Faisceau des 1-formes sur P^n
Je fais face à l'exercice suivant en géométrique algébrique et je n'avance pas du tout.
"Calculer $\Omega_{\mathbf{P}^n}^1(\mathbf{P}^n)$."
Dans mon cours, nous avons défini le module des différentielles de Kähler par sa propriété universelle: pour un $k$-algèbre $A$, on note $(d,\Omega_A^1)$ où $\Omega_A^1$ est un $A$-module et $d:A\to \Omega_A^1$ une $k$-dérivation, tel que pour tout $A$-module $M$ et pour toute $k$-dérivation $D:A\to M$, il existe une unique application $A$-linéaire $\varphi:\Omega_A^1\to M$ tel que $\varphi\circ d=D$.
Ensuite, sur une variété, on définit le faisceau des 1-formes comme la faisceautisation du préfaisceau $U\mapsto \Omega^1_{\mathcal{O}_X(U)}$. (Ici: $\mathcal{O}_X(U)$ est le $k$-algèbre des fonctions réguliers sur l'ouvert $U\subset X$.) Déjà, la faisceautisation est définie de façon très compliquée..
Cette définition est suivie par la proposition suivante:
- Si $U\subset X$ est un ouvert affine, alors $\Omega_X^1(U)=\Omega_{\mathcal{O}_X(U)}^1$.
Alors, je pense qu'il faut attaquer cette question de la manière suivante: recouvrir $\mathbf{P}^n$ à l'aide des ouverts affines $U_i:=\mathbf{P}^n\setminus \{x_i=0 \}$. Alors on a un isomorphisme $U_i\stackrel{\sim}{\longrightarrow} \mathbf{A}^n$. Ensuite, il faut utiliser la propriété du faisceau quelque part..
Toute aide est la bienvenue.
"Calculer $\Omega_{\mathbf{P}^n}^1(\mathbf{P}^n)$."
Dans mon cours, nous avons défini le module des différentielles de Kähler par sa propriété universelle: pour un $k$-algèbre $A$, on note $(d,\Omega_A^1)$ où $\Omega_A^1$ est un $A$-module et $d:A\to \Omega_A^1$ une $k$-dérivation, tel que pour tout $A$-module $M$ et pour toute $k$-dérivation $D:A\to M$, il existe une unique application $A$-linéaire $\varphi:\Omega_A^1\to M$ tel que $\varphi\circ d=D$.
Ensuite, sur une variété, on définit le faisceau des 1-formes comme la faisceautisation du préfaisceau $U\mapsto \Omega^1_{\mathcal{O}_X(U)}$. (Ici: $\mathcal{O}_X(U)$ est le $k$-algèbre des fonctions réguliers sur l'ouvert $U\subset X$.) Déjà, la faisceautisation est définie de façon très compliquée..
Cette définition est suivie par la proposition suivante:
- Si $U\subset X$ est un ouvert affine, alors $\Omega_X^1(U)=\Omega_{\mathcal{O}_X(U)}^1$.
Alors, je pense qu'il faut attaquer cette question de la manière suivante: recouvrir $\mathbf{P}^n$ à l'aide des ouverts affines $U_i:=\mathbf{P}^n\setminus \{x_i=0 \}$. Alors on a un isomorphisme $U_i\stackrel{\sim}{\longrightarrow} \mathbf{A}^n$. Ensuite, il faut utiliser la propriété du faisceau quelque part..
Toute aide est la bienvenue.
Réponses
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Cela te dit que $\Omega^1(\mathbf P^n)$ est le module des $n+1$-uplets de sections $s_i \in \Omega^1(\mathbf A^n)$ qui sont compatibles.
Maintenant $\mathbf A^n \cong Spec(k[x_1,...,x_n])$ et avec cette identification, tu peux essayer de déterminer à quoi est identifié $U_i \cap U_j$ dans $U_i$ (resp. $U_j$)
Tu peux alors utiliser le résultat pour les ouverts affines pour déterminer ce que sont ces uplets de sections compatibles -
Heinz,
Ce n'est pas si facile, je trouve. Est ce que je peux te conseiller une lecture (assez courte, je veille au grain) ? -
Est-ce que tu sais le faire sur les complexes? Est-ce que tu sais répondre à la question en remplaçant les 1-formes par le faisceau structural?
