ ×
tangents
g~n6ral
de g x ~ 0 ] .
aux fibres
une
o
assez
d i m ( T N H ) = d~ d ' o u o
O g k g d-l,
des hyperplans
en 0 d ' e s p a c e s
Par
et
contrairement
pour
-< N-2
on a d i m ( T N KN H ) = d i m ( T n H ) ~ d - 1 . o o
5.4.3)~
non critique
donc
~N-I
en 0 d ' e s p a c e s
en O d ' e s p a c e s
TnH
V
x(t)
Pd(f~O)/D
que pour un hyperplan
encore
limites
que
dense.
Montrons maintenant mension
a X~ e t
c'est-a-dire
ND 2) ~ d - 1
dim ~ - 1 ( 0 )
ce q u i
tangents
6quivaut
dim(Tx,x(t)
ce q u i
pas
f,
T N H on a u r a i t
polaires d-1
d'aprbs
(Chap.
IV~
a P k ( [ X N H ] ~ O ) = P k ( X , O ) NH p o u r
pr6serv6es.
I1 nous suffit
a l'6galit6
= mo(Pk(X,O))
pour
O~k ~ d
maintenant
de
473
Si d= I ,
d ' a p r e s ce que nous venons de v o l t , nous avons Po(f,O) = Po(X'O) e t
Pl(f~O) = PI(X,O)= ~ d'ou le r 6 s u l t a t . Supposons l ' a v o i r prouvb pour l e s morphismes dont l e s f i b r e s s o n t de dimension ~ d-1.
D ' a p r e s ce que nous venons de v o i r ,
nous avons
mo(Pk(f,O})
pour Ogk~
d-l,
= m o ( P k ( f l [ X N H ] , O ) = mo(Pk(~XNH],O) = m o ( P k ( X , O ) )
la seconde 6galit~
Pd(X~O) = P d ( f , O ) = 9 d ' a p r e s L'espace
X satisfait
venant
de l ' h y p o t h ~ s e
de r b c u r r e n c e ~
et
ce que n o u s a v o n s vu au d 6 b u t .
donc l ' h y p o t h e s e
i)
du Th6oreme 5 . 2 ,
d'ou ii)
d'apres
le
Th~oreme.
Prouvons ii) te limite
= i).
en O d ' e s p a c e s
La c o n d i t i o n tangents
que p ] u s h a u t on p e u t c a ] c u l e r
aussit~t,
l e s Pk<X,Dd_k+l > s o n t
~ X° e s t
de W h i t n e y i m p l i q u e a u s s i t ~ t transverse
~ K. P a r
que t o n -
l e m~me a r g u m e n t
Pk(X~O) comme P k < ( X , O ) l D d _ k + l > a v e c Dd_k+ 1 C K ,
e t p o u r Dd_k+ 1 C K a s s e z g 6 n 6 r a l , comme on l e v 6 r i f i e
a)
on a l ' 6 g a l i t 6
d'ou
6qnimultiples
le r6sultat, le
P k < f i D d _ k + l > = Pk<XiDd_k+l > puisque
l o n g de Y .
•
d'apr~s
l e Th6oreme 5 . 2 ,
474
C H h P I TRE
V I
CONSEQUENCES
Introduction. quences la
Darts c e c h a p i t r e ,
des
r6sultats
"r6ciproque
Exemples.
1.1
Le c a s Soit
telle
que
gularit6 d-k+l.
F(y~zl,...~Zd+ chacune
des
fibres
les
..
liere.
qui
pique
espace
X(y) = ([y] × cd+l)
coordonn6es
l a m~me r a i s o n est
r6union bF
de f a ~ o n
f : X~¢
o dans
la
chaque
fibre.
une des
suite
de c o d i m e n s i o n g6n6ral
polaire dans
Cd + l
que plus r6guli~re.
composantes
• . . , ~5F) qui 5Zd+ 1 composantes irr6ductibles
conse-
me s e m b l e
par
~tre
ne peut
de ¢ d + 2
done
est
on v ~ r i f i e pour
la vari6t6
de l a
~tre
par
courbe
contenues con£enue
ce
~ × [0].
5F
~Zl ~'''~
~--Zd+l
suite
(Chap. est
syst~me
le
IV~ sous-
8 5F ). Zd+ 1
de g 6 n 6 r a -
relative
est
la
l'id~al
A u c u n e de c e s
l'hyperplan
)
r6gu-
~F ~'''~ 8Zd_k+ 2
par
et
que
(5F
d'apres
£ d~finie
dans
Prl :E ×E d+l.¢
une
polaire
dans
par
O~ k~ d-1 (F,
~ sin-
de c o d i m e n s i o n
implique que
Pk/~
pas
par
et
si
k = d~
hypersurface
d6fini
L'hypoth~se grand,
Xc~×¢d+l
vectoriel
induite
engendr6
irr6ductibles
une
soit
l'id6al
Pour
ne sont
qu'il
Pk
haut,
hypersurface
NX s o i t
de D d _ k + l ~
relative
une
projection
d+l
la vari6t6
des
isol6e.
un sous-espace
un sous-espace
de X d 6 f i n i
teurs
pour
N assez
que
importante
~ sin~ularit6
~ouation
Dd_k+ 1 ~ ¢ d + 1
assez
quelques-unes
La p l u s
~ ~. , ~F ) ~ ( z I .. Zd+l) N pour "~ ~Zd+ 1
Pour un choix
1.5)
1) = 0 u n e
Choisissons
section
pr6c6dent.
d'hTpersurfaces
e n O. S o i t
d6finit
(F,
familles
bri~vement
de T h o m - M a t h e r " .
= Zd_k+ 1 = O. N o t o n s
( ~F "~zl ~
Pour
des
isol6e
z 1 .... la
du c h a p i t r e
du t h 6 o r ~ m e
§ 1.
j'indique
og~d*l
.