-
$\def\P{\mathbb P}$Mauricio
Une fois que Heinz aura répondu ...etc... j'aimerais bien te parler de quelque chose autour de ce que les géomètres nomment ``Euler sequence'' (relatif au fibré cotangent de $\P^n$).
Quelque chose du genre (bigre) : comment géomètres et algébristes peuvent-ils se comprendre ? Mais non, je n'ai pas bu. Pour moi, ``Euler sequence'' est étroitement lié à un tout petit morceau du complexe de Koszul descendant de $(x_0, \cdots, x_n)$.
Mais pour l'instant, je ne souhaite pas interférer avec Heinz. -
@Claude: pas de problème. Mais on en a déjà parlé sur ce forum non? (quand on a parlé de base des différentielles) Le complexe de Koszul c'est un peu universel, effectivement tu as des opérateurs différentiels qui commute et dont tu peux prendre le un complexe de Koszul (mais je suppose que tu parles plûtot d'un Koszul algébrique).
-
Bonsoir Maxtimax, Claude et Mauricio,
Après une recherche intensive sur Internet, je suis tombé sur le document suivant qui, par hasard, explique exactement ce que je recherchais.
Merci en tout cas pour vos réponses -
$\def\P{\mathbb P}$Coucou Mauricio,
Maintenant que Heinz est content, on peut causer de nos petites affaires. Oui, je parle du complexe de Koszul algébrique, très exactement du complexe de Koszul descendant de la suite $(x_0, \cdots, x_n)$ où les $x_i$ sont les coordonnées sur $\P^n$. Enfin, une toute petite partie de ce complexe.
Si tu ne connais pas trop le complexe de Koszul algébrique, je peux t'en toucher deux mots sans snobisme vu que l'on a seulement besoin des 2 étages suivants que l'on pourrait expliquer à un enfant de 10 ans
$$
\xymatrix {
K_2 \ar[r]^{\partial_2} & K_1 \ar[r]^{\partial_1} & K_0
}
$$Sans snobisme, cela peut aller jusqu'à omettre l'algèbre extérieure.
Car je sais que l'on est d'accord sur un point : évitons le vocabulaire pédantesque ...etc...
Là, où cela va être plus difficile pour moi, c'est une certaine infirmité géométrique. D'ailleurs, à ce propos, peut-être que cela pourrait être instructif, avant d'essayer de causer, de consulter Andreas Gathmann, Algebraic Geometry et de la manière dont il s'y prend sur $\P^n$.
Précision : ce A. Gathmann, que tu connais peut-être est un géomètre algébriste. Il possède un cours qu'il a fait évolué depuis au moins 20 ans. On trouve un premier traitement dans le lemma 7.4.15 (Euler sequence) dans son cours de 2002 : https://www.mathematik.uni-kl.de/~gathmann/class/alggeom-2002/alggeom-2002.pdf
Et il en a fait évoluer la rédaction dans la version actuelle (2019/2020) qu'il touche régulièrement : Section 15 https://www.mathematik.uni-kl.de/~gathmann/class/alggeom-2019/alggeom-2019-c15.pdf, proposition 15.8 (toujours Euler sequence of course).
A suivre, peut-être. -
Quelle est ta question au juste? (très joli cours que je ne connaissais pas).
M.
PS:Pas de problème pour Koszul. -
$\def\Im{\text{Im}\,}\def\P{\mathbb P}$Mauricio. Pour essayer de causer, des notations.
$\bullet$ Ci-dessous, $A$ est un anneau commutatif (qui sera en temps utile ...) et $e_0, \cdots, e_n$ la base canonique de $A^{n+1}$
$$
K_2 = \bigwedge^2 A^{n+1} = \bigoplus_{0 \le i < j \le n} \kern -4pt A.e_i \wedge e_j
\qquad\qquad
K_1 = \bigwedge^1 A^{n+1} = A^{n+1}
\qquad\qquad
K_0 = A
$$Ensuite $n+1$ scalaires $x_0, \cdots, x_n \in A$. Les différentielles :
$$
\partial_2 : e_i \wedge e_j \mapsto x_i e_j - x_j e_i \qquad \qquad
\partial_1 : e_i \mapsto x_i
$$Donc $\partial_1 : A^{n+1} \to A$ est juste la forme linéaire $(x_0, \cdots, x_n)$. Of course $\partial_1 \circ \partial_2 = 0$.
$\bullet$ Bon maintenant, on prend $A = K[x_0, \cdots, x_n]$, un anneau de polynômes sur un corps $K$ disons. Alors, c'est classique MAIS demande un peu de travail, que
$$
\ker \partial_1 = \Im \partial_2 \qquad \qquad (\star)
$$Questions : est ce que c'est de $(\star)$ dont on a besoin pour Euler sequence de $\P^n$ ? Est ce que $(\star)$ a un rapport avec ce que Gathmann écrit ? -
Oui, il y a un lien, la suite exacte d'[large]E[/large]uler (ou sa duale) est simplement le complexe de [large]K[/large]oszul tronqué (plus précisément celui associé à la -section $(x_0,\ldots,x_n)$ de $O(1)^{n+1}$ qui est régulière), que l'on a complété par la noyau de la flèche $K_1\to K_0$, qui est donc l'image de ton $K_2$ et qui "est" le fibré cotangent (au sens où le faisceau associé au module gradué en question est le fibré cotangent sur $\mathbb{P}^n$.
[Leonhard Euler (1707-1783) et Jean-Louis Koszul (1921-2018) prennent toujours une majuscule. AD] -
NoName, Vu.
Il s'agit donc de montrer que le complexe de Koszul de $(x_0, \cdots, x_n)$ est exact en $K_1$ (en fait, il l'est en tout $K_i$, $i \ge 1$ i.e. le complexe est exact).
1. Quel calcul réalise Gathmann pour y parvenir ? On a l'impression qu'il passe en affine. Or, algébriquement la suite $(x_0, \cdots, x_n)$ n'est pas unimodulaire. Cf le point suivant.
2. Sur un anneau quelconque, le complexe de Koszul d'une suite UNIMODULAIRE $(x_0, \cdots, x_n)$ est exact. Dans CE contexte, on peut localiser en chaque $x_i$ pour le montrer. Donc on peut supposer par exemple $x_0$ inversible et même que $x_0 = 1$. Auquel cas, le complexe de Koszul est plus qu'exact : il est contractile.
3. Résumons : il s'agit de montrer quelque chose à partir de rien, je veux dire de manière self-contained.
Précisions pour éviter tout malentendu : je sais comment démontrer de manière élémentaire (= à partir de rien) l'exactitude en $K_1$ (cela nous suffit) du complexe de Kozul descendant d'une suite régulière d'une part, d'une suite unimodulaire d'autre part. Ce que je voudrais comprendre c'est l'endroit où c'est fait chez les auteurs.
Par ailleurs, comme toute personne qui prétend faire un peu d'algèbre commutative, je connais un peu le complexe de Koszul, cf http://claire.tete.free.fr/THESE/LaTotale.pdf -
Juste une remarque, et une question.
J'imagine que par unimodulaire tu veux dire qui engendre l'idéal unité?
Oui, bien sur mais l'on est en gradué, il ne faut pas engendré l'idéal unité pour être à support vide, il suffit d'engendrer l'idéal des éléments de degré positif.
Dit autrement, le complexe de Koszul est exact hors du lieu d'annulation de la section qu'on a utilisé pour le définir, ici donc exact partout.
Mais Gathman ne fait pas exactement ce que tu dis.
Il calcule simplement le noyau de $K_1\to K_0$ mais ne montre pas que c'est l'image de $K_2\to K_1$, il se contente de prouver que c'est le fibré cotangent.
Ai-je bien compris ta remarque?
Edit: Je ne prétends pas que ce que fait Gathman implique que le complexe de Koszul soit exact même en $K_1$, ni qu'il utilise ce fait. -
NonName,
Oui, une suite unimodulaire, c'est une suite qui engendre l'anneau tout entier.
Sans aucun doute, je m'égare en pensant que ce que Gathmann fait est lié à l'exactitude en $K_1$ du complexe de Koszul de $(x_0, \cdots, x_n)$.