475
Si
tel
6tait
le
cas~
non constant
et
tel
est
un hyperplan
F(O~Zl~...,Zd+ ne peut
qu'en
limite
en effet
un point
g6n6ral
de ~ d + l
1) = O e s t
~tre
cation
on a u r a i t
de N a s h de X(O)
g6n6ral
est
x de s o n cela
isol6e.
tangents
de d i m e n s i o n
(~O)
en utilisant
Par
~(X(O)~O)
image Tx(O)~xCD 1 ,
puisque
~ d-1.
le
la
fibre
et
et la somme
la
de
que de C d + l
la modifi-
suite
le morphisme
des
@ : P~
longueurs
d'anneaux
artiniens
l(y)
est
ind6pendante
D'apr~s
[Te
1,
plan
Chap.
est
de d i m e n s i o n
rence
il
y/
O assez
Un a r g u m e n t point
II],
pour
xE ~-l(y)
le
hombre
i assez
x
(y),x
)
g6n6ral
~ (C× ~O}),
) = ~(d+l)(x(y))
de M i l n o r
= ~(d+l)(X(O))
on a
+ ~(d)(x(y))
e n O de l ' i n t e r s e c t i o n
de ~ d + l ~ y }
× ¢d÷1
passant
de X ( y ) par
avec
O. P a r
diff6-
+ ~(d)(x(o))
_ (~(d+l)(X(y))
+ %(d)(x(y)))
analogue
permet
de v 6 r i f i e r
que pour
yff
on as
en notant
~
~y} × O de ~ × (O}
On v o i t l'on
un
petit.
m (Pk(f;O))
que
1
vient
mo(Pd(f,O))
pour
~-
de y E ~ •
dimE(%-l(y),
o~ ~ ( i ) ( X ( y ) )
J dim¢(O
que
dans
ce cas
a 6quivalence
particulier entre
: g(k+l)(x(y))+
le
Th6oreme
~(k)(x(y))
2.1
du C h a p i t r e
,
o~ D 1
fair
g6n6ral
cons6quent
r6guliere,
,
h:
Or u n h y p e r p l a n
a X(O)°~
bZ bF y) est encore une suite -~o ~.. ., ~ , 8Zd+ 1 induit par y est un m o r p h i s m e fini et plat,
(F
analytique
; on v 6 r i f i e
a singularit6
d'espaces
un arc
V signifie
le
476
1)
La s u i t e
voisina6e 2)
~
((d+l)
=
y
(0)
(X(y)),...,~
(X(y)))
est
ind6pendante
de y E C a u
de 0 .
Le c o u p l e
les
conditions
1.2
Le c a s
(xO,~×
~0])
de W h i t n e y
d'une
strictes
famille
Consid6rons
la
satisfait
les
au v o i s i n a g e
de c o u r b e s
surface
conditions
ou l a
en 0 (resp.
de 0 ) .
dimension
X c E × ~3 d 6 f i n i e
2 F 1 = z 2-
de W h i t n e y
par
de p l o n g e m e n t
les
saute.
deux 6quations
3 z 1 + yz 3 = 0
2 5 F 2 = z 3 -z I z 2 = 0
Soi t
f:
la
X ~
le morphisme
section
La f i b r e
d6finie
X(O) e s t
z2= t 6,
plane
de P u i s e u x
cit6
4 le
PI(X,O)
bien
que
:
a [Z 2].
satisfait
les
espaces
Par
Remarque
R~onse
7/4).
I1
3],
Y d'un
est
le
dimension
On p o u r r a i t
p r I : E × E3 ~ • e t
projection
donn6e y/
parambtriquement
O,la
fibre
clair
d'ou
que X est
est
pri6
couple
aussi,
est
X(y)
soit
des
cet
en utilisant
r6solution
: Zl= t4,
z2= t6 -~
que
exemple
la
saute
III,
forte
t 7 +-~Y2 t l 6 + . - - ,
courbe les pour
v~rifier
(Chap.
s~multan~e
de m u l t i p l i -
se trouve
cir.)
polaire
conditions t = O.
dans que
Prop. des
a la
caract6risti-
satisfait
fibres
z I = t 4,
isomorphe
6quimultiple
de v 6 r i f i e r
a u v u de ( L o c .
qu'une
est
(X°,~ × [0])
tir~
par
a deux exposants
de p l o n g e m e n t
de W h i t n e y
l'ap-
(X°,Y)
5.2.3).
Le
singularit6s
z3= tl 3_~
tl 5 + ...
de Z a r i s k i .
§ 3, Q u e s t i o n espace
la
z2z2= 0 qui
Le l e c t e u r
a une question
([Z
X et
z~)2-
La t h ~ o r i e
par
tout
cons6quent la
v6rifier
d6crite
monomiale
(z~-
conditions
pourra
Dans
et
par
(y~O,O,O).
que pour
de C x ~ 0 ] .
pendice
§ 2.
alors
vide.
de W h i t n e y ,
de X e s t
courbe
(3/2
long
est
lecteur
~(y)=
d'6quation
ques
1.2.1
la
z3= t 13,
courbe
par
i nduit
C) Z a r i s k i
analytique
demande
non-singulier
si, Z,
6rant
donn6 deux sous-
l'ensemble
B(X,Y)
des
477
points
y E Yen
Whitney le
cas
si
:
analytique le
couple
analytique et
il
ne satisfait
ferm6
de Y.
avait
prouv6
donn6 un sous-ensemble 6quidimensionnel
(X°,Y)
:
ferm6
D6composant
rare
Yen
pas
les
(En f a i r que
conditions
Zariski
la
r6ponse
analytique
ferm6
local
pas
l'ensemble les
de
6tudie est
affir-
La q u e s t i o n
XG t N e t
B(X,Y)
conditions
Y d'un
des
points
de W h i t n e y
y E ¥ est
de Y .
composantes
Y 6quidimensionnel.
un plongement
X,
ne satisfait
analyti~ue
D6monstration supposer
Etant
r6duit
un sous-ensemble
choisir
(X°~Y)
d i m X= d i m Y + I . )
en lesquels
peut
couple
une hypersurface~
Proposition
espace
le
un sous-ensemble
oh X e s t
mative
2.1
est
lesquels
irr6ductibles~ est
consid6rer
locale le
on v o i t
sur
que
Y. On p e u t
diagramme
l'on
donc
:
ey EyC(X)
gyX
o~ ~ e s t
le morphisme
me t r a n s f o r m 6 D'apr~s (cf.
strict
1'existence
[Le-T
23)
un sous-ensemble son
de a p a r
1'ensemble
est
ne satisfait
le
r6sultat.
D'aprSs
pas
•
N
de Y d a n s
les
X et
a~
le morphis-
e¥.
ferm6
B(X,Y)
d'o~
cy l'6clatement
par
l'6quidimensionnalit6
de E y C ( X ) .
un sous-ensemble
N-2.
• X~ E
C(X,Y) = [zE ~-l(y)/dimz
analytique
dim C-1(¥)=
oh (X°~Y)
ey
de s t r a t i f i c a t i o n s
image ~(C(X,¥))
puisque
conormal~
,C(X)
(Chap. conditions
:
(Sing
~-l(~(z))
Puisque
analytique V,
1.2)
>N-2-
le morphisme ferm6
Y)U~(C(X,Y))
est
B(X~Y) :
fibres
dim Y} e s t ~ est
de Y, r a r e
l'ensemble
de ~ h i t n e y
des
des
propre~
dans
Y
points
478
Remarque suppos6
§ 5.
:
Dans le
cas
non s i n g u l i e r ~
o~ X e s t
une rbponse
La s t r a t i f i c a t i o n Rappelons
la
N o t o n s comme en
grant
construction
ferm~s
IV,
par
MX, x l a
polaires
analytique
r6currence
canonique
de [ L ~ - T e
5.2)
des vari~t~s
donn6 un e s p a ce
d~finissons
affirmative
de W h i t n e y
(Chap.
des multipBcit~s
une hypersurface
une
donn6e
espace
6.1.5~
singulier~ dans
[B-H-SJ.
analytique.
(voir
aussi
Chap.
III,
§ 3).
(mx(X)~mx(Pl(X,x),...,mx(Pd_l(X,x~) au g e r m e
r~duit
filtration
6t6
lieu
(X~x).
localement
de X p a r
des
~quidimensionnel
sous-espaces
X
analytiques
:
comme c e c i o
d'un
associ~es
complexe
Y son
avait
suite
X = F o ~FI~
F
1,
et
...~Fk~
...
:
= X ; soit
X= U F
o~j
la
d~composition
F 1 = U f x C F o , j / MX, x ne p r e n d
pasta
de X en c o m p o s a n t e s
valeur
qu'il
prend
irr~ductibles
en u n p o i n t
g~n~ral
J
de F
.}. ol.]
Notons que cette F 1 = Sing
=
est
(1,0,0,...,0)
avec
dim F
- 1 z6ros
et
que
au § 2 c i - d e s s u s ,
et
o,j
X.
Supposons Fk
valeur
avoir
U
d6fini
B ( F i , F k _ 1)
Fo,FI,...,Fk_ avec
la
1 ~ et
notation
d6finissons
introduite
Fk : l'on
O~i~k-2 v6rifie soit
au moyen de
(Chap.
Fk_ I = U F k _ l , J k _ l
Fk est
la rbunion
ferm6s
en n o m b r e f i n i
la
du l i e u
V,
1.2)
que
l'on
d6composition sin~ulier
d6finis
peut
de F k e n
de Fk_ 1 e t
comme s u i t :
aussi ses
des
dbfinir
F k comme c e c i
composantes
irr~ductibles
sous-ensembles
analytiques
Ix ~ Fk_l~
/
l'une
des
suites
Jk-I MX,x,MF1 ~ . x , . . . , M F 31 ' point D'aprbs
g~n~ral (Chap.
. k_2~Jk_2~ x
de F k _ l , J k _ l V, 1 . 2 )
ne p r e n d
) .
on a d o n e
:
pas
en x l a v a l e u r
qu'elle
prend
en un
:
479
3.1Pro~osition-D~finition (Og j)
est
suffit
stationne les
X
que puisque
stratification
Fk+ 1 e s t
d a n s Fk ~
en fair
globalement
connexes
des F.-
F
constructibles :
F3 +1
de
des
si
rare
X est
bien
des
la
de d i m e n s i o n
filtration born~e~
sous-ensembles
et
analytiques
dans X.
Etant
__de X~ c h a c u n
sont
j+l
donn~ une s t r a t i f i c a t i o n f e r m ~ s F.1 d ~ f i n i s
plus
de W h i t n e y q u e l c o n q u e haut
est
r~union
de s t r a t e s
•
Dbmonstration
:
On p e u t
supposer
un f e r m ~ F c X
est
r~union
de s t r a t e s
chaque
composante
que composante et
d e s • F . 3-
de X~ a p p e l ~ e
et
Proposition
X= U X
connexes
de X .
localement~
non-singuliers
des composantes
de W h i t n e y
de r e m a r q u e r
composantes
3.2
La r ~ u n i o n
une stratification
Whitney canonique I1
:
done si
de X
~
X= F
est
est
o
la
et
irr~ductible
done e s t r6union
r6union
Pour cela~
il
strate
X~ r e n c o n t r e
cette
d'apr~s
de s t r a t e s .
de s t r a t e s soffit
d'uns
une
dedans~
Xa c o n n e x e s .
de F e s t
de F c o n t i e n t strate
les
k< i
X
de p r o u v e r
r~union
qui
est
condition par
J~,
o fication tible
d'apr~s
de W h i t n e y
Fk,Jk
l'hypoth~se de c h a q u e
de F k q u i
q u e Xa n S i n g ( F i _ 1 ) ~ . o Sing(F i _I)cF i ~ la o o
le
Si
puisque
Xa n ' e s t
fonction
pas
MF
de i
o
q u e Xa N S i n g ( F i
_1)=~.
de F. , 1°
composante
cela
irrbductible
signifie Fk
entier la
prend
e n un p o i n t
le
long
de F.
consequent
q u e p o u r un k < i
g~n6ral
si
o
pas
~
la
entier
montr~ que Fk
en x
composonte
Fi
de Xa ~ -1,j
"
X~ ~F.~
d'abord
F.1 - 1 , j o contraire-
Nous p o u v o n s
J~ par d~fio MF d'une k~Jk
~ X ~F. la valeur a ~o _],j
o
irr~duc-
dans
fonction
o d'une
L'espace
c o m-D o s a n t e i r r ~ d u c t i b l e
'Jk qu'elle
l'adh~rence
Supposons
contenu
une strate
de F k ne p r e n d
cha-
composante,
composante
o nition
cette
avoir
connexe.
constante
Par
En e f f e t
rencontre
m~me de c h a q u e
-llj
de F i - 1 q u i c o n t i e n t Xa ne s a u r a i t ~tre o ment ~ l'hypoth~se selon laquelIe X est done suppeser
X
Xa e s t
tout
(X),
e s t r ~ u n i o n de s t r a t e s o on a XaCF.1 Or s i o est une strate d'une strati-
}~
de r ~ c u r r e n c e ~
contient~
elle
que si
q u e F. 1
Xa n F i
Fk ~ k < i ° ~ e t
dans
de f r o n t i ~ r e .
o X ~ F
de s t r a t e s .
r6currence~
montrons
que si
de W h i t n e y
dense
composante~
la
et
o
stratification
aussi
Supposons~
pour
Remorquons d'abord
En p a r t i c u l i e r
480
XoE F k ~ J k p a r
semi-continuit6
la
remarque.
Si
X
est
a eelle
6gale
nons aussit~t
ia valeur
(cf.