Tu dis cependant que Gathmann détermine le noyau de $K_1 \to K_0$. Cela signifie quoi ``déterminer un noyau'' ? En fournir un système générateur ? Si oui, lequel ? -
Salut Claude,
C'est assez simple en effet, mais pas forcément très clair. Peut-être le cas $n=2$ peux t'aider. Tu as une droite avec deux ouverts affines. Sur un des ouverts affine tu notes $x=x_1/x_2$ ta coordonnée affine. Le module des différentielles est libre engendré par $dx$. Ton complexe se ramène à
$$0 \to k[x] \to k[x]^2 \to k[x] \to 0 $$
La première flèche est $a \mapsto (a,-xa)$ et la seconde est $(a,b) \mapsto xa+b$.
Clair ? (le cas général est identique)
M. -
Par calculer le noyau je veux dire... montrer que c'est le faisceau cotangent.
On peut le faire comme Gathman et Mauricio, c'est à dire, définir le morphisme dans les cartes affines et vérifier que les recollements de cartes à carte correspondent bien à ceux de fibrés cotangents à savoir que (je le fais dans le cas de $P^2$ pour pas brutalement copier Mauricio) $du\to (x/y^2, -1/y, 0)$, ) $dv\to (0, -1/y, z/y^2)$en tant que morphisme de $k[x/y=u,v=z/y]$-module sur $y\neq 0$ et idem sur les autres ouverts.
Ces applications se recollent bien et ensuite Gathman, vérifie bien qu'elles donnent un iso sur le noyau. ce qui se vérifie bien la aussi en affine (en fait même en local). -
$\def\P{\mathbb P}$NoName, Mauricio
Je comprends un peu mais probablement je ne peux pas comprendre plus. En tout cas, si j'ai bien compris (sic), ce que fait Gathmann ne détermine pas le noyau algébrique de $\partial_1 : K_1 \to K_0$ avec les notations que j'ai utilisées dans mes précédents posts.
Il me semble que si on voulait déterminer LE module gradué qui encode le faisceau cotangent à $\P^n$, on aurait besoin de déterminer ce noyau algébrique. Et même un peu plus : savoir que le complexe de Koszul de $(x_0, \cdots, x_n)$ est exact. Je dis bien LE module gradué car, certes, il y en a plusieurs mais un seul qui possède une bonne propriété de profondeur. Et cette propriété de profondeur est justement liée à la résolution libre graduée minimale de l'idéal $\langle x_0, \cdots, x_n\rangle$. Je n'en dis pas plus ici.
Je suis en train de lire les sections concernées 13, 14, 15 de Gathmann que je n'avais pas vraiment lues et je ne vois pas de gradué chez lui.
Enfin, un brouillon de mézigue écrit il y a 10 ans pour mézigue.
-
Moralement, un peu de cohomologie des faisceau devrait suffire au moins à se rebrancher à ce que tu énonces plus haut .
La suite exacte d'Euler (apres tensorisation par un fibré en droite elle reste exacte) $$0\to \Omega_X(p)\to O_X(p-1)^{n+1}\to O_X(p)\to 0$$ donne la suite exacte $$0 \to \bigoplus M_i\to [k[x_0,...,x_n](-1)]^{n+1} \to k[x_0,...,x_n]$$
où $M_p$ est le noyau de $k[x_0,...,x_n]_{p-1}^{n+1} \to k[x_0,...,x_n]_p$ donné par la restriction de ta forme linéaire $(x_0,...,x_n)$.
Il est clair que ta flèche $K_2$ dans $K_1$ se factorise par ce noyau (bon ca c'est pas un scoop).
Mais il manque quand même une brique, qui est la surjectivité, ça j'ai l'impression que l'on peut pas se passer d'un calcul à la main (enfin sauf à savoir bien sur à l'avance que le complexe de Koszul est exact). -
Néanmoins, deux remarques.
Ce que tu fais est en un sens fondamentalement plus fort que ce que fait que Gathman, puisque tu prouves une suite exacte de module gradués donc une suite exacte de sections, alors que Gathman prouve une suite exacte de faisceau.