Chap.
que p r e n d
qu'elle
prend
une contradiction
la
IV~ 6 . 1 )
fonction
en u n p o i n t
si
X ~F i
et
donc X C F k , J k
NFk,3 k e n g6n6ral
puisque
le
long
dolt ble
de X a
~tre
Sinon~
tant
Remarque routes
le
les
long
contient
que k s i
:
Cela
o
-1~
:
Le c o n c e p t
duit
d.
Mather
nique~
par
elle.
beaucoup
4.1
On v i e n t plus
nous obte-
-1,j'
doit
8tre
eonstante
done
la
fonction
NF
la
est
t'argument ainsi
la
composante
ci-dessus~
finalement
stratification
irr6ducti-
ce q u e
l'inclusion
canonique
est
l'on
peut
X c F. ~ 1
minimale
. • o
parmi
dont
§ 4)
celui
: route
de W h i t n e y
: il
d6crit
darts l e
cohstruit ici
est
canonique
intro-
une stratification
un a v a t a r ,
que
la
stratification
cas
analytique
stratification
a 6t~
et
montre
canonique
com~lexe,
de W h i t n e y
cano-
est
que
toute
coincide
un r 6 s u l t a t
plus
fine
que
la
canonique.
du t h 6 o r e m e
quelques
Proposition purement xE X
de T h o m - M a t h e r avec
rappels
([L~-Te],
et
entier
(X,x)c i ~ d
grassmannienne
Prop. d,
(~N,x) ~ __°~ d des
~> 0 et
(Tout
ce p a r a g r a p h e
pr6sente
un
L~ D . T . ) .
:
de d i m e n s i o n
L E W un nombre r ~e l o rayon
prouve
[Ma],
D'abord
s...~eW de l a
. Fk+l~ak+l
de s t r a t i f i c a t i o n
en c ollaboration
cha~ue
o
de W h i t n e y de X .
travail
X. S o i e n t Pour
l'on
de v o i r ~
pr6cis
R6ciproque
r~duit~
~
ou
de W h i t n e y m o i n s f i n e
stratification
§ 4.
i
de
k'Jk
X CFk+ 1 ,
On r 6 p ~ t e
que
(cf.
un p r o c 6 d 6
stratification avec
et
signifie
Remarque
de X
Xa .
stratifications
par
de F.
g~n6ral
k+l~Jk+l
constante
de Fk+ 1 q u i
faire
on a l ' i n c l u s i o n
un p o i n t
M;
o
d'apr~s
6.1.8) et
Soient
X= UX
= dim Xa ,
il
local
dense
~<<~ tels
i
U de l a
que,
analytique de W h i t n e y
de X au v o i s i n a g e
existe
de c o d i m e n s i o n
un ouvert
X un e s p a c e
une stratification
un plongement
plans
~ d a n s E N, u n n o m b r e r 6 e l
:
notant
de x •
un o u v e r t
de Z a r i s k i
d_..~e EN~ e t
pour
boule •
ia
de c e n t r e boule
de
den-
cSaque x et
de c e n t r e
de x et
481
de r a y o n
e dans
tN
on a i r
y ( X ~ (Lo + t ) n ~ e ) L
o
+ t repr6sente
4.2
Th6or~me
Whitney
ne d6pend un plan
([L$-Te
de X~ e t
soit
tion
:
1)
canonique.
que
Th.
X
de
la
la
On l a
:
Soit
cir.)
vaut
×i-d
(X,X)
~ passant
o
a
une
par
. (Ici le
point
stratification
t
de
x E X. On a l ' 6 g a l i t 6
mx(Pd _da_l(X~,x))(l-
ce th6or~me
en fair
L
X= UX
contenant
d'Euler-Poincar6
notera
direction
(-1) d~-da-I
(Loc.
La p r e u v e
;
strate
caract6ristique
(X,X).
6.1.9)
) = ~Z /~
Dans
t E U~ l a
parall~le
J,
x1(X,X ~) - Y2(X,X
Remarques
: pour
pour
est
6nonc6
n*importe
Yl(X,X~))
pour
quelle
la
stratifica-
stratification
de
Whitney. 2) ~-dire
l'intersection
Goresky dans
Le c a s
et
leur
Iet
latives la
d'une
suite
X par Soit
II
g
des f:
et
121)
plans
(~d+l,O)
dans
(Loc.
de M i l n o r
g~n~raux
passant
cit.)
ailleurs,
xi(X,{O])
ce qui
v6rifie
en adaptant
bien
le
de ( X , X a ) ,
singuliers,
par
(cf.
isol6e [Mi])
O-
(1~ ( i ) -
dont
(X,O)
~X
pour
objet
(cd+l,0)
sections
est
la
O~k~
de
([Te
polaires en fonction
planes
~(XA Hi,o)
important
formules
des vari6t~s
des
ce que
[G-M]).
des
(X,O)c
c'est-
g6n6rales
ou dim H i = i ) .
fibre.
On a
d-1
:
([Mi])
= 1 + (-1) d-i
link"
de 4 . 1 ,
= dim X + 1 est
la g6n6ralisation
(cf.
= Pk(f,O)
on p r o u v e
O
construction
la multiplicit6
un morphisme
mo(Pk(X,O))
Par
est
~ singularit6
Pk(X,O) et
espaces
4.2
codim L
"complex
les
nombres
~ (~,O)
avec
E
exprimant
hypersurface des
le
sur
Le T h 6 o r e m e [Te
i = d a + 1 de l a
+ t) n ~
O
appellent
de M o r s e
3) Chap.
X ~ (L
MacPherson th6orie
particulier
= g(k+l)(X,O)
on p r o u v e
~(d+l-i)(x,o)
Th6or~me 4.2
dans
+ u(k)(x,o)
que
(avec
ce cas,
les
notations
avec
Xa = [ O 3 ,
de 4 . 1 )
X~ = X - { O ) .
17,
rede de
482
4.3
Rappelons
4.3.1
maintenant
l e Th~or~me de T h o m - M a t h e r .
Th~or~me ( T h o m - M a t h e r darts l e c a s p a r t i c u l i e r
complexes
(cf.