Est ce que la suite exacte longue donnée par la suite exacte d'Euler (duale de celle de mon dernier message) donne TOUT le complexe de Koszul et donc de facto son exactitude (enfin son dual j'imagine)? Possible. Je regarderai. -
NoName,
J'espère que tu comprends que ce qui est élémentaire pour X ne l'est pas nécessairement pour Y et réciproquement. C'est de cela dont je parle parfois sous la forme : ``algébristes et géomètres peuvent-ils se comprendre ?'' Je dis cela car tu mentionnes ``un peu de cohomologie des faisceaux''.
En tout cas, du point de vue algébrique, le complexe de Koszul (montant ou descendant), c'est un outil homologique bien rodé depuis longtemps. Sauf que ce n'est pas toujours facile de s'y retrouver dans la littérature (et je crois savoir pourquoi).
Un des premiers points à montrer assez rapidement c'est que le complexe de Koszul d'une suite régulière est acyclique. Et on applique cela à la suite des indéterminées $(x_0, \cdots, x_n)$ d'un anneau de polynômes $R[x_0, \cdots, x_n]$ où $R$ est un anneau commutatif. Il est évident que cette suite est régulière et dans n'importe quel ordre. J'insiste sur $R$ anneau commutatif quelconque et pas corps car je connais aussi le petit jeu (chez les auteurs) qui consiste à ``faire des choses avec un corps à la base'' et puis parfois plus loin, faire comme si cela avait été prouvé pour un anneau.
Montrer que le complexe de Koszul d'une suite régulière est acyclique ne se fait pas en l'attaquant de brute force. Souvent une récurrence est nécessaire et c'est comme cela que l'on peut démontrer, à la main, sans fioriture homologique, que le descendant est exact en $K_1$ : $K_2 \buildrel {\partial_2} \over \longmapsto K_1 \buildrel {\partial_1} \over \longmapsto K_0$.
Mais il ne faut pas rêver en ce qui concerne TOUS les étages du complexe de Koszul : on a besoin de comparer le Koszul d'une suite et le Koszul de la suite obtenue en ajoutant un terme à la fin. Et c'est ce genre de techniques qui est bien rodée depuis je ne sais combien de temps (années 1950, avant ?). C'est le coup de la longue suite exacte, cf le truc attaché qui vient à la page 6 de http://claire.tete.free.fr/THESE/LaTotale.pdf -
Ce que je sais ou ai su du complexe de Koszul se trouve dans Algebra de Lang.
Ce que j'en retiens c'est essentiellement la chose suivante.
Si $R$ est local noethérien, et si $(a_i)$ est une suite d'éléments de $R$ qui sont dans l'idéal maximal et $M$ un $R$-module de type fini alors $(a_i)$ est une suite régulière ssi le complexe de Koszul est une résolution de $M/(a_i)M$,
En pratique je me limite même au cas $M$ libre et même $M=R$, car je n'utilise ceci que pour des fibrés.
Mais tu as raison la suite exacte longue de cohomologie ne redonne pas du tout le complexe de Koszul.
Et en effet je ne vois pas comment à partir de la suite exacte que j'ai écrite plus haut, retrouver l'exactitude en $K_1$ sans faire le calcul à la main.
Je précise quand même que même en tentant de relier le complexe de Koszul à ce que fait Gathman, ce qu'il est assez naturel de regarder c'est un calcul local (en tout cas ce que je mentionnais au début), le complexe de Koszul est un complexe de faisceaux/fibrés et ce que prouve Gathman est une suite exacte de faisceau. Toi ce qui t'intéresse (?) c'est un objet global, le complexe de Koszul de $k[x_0,...,x_{n+1}]$, on peut raccrocher les wagons en regardant la suite exacte que j'ai mentionné plus haut, mais on ne raccroche en effet que le premier wagon (i.e ce que tu obtiens en tronquant le complexe de Koszul en $K_1$ et en rajoutant le noyau à gauche) et on a pas l'exactitude en $K_1$. -
Je dirais même plus, si on oublie ce que fait Gathman et qu'il "tronque le complexe de Koszul" et qu'on regarde franchement TOUT le complexe de Koszul sur $P^n$ on obtient pas ce que tu voudrais.
Le complexe de Koszul que je vais qualifier de "géométrique", c'est la chose suivante.