[Th],
stratification au v o i s i n a ~ e ouvert
IMam)
:
de W h i t n e y . de x~ t o u t e
Soit
X= UX a
Pour tout
r~traction
U de x d a n s tN t e l
hom~omorphisme compatible
~ue,
point locale
des espaces
analytiques
analytique
muni d ' u n e
un e s p a c e x~ X , p :
tN
tout
~X
en p o s a n t V = ( I n X
plon6ement
, il
on a i t
existe :
il
local
XcC N
un v o i s i n a ~ e existe
un
avec pet
XNU
~
(p-a(x)
q X N U ) xV
v
induisant
p o u r c h a q u e ~p c o n t e n a n t
XpNU
P
Xa un h o m ~ o m o r p h i s m e a n a l o g u e
~
(p-l(x)
~
/
NXp N U) xV
PrJ/2
V
Remarquons maintenant
4.5.2 tout
Proposition plongement
ouvert
que d ' a p r e s
:
local
de Z a r i s k i
S__~i ( X p , X ) (X~,x)c
(Chap.
satisfait
(~N,x)
d e n s e N de l ' e s p a c e
vectoriels
non-singulier
1..2)
on
a,
en p o s a n t
]es conditions
au v o i s i n a g e
.3" : T x c ~ , x C P N - d o - l C D N
d'espaces
V,
d
= dim
de W h i t n e y ,
de x E Xa c ~ p ,
il
X
pour
existe
un
des drapeaux
-
d -2 ¢:'''cD
0
contenant
TX ,x t e l que p o u r 2~E W e t t o u t s o u s - e s p a c e a Hi de c o d i m e n s i o n i c o n t e n a n t ):~ e t t e l ~ue TIi,x = Di , on a i t
:
483
le
couple
de s t r a t e s
En a b o u t a n t de T h o m - M a t h e r q u e X~ e s t mais
: Si
pour
I'intersection C'est
cet
4.4
Th~oreme
tout
sous-espace
d,
suivantes x E Xa e t
de Z a r i s k i
on v o i t
dense
TH
~u e p o u r ~ E W e t i,x
pour 2)
= Di , tout
~
H.
n H. s o i t 1
X~ e t
aussi
qui
:
l'on
et
soit
peut
de W h i t n e y .
renforcer
de W h i t n e y , le
long
au s e n s
g 6 n @ r a l Hi
topologiquement
th~or~me
non seulement
de X~,
assez
le
cha-
de 4 . 3 . 1 ,
contenant
triviale
le
X
long
X un espa c e
X= UX
~quivalentes
tout
plon~ement
non sin~ulier localement
complexe
r~duit
de X en s o u s - e s p a c e s
dans X.
sont
W de l ' e s p a c e
analytique
une partition
constructibles
: local
des
(X,x)c
(EN,x)
il
existe
un
drapeaux
"'" c D I ~ D
° : EN
de c o d i m e n s i o n
topblogi~uement
i
contenant
trivial
le
X
long
et
avec
de X en x , a --
O~ i ~ N - d a - 1 •
La d ~ m o n s t r a t i o n
d~taill~e
1) r ~ s ~ l t e
essentiellement
est
une stratification
sera
donnbe
de W h i t n e y
ailleurs.
du Th@or~me de T h o m - M a t h e r . sur
les
r~sultats
de X .
Nous v e n o n s La p r e u v e
du C h a p i t r e
Yet
le
de
de v o i r
1) ~
2)
Th~or~me 4 . 2
ci-dessus.
Remarque
:
I]
xcfN
tels
que
tions
XND~ .
serait l'image
plus de X
simple soit
de
admet une r~ciproque.
Soit
X= UX
s'appuie
conditions
non-singulier localement
La d 6 c o m p o s i t i o n
c o m m e n t 2) ~
que
trivial
& : TXc~xCDN_dc_IC
tel
les
une stratification
(L~-Teissier)
tout
satisfait
topologiquement
n2n-sin~uliers
Pour
ouvert
est
@nonc~ r e n f o r c ~
Les conditions 1)
(X) a
de d i m e n s i o n
analytiques
,Y)
~ 4.3.1,
X~ NH.1 e s t
X
purement
4.3.2
localement
encore
o
([X~(] Hi]
de ne r e g a r d e r lin@aire
et
que
les
de r e g a r d e r
plongements alors
les
locaux intersec-
,
4134
4.5
R6alisation
un espace il
analytique
r~sulte
×i(X~3,X
de l a
stratifi~
5.1
la
de 4 . 2
polaires
suite
X et
Rapport
par
avec
:
dimension
d~ ¥ c X
singulier
de ¥ .
i) ii) lin6aires
cas
un ouvert
existe
p : ~N~d+l
une hypersurface
tel
pourrait
utiliser
les
On p r e n d r a
bien
projection
p "cr~e
:
stricte
: la
doubles
~vanescents
§ 6.
l'6quisin~ularit~
Tr~s
sommairement,
varifies
est
Pl
l'image (cf.
polaires
Xl3 e t ia
X=UX
collection
des
mx(Pk('~-~3~x))
eat
d~termin~.e
topologie
g~n~rales,
analytique ferm6
par
de l ' e n s e m b l e
au v o i s i n a g e
de x .
aussitgt
dense
garde des
OC ¥ u n p o i n t
est
X1 = p ( X )
projections
on a i t
: X1 e s t
e n O= p ( O )
et
le
en O.
V, de
l'inclusion
singularit~s"
non-
en O.
des
non-singulier
(Chap.
de
:
U de l ' e s p a c e
m6triques
que
et
de W h i t n e y
de W h i t n e y
de
purement
6quivalentes
conditions
¥1 = P ( Y )
r6duit
r6duit
pC U~ e n p o s a n t
in6galit6s
~ la 6rant
A1 p a r
Chap. est
la
donn6
2.1
et
(Chap.
Chap. III~
XO 1 cp(X °) et
IV~ 5 . 5 ) .
On
2.1).
est
en g~nbral
en particulier
des
points
X1 .
Sur
de Z a r i s k i polaire
r6sulte
sur
leo
conditions
:
Remar~ue
par
sont
de Z a r i s k i
D6monstration aussi
Cela
que
des multiplicit~s
locales
suivantes
satisfait
les
Etant
de W h i t n e y
facile
de s t r a t e s
un espace
de E d + l
satisfait
r6currence
d6termin~e
que pour
r6duite
stratification
analyti~ue
Leo c o n d i t i o n s
I1
Introduction).
hypersurfaces.
un sous-espace
(X°~Y)
(cf.
collection
planes
xc~N
Le c o u p l e
( X ~ Y 1)
bien
des
Soient
une
adherences
sections
le
d'une
la
des
MX,x e s t
de s e s
Proposition
couple
X muni
) ou x E X0 c ' X ~ d ~ t e r m i n e
Ainsi
§ 5.
B) du p r o g r a m m e
complexe
de l ' ~ g a l i t ~
en x den vari6t~s elIe.
partie
que
IV, l'on
Zariski
(cf.
donn6 xc~N une § 1). n'a
projection A priori~ pas
[Z 1], un objet
~Z 4 ] ) . essentiel
gbn~rique
p:
un avantage
a prefidre
d'image,
~N
pour [d
du p o i n t donc
la
th~orie
de l a v a r i ~ t ~ de v u e
on n ' a
pas
des
485
faire par
d'61imination, exemple
lorsque
n'intervient salit6
fait
IV f o n t
au c a s
le
rapport
des r6sultats
que
le
De ce p o i n t
fait
conditions
5.3.5)
r6ussi
largement encore
ouverts
un r ~ l e
solution et
: Soit
projection pour
p:
g~n~rale
tout
Probl~me
:
un o u v e r t
de Z a r i s k i
P: cN
Etant
~d-k÷l
t~ polaire
"~ l a
interchan-
le
le
les
je
cas
l'6tude
est crois
entre ~ et
la
par
du r a p p o r t
fait
que
plus
les probleme
(c~.
[ B - H I ) ou
Chap.
III~
de W h i t n e y ~
polaires
con-
de Y.
Zariski,(voir forte
conditions
terminer
le
long
le
Dans
qu'une
beaucoup
rapport
dis-
[Bu].
g6n6ral
le
vari6t6s
veux
je
Zariski"
~
les
du c r i t ~ r e
de X e s t
simultanbe
pour
que
pratiquement
~ la Zariski
un s o u s - e s p a c e
~c+l
est
analytique
une projection
Z~ r e l a t i v e m e n t D~
telle
×~
dans
As )
de t r a n s v e r -
mais
de W h i t n e y
ici
et
avancer
morphisme h:
(h(t)(Z)~t)~c+l
que
(resp.
locales
restent
joueront
un p r o b l ~ m e
dont
vari6t6s
polaires
entre
la
Zariski.
pour
de ~N d a n s ~ c + 1
est
simples,
r~sultats
quelconque
myst6rieux
r6solution
faire
les
tres
Pl
g6n6ralisation
l'~quisingularit6
questions
zcEN
~N
bien
cas
polaire
sont
la
de d 6 t e r m i n e r
I 1 me s e m b l e
~ la
et
de c o u r b e s
6quisingulier
de l a
crois,
8oit
famille
stratification
~ le
ces
je
6quisingularit6
dans ~N
res
dans
ferait,
D~finition
si
.
pour
Dans les
vari6t6
deux th6ories
travail-ci
"num6riquement" au s e n s
la
ou non~
l'6quisingularit6
l'6quisingularit6 comme j ' a i
1,
vide
encore
probl~me
de W h i t n e y e t
de c a r a c t 6 r i s e r
d'une
que X soit le
les
est
d'une
de vue~
calculables.
~ consulter
de ce
une strate
plus
d'etre que
de Z a r i s k i
soit
faible
le
texte
g6n6ral,
s6ouence YcX
que p a r
sont
de c o d i m e n s i o n
Un e x c e l l e n t
criminant cas
elles
Y est
du C h a p i t r e
geables.
le
et
~
lin~aire. ~ une
ou ~ d ~ s i g n e
q u e h ( O ) = p~ l a ~quisinguli~re
donn~ x~ N dense
le
montrer
Wk de l ' e s p a c e
tel
que pour
p 6 Wk ,
Pk~
du p o i n t
de v u e
la
r~duit
Nous d i r o n s
d~flnition l'espace
famille long
que p o u r
des
des conditions
p soit
c
une
de l ' ~ q u i s i n g u l a r i t ~ , lin~ai-
images
de 0 × ~
tout
pure
que pest
des projections
en O× 0 .
k~ O ~ k ~
des projections
projection
de d i m e n s i o n
d-l~
il
existe
lin~aires g~n~rale
de W h i t n e y ~
pour
la vari~-
ou m i e u x e n c o r e
486
de l a
r@solution
Remar~ue
:
tre
est
V~ e t
simultanbe
Le c a s
k = d-1
forte.
est
une partie
d~ ~ B r i a n ~ o n - H e n r y
dans
le
essentielle cas
du Lemme-cl@ du C h a p i -
d = 2~ s i n g u l a r i t @
isol~e
[B-H].
487
BI
[A1]
A.D.
[Bbk
~]
OGRAPHI
ALEKSANDROV : T h e o r y
Sbornik p.
BLI
44 ( N . S . ,
27-46
et
t.2),
227-251.
p.947-972
of Math.
University
par
Prof.
Schneider.
le
R.
N. BOURBAKI
of mixed volumes, et
Une t r a d u c t i o n
(Dept.
E
4 articles
1205-1238, par
of Oregon)
le
m'a
et
Prof.
dans
45
J.
(N.S.,
Firey,
aimablement
: Algebre
commutative,
Chap.
Y~ § 1,
[ B b k 2]
N. BOURBAKI : A l g ~ b r e
commutative,
Chap.
VIs
[ B b k 3]
N. BOURBAKI : A l g e b r e
commutative,
Chap.
VIII,
structure
des
t.
2),
en
1966-67,
~t~ envoy~e
Hermann~
§ 1,
Mat.
Paris.
Hermann~
Masson~
Paris.
Paris
(en pre-
paration). [B-C]
F.
BRUHAT e t
ques [B-G-G]
J.
r6els,
matique J.
Note
aux C.R.
de c o u r b e s
de F r a n c e ,
BRIAN~ON e t
de s u r f a c e s
la
hcad.
BRIAN~ON, A. GALLIGO e t
des germes
[B-HI
H. CARTAN : S u r
J.M.
gauches
Nouvelle
J.P.G.
Sc.
Paris,
sous-ensembles
t.
244
GRANGER : D ~ f o r m a t i o n s
r6duites, s6rie,
M6moire
N° 1,
isel~es,
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de l a S o c i 6 t 6
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g~n6rique S.M.F.,
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BRIAN~ON, J . P . G .
en un point (1976)
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282
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[Bo]
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J.P.
J.
221
BRASSELET e t
ble ~B-Sk]
Annalen~
analytique BRIAN~ON e t
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Paris,
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hst~risque
H. SKODA : S u r holomorphes
278
(1974)
monomial
analytischeu
les
classes
la
N° 8 2 - 8 3 clSture
en un point
algebren,
de C h e r n
(1981)
int~grale de f 4
93-147 d'un
Note
d'un
ensem-
(S.M.F.).
ideal
de g e r -
aux C.R.
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non-smoothable
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m e s de f o n c t i o n s Sc.
der
(1974)
curves,
criterion These
for dtEtat,
equisingularity Paris
VII
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voir
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d'espaees
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REGULAR
STRATIFICATIONS
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DAVID
When in 1964 and
(b)
[20,21]
SLrFFICIENCY
OF
JETS
TROT~N
Whitney defined his regularity conditions
and proved the existence of regular stratifications
varieties, he explained how
(a)
of analytic
Thom required that a certain condition be generic
so as to ensure stability of transversality.