Tu te donnes $E$ un fibré vectoriel sur $X$ une variété algébrique et $s$ une section de $E$, alors tu as un complexe de fibrés vectoriels
$$0\to \bigwedge^r E^{\vee}\to \cdots \bigwedge^2 E^{\vee}\to E^{\vee}\xrightarrow{s} O_X\to 0$$
Ce complexe est acyclique hors du lieu d'annulation de $s$ disons $Z$, et il donne une resolution de $i_*O_Z$ ssi la section est régulière, cela veut dire qu'en tout point $z$ de $Z$ elle donne une suite régulière dans $O_{X,x}$ une fois une (et donc n'importe quelle) trivialisation choisie.
Bon, maintenant prenons $E=O(1)^{n+1}$ et la section donnée par $(x_0,...,x_n)$ c'est évidement une section régulière au sens où je l'ai dit précédemment et tu as donc une suite exacte
$$0\to \bigwedge^{n+1} O(-1)^{n+1}\to \cdots \to O(-1)^{n+1}\to O_X\to 0$$
Mais ceci ne te donne pas que ton complexe de Koszul à toi est exact!
Il y a bien qqch en plus à faire, ce qui n'est pas très étonnant puisque ton complexe à toi porte sur une suite exacte de sections et pas de faisceaux.
Pour en arriver à ce que tu dis, il faut au minimum identifier les modules gradués associés aux faisceaux en questions, c'est à dire calculer leur cohomologie en fait. -
Bonjour NoName
Ce que tu dis m'intéresse, mais je débute encore dans ces choses, notamment je ne suis pas extrêmement à l'aise avec la cohomologie des faisceaux. On va dire que j'en connais la définition comme un foncteur dérivé, et que je veux bien admettre deux ou trois théorèmes dessus, par exemple, les propriétés énoncées par Vakil dans la section 18.1 ici : http://math.stanford.edu/~vakil/216blog/FOAGnov1817public.pdf
Peux-tu développer un petit peu ta dernière phrase, et expliquer comment l'identification d'un module gradué associé à un faisceau se ramène à un calcul de cohomologie ?
Pour moi, le module gradué associé à un faisceau quasi-cohérent $\mathscr{F}$ sur $\mathbb{P}^n$, c'est $\Gamma_{\bullet}(\mathscr{F}) := \bigoplus_{n \in \mathbb{Z}}\Gamma(\mathbb{P}^n, \mathscr{F}(n))$. Es-tu en train de dire que la détermination de $\Gamma(\mathbb{P}^n, \mathscr{F}(n))$ passe par un calcul de cohomologie ? Si oui, as-tu un exemple ou une référence contenant un joli calcul explicite de ce type, qui pourrait m'aider un peu à comprendre le principe ?
EDIT. Par exemple, pour le cas de $\Omega_{\mathbb{P}^n}$, si je cherche le module gradué qui lui est associé.
À partir de ta suite exacte
$$
0 \to \Omega(p) \to \mathscr{O}(p-1)^{n+1} \to \mathscr{O}(p) \to 0
$$ Si j'applique $\Gamma(\mathbb{P}^n, -)$, qui est exact à gauche, j'ai une suite exacte $$
0 \to \Gamma(\mathbb{P}^n, \Omega(p)) \to \Gamma(\mathbb{P}^n, \mathscr{O}(p-1)^{n+1}) \to \Gamma(\mathbb{P}^n, \mathscr{O}(p))
$$ Puisque $\Gamma(\mathbb{P}^n, \mathscr{O}(p-1)^{n+1}) = k[x_0,\ldots,x_{n}]_{p-1}^{n+1}$ et $\Gamma(\mathbb{P}^n, \mathscr{O}(p)) = k[x_0,\ldots, x_{n}]_{p}$, on retrouve bien ton module $M_p$. Est-ce bien ce que tu fais dans ce post ?
Là du coup je ne vois pas de cohomologie de faisceau apparaître. -
Je n'en dis pas plus que ce que tu sais déjà en fait. C'est vrai que j'aurais dû dire : calculer leurs $H^0$ et ceux de leurs twists plutôt que leur cohomologie.