This condition I call
(t)-regular-
ity : a transversal to a stratum is locally transverse to neighbouring strata. In the analytic case it is equivalent to [15] Thom's
(a)-regularity
equivalent to stability of transversality 1964
Bombay paper
Ill]
[12]
, and thus by
to the stratification.
In
he used this regularity condition to stratify
jet spaces and sketched a proof of the topological stability theorem (an open dense set of smooth maps are topologically stable, now proved in [ 7]
) , as
well as the result that except for a set of infinite codimension in jet space, smooth maps between smooth manifolds are locally topologically finitely determined, hence topologically algebraic.
In a recent
du Plessis proves these theorems using
[6] Andrew
Whitney regular stratifications of
s~aces and mappings following closely simpler than
Aarhus preprint
Thom's indications. This is rather
Varchenko's long proof of
1974
[17,18~
, which used different
arguments. A rather surprising proof that smooth maps are locally topologically finitely determined in general was found by
T.-C. Kuo
and
Y.-C. Lu
in 1979
[ 10] . Their theorem shows how various regularity conditions solve precisely the problem of when a jet is topologically sufficient. The
Kuo-Lu Theorem
Let
z = (Zl(X),...,Zp(X))
Write
Fi(x ' k(i))
G
jr(n,P) •
zi(x )
+ ~ ~l=
~ (i) x ~ r
( 1 ~ i ~ p),
493
where Let
xg VF
• "" Xn ~ n
Xl ~ I
=
[(x, ~ ) g Kqn x ~
=
where
Whitney
is
(b)-re~ular at
Whi.tne~
i__ss V-sufficient in
+ "'" + ~
Fp(X, ~(P)) = N .
Let
n
O}
Y
=
"
, 0 x a
,
V-sufficient in
i__~s V-sMff~cient in
(a)-reg~lar at
~r+s
z
(fi)-l(0)
(X,Y)
(X,Y)
,
if and only if
at
0
F(x, ~ )
of
z
i_~s
i.ss (tS)-r~ular at
O, also if
Cr+S-realisations
~fi~
such
are topologically distinct.
Corollary :. There is a proper subvariet~ ~ ~ ~
~ r + 1
jr+S-extension (s>.. l)
has at most a finite number of
such that for all
o n l ~ if
if ~
0 ,
if and only if
that the serms of the
~r
O,
(3) ever~
and onl~ if
~ I + 0(2
(Ox h ) .
(2) z (X,Y)
=
E{N , for some large
Theorem (Kuo-Lu):(1) z is
~
I Fl(X, ~(i)) . . . . .
is isomorphic with
a~d X = V F -
and
'
~"~
~
depending on
i_~s V-sufficient in
~r
.
In the statement of the theorem there are some terms we should define : a jet
fl
z
is
V-sufficient in
f2 of
,
s
( i.e.
~r+s = z,
jr(q)
homeomorphic germs. Recall that homeomorphism ency and ifolds
h
such that
X
z
if for all ,
fl-l(o)
Cr+s
realisations
and f2-1(O)
are
i=
1,2)
is
cOsufficient if there exists a local
fl = f2 o h . If
p = 1
the notions of
V-suffici-
C0-sufficiency coincide [2] . Given a pair of disjoint smooth submanX,
Y
in
g~n
if every submanifold to
( s >i 0 )
near
S
we say
(X,Y)
of class
0 . Note again that
equivalent here - as
VF
Cs
is
(tS)-regular
transverse to
(a)-regularity and
is an algebraic variety - by
Observe the relation of transversals to Cr+S-realisatimn
f f(x)
Y
of a jet z
+
z
in
jr(n,p)
,~=~ r ~ , ( x ) x "
Y
(s ~ l ) at
0
at
0
in
is transverse
(tl)-regularity are Trotman ~12] .
with realisations of can be written
z : a
Y
494
where
{~(x)3
Cs
are
functions of
Cs
x , so giving a
map
~qn x whose graph in
~n x
verse to
0 x A
At with of
Y
=
Dijon
[14]
(h s) : given S1 n X
That
and
(t s)
s ~ 1
is a
Cs
submanifold
, which for
is trans-
s ~ 1
• in June 1978
Cs
conjectured that
I
transversals
S2 n X
S1, S 2
are homeomorphlc.
is a consequence of
and the proof that
(h s)
(t l)
to
Y
(t s)
at
was equivalent
0 , the germs at
This is true only when
was proved in my thesis
implies
(h l)
0
s = 1 .
[13]
for all
will appear in [16]
These
two implications are for arbitrary smooth stratified sets - no use is made of curve selection. For
s ~ 2 ,
(t s)
does not imply
(he), as will be shown by
the example below. It does still seem plausible though that that the number of topological types of germs at
0
for
S
implies
transverse to
Y
be finite ; the converse is quite easy to obtain by a slight addition tc
the proof (t l)
X ~ S
(t s)
[13]
implies
that (h l)
(h s)
implies
(t s) . We remark that the proof that
for smooth stratified sets is rather subtle, but the
following theorem for subanalytic sets is perhaps more immediately useful.
Theorem . Let 0 E Y =
X , Y
be
subanal~tic
C1
submanifolds of
~ - X . The followin~ conditions are equivalent
(a) the ~air (t l) every
C1
(X,Y)
~erms at
0
of
C1
(t l)
(a)-re~ular at
(a) by
Y
at
with
: 0 ,
0
is transverse to
X
0 ,
submanifolds
Sln X
Proof : That
Whitney
submanifold transverse to
in some nei~hbourhood of (h l) given
is
~n
and and
S2n X (t l)
S 1 , S2
transverse to
Y
at
0 , the
are homeomorphic. are equivalent is proved by
Theorem 2.11
of
my thesis
~13] . Kuo
Trotman [9]
[12];
(h l)
implies
showed
that
(a)
implies
(h c° ) , and via the smoothing lemma below we can deduce
that
(a)
implies
(h l) . Thus the theorem is proved.
495
Smoothing Lemma. Let O ~ Y~
. Let
that for X
near
S1 , S2
i = 1 , 2 , O , and
b__ee C 1 Si
be disjoint submanifolds of
is transverse to
i.e.
ToSI + ToS2
Y
submanifolds of
~n
at
containing O ,
Si
S1
and
~n
if
~n
with
O , such
is transverse to S2
2s ~ n , and
are in
ToS I ~
ToS 2 =70]
2s ~ n . C1
Then there exists a to the identit~T where
diffeomorphism
U , U'
3)
d~(O)
If we further suppose that A
: (U,O) of
0
(U',O) , isotopic
in
~n
satisfying
(i= 1,2)
C~
isa
C~ submanifoldof ran.
(Sl~ $2)
is transverse to
X
near
0
we can
submanifold.
The proof of the smoothing lemma will appear in more general version, with many strata incident to (a) -~-) (h I)
)
I n , the identit~ matrix ,
4) @ ( x - ( s l ~ S 2 ~ X ) )
~(X)
~
are nei~hbourhoods
I) @(~ns i) = ~'nToS i,
make
C1
dim S i = n - dim Y . Suppose that
general ?os~tion~ if
X , Y
[16], which contains a
Y . However the implicaticm
is so far unproved when there is more than one incident stratum.
The other implications of the theorem require no extra arguments when there are several incident strata. An interesting consequence of the theorem above is that is a necessary condition for the stability of the topological sal intersections with a stratification. explicitly by
Mather in
1970
(a)-regularity type of transver-
This is related to the 9uestion raised
[24] , of finding the Correct stratification
of jet space for topological stability.
Calculations by the
Liverpool Group
(Bedford, Bruce, Giblin, Gibson and Wall) show that the canonical stratification of
[7]
(b)-regular
is finer than the stratification for topological
stability. Even the first (lowest codimension) unimodal families are not canonical strata ~ [5]
for
this was shown by
47 , and by
Wirthm~ller
Bruce [3] for
[22]
and
Bruce
~6 ' by
Bruce and Giblin
[4] (using results of
496
Greuel and Hironaka) for not
E 8 . In each case there is a stratification which is
(b)-regular although
(a)-regularity and topological triviality hold. It
will be useful to have a version of the above theorem with many incident strata as well as versions adapted to the jet space situation.
We shall Conclude by describing a previously unpublished example which shows that
(tS)-regularity
also that
(t 2)
and
(t l)
out of a construction of and
Kucharz
[8 ]
does not imply
(hS)-regularity when
s~2
, and
are distinct conditions. This example, which arose Kuo and myself, together with observations of
as described below, led to the
Koike
Kuo-Lu theorem (of which
we have given an extract at the beginning of this paper) characterising sufficiency in terms of regularity conditions on a pair of incident strata.
Example : Early in although the
6-jet
1979
x 3 - 3xy 5
follows from a theorem of icient in
~7)
conjectured by In
~q3
and
W. Kucharz showed that
has uncountably many
Bochnak and
Kuo
C7
realisationS
(which
I l l , since the jet is not
8 C -realisations,
V-suff-
and not one as had been
Thom.
January
in
S. Koike
it has precisely two
1979 , the author and
semialgebraic example of a y , z
~8]
and let
Y
Tzee-Char
(t2)-regular be
the
Kuo saw how to construct a
(~2)-fault. Choose coordinates
y-axis. Let
X
x ,
be the union of the
following five semialgebraic pieces :
Then
X
xI °
{x°o,y2~3
x~
°
[ x < o, 2_~ z3, x 2 = z3~ ~ { x < z 3, x < o y < o y2 ~ 37,
%
~
{ x • o , y2~ s3, x ~
x4
=
{(x 2
X5
=
[(x 2 + y2 +
is a
C
i
closed half-plane;
+ y2 +
z>o]
3)2
z31 ~ i x <
= 4z3(x-
y
)2
3, x ~ o, y > o, y2 > "9,
, y~O
z3)2 = 4z3(x _ y)2 , y < O
submanifold of
~q3
and
see the figure overleaf.
X L/ Y
, z~O
, y2~
z3 3
,
, z >0
, y2>
z3~
•
ia homeomorphic with a
497
S
Inspection of the figure shows that but
(t 2)
Y
0 . Also because at
on
and
0
will miss
{ x = 03
X3
X4
and
X5
[x 2 =
1-dimensional
(t l)
S~
to
manifold transverse to ~
of S
0
on which
an arc
~
Y
containing
S
~
of
meets
~3
~
X5
X /% S
X
with
= O~U ~0]
is
, and then we may
and tangent to
types of
U1
will be transverse to
, such that of
s ,
X1 , X2 , S
fails , because we may intersect
What are the possible topological
Answer :
U2
submanifold-with-boundary
choose a transversal
submanifold
in some neighbourhood
(if at all) . Thus
z3/2~ giving
C1
C2
is the only limiting tangent plane to
transversely
U = U 1 (% U 2 . However
the surface a
at
0 , there will be some neighbourhood
X1 , X2
is not satisfied for any
is satisfied : It is easy to check that a
transverse to
X3
(h s)
for
S
X5 ~
on C2
o~. sub-
Y ? and
~
I
/ (two types).
What are the possible topological types of S ? Answer :
X ~ S
for
C1
transversals
498
• .. et cetera. ("Comic Cuts") In fact one can obtain, for the germ of ~Ci~ cO i=l
where
C
i
X ~ S
at
0 , all sequences
is a compact (connected) subset of
~2
This is easily
seen to yield an uncountable number of topological types.
Strangely, it turned out that the figure representing the semialgebraic example given above very nearly represents the surface
v ° ~x 3 - 3 x y S + ~ y 6 = 0 ~ that is, the deformation of the jet along the
y6
direction in
x3 - 3xY 5 +
~2x~,
x 3 - 3xy 5 (studied by
Koike and
Kucharz)
j6 . In fact this is the only important part of
the whole deformation by monomials in theorem :
~
S
~
H 6 used by
x ~I y~2
Kuo and
Lu in their
. For justification of this
~ l + ~2 = 6 assertion see
Siersma's
1974
Amsterdam Thesis .
F(3~r~: xa _3xys + ~,y6 ~ O. V
may b e s h o w n t o h a v e t h e
found jointly with
Kuo: (t 2)
same properties
holds, but
(t l)
as the
and
semialgebraic
(h s)
example
fail, for all
s .
499
Thus we have a geometric explanation of the
Koike-Kucharz phenomenon, via the
Kuo-Lu theorem. Similar examples show that
Addendum : Recently
(t s) does not imply
Satoshi Koike
[22]
jr(n,p) , the equivalence of
V-sufficiency in
regularity
over
of
VF - O x A
0 x A
(h s)
for
s ~3
has proved, for a jet ~r+s (sD~l)
and
(notation as in the
•
z
in
(hS)Kuo-Lu
theorem).
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Facult~ des Sciences, Boulevard Lavoisier, 49045 France.
ANGERS
CEDEX,