Mais si tu veux avoir une suite exacte comme celle de Claude il te faut aussi calculer des suites exactes longues de cohomologie car le foncteur $$\mathcal{F}\to \bigoplus_i H^0(P^n, \mathcal{F}(i))
$$ n'est pas exact.
Il est simplement "exact à partir d'un certain rang" (pour des faisceaux cohérents bien entendu).
Edit. Autrement dit à partir de
$$0\to \bigwedge^{n+1} O(-1)^{n+1}\to \cdots \to O(-1)^{n+1}\to O_X\to 0,
$$ si tu appliques le foncteur de "saturation", tu ne sais pas du tout si
$$0\to \bigoplus H^0(P^n, \bigwedge^{n+1} O(i)^{n+1})\to \cdots \to \bigoplus H^0(P^n, O(i)^{n+1})\to \bigoplus H^0(P^n, O(i+1))\to 0.
$$ Ca va dépendre de la cohomologie des faisceaux en questions. -
D'accord, merci pour les précisions !
-
$\def\P{\mathbb P}\def\cM{\mathcal M}\def\cO{\mathcal O}$NoName,
Je réponds à une toute petite partie de tes posts. Disons AVANT les échanges avec Chat-Maths. Je crois pouvoir dire que je comprends mieux qu'avant (sections versus faisceaux).
$\bullet$ En ce qui concerne les traitements du complexe de Koszul, j'avais oublié celui de Lang Algebra. Comme cela faisait longtemps que je n'avais pas regardé Lang, j'y ai jeté un oeil. Et j'ai envie de dire que c'est un traitement ``équilibré'', ``appréciable''.
Le résultat que tu as retenu (suite dans le maximal d'un anneau local noethérien) est minuscule parmi les résultats de Lang et en partie responsable de la confusion qui risque de s'installer (pas chez lui) entre profondeur versus depth, suite régulière versus suite complètement sécante ...etc..
J'en ai déjà parlé à Chat-Maths mais on n'a pas donné de suite et ``je ne sais pas s'il m'a cru''. Coucou Chat-Maths.
$\bullet$ Autre chose : à propos de ``défini sur quoi ?'''.
Prenons par exemple $\Omega_{\P^n}$ qui est sur la sellette. Il est défini ``sur quoi'' ce machin ? Sur $\C$ ? Sur un corps algébriquement clos ? Sur un corps ? Sur $\Z$ ? Qu'en disent vos auteurs préférés ? Un détail ? Hum.
Note : en ce qui concerne Gathmann, je crois pouvoir dire ``corps''. En tout cas, je trouve qu'il fait un gros effort de la section introduction jusqu'aux sections de la fin, pour préciser quel est le statut du ``ground field''.
$\bullet$ Qu'est ce qui m'intéresse ? Essayer d'être clair sur quelques trucs. Tiens je prends la notion de régularité de Castelnuovo-Mumford, à mon avis indispensable pour pouvoir faire des calculs explicites en cohomologie des faisceaux en terrain gradué. Eh bien, ce n'est pas de la tarte pour s'y retrouver de nos jours.
NoName, Chat-Maths
Je prépare un petit truc de bébé sur $H^0(\P^n, \cM \otimes \cO(d))$ avec $\cM = \widetilde M$ dans le cas gradué. Vu par un algébriste. Faudra pas se moquer. -
Oui je trouve le traitement de Lang très bon. Apres ce que j'en retiens, c'est ce dont j'ai besoin très souvent. Je ne sais pas quelle est la différence entre depth et profondeur (je ne connais/utilise qu'une notion de profondeur, encore une fois dans le cas local Noethérien) ou suite régulière et complètement sécante (qui est un terme que j'entends pour la première fois), mais je ne demande pas mieux que de le savoir :-D
Pour le reste, le fibré/faisceau cotangent en géométrie algébrique est relatif, c'est le fibré/faisceau (co)tangent à un morphisme. En particulier c'est canoniquement un faisceau de module sur la base. Ici, on regarde $P^n$ sur $k$ (le faisceau cotangent au morphisme structural), du coup $\Omega$ est un faisceau de $k$-module, mais bien sur tu peux le faire sur $\mathbb{Z}$ et la construction des différentielles est stable par changement de base. -
$\def\P{\mathbb P}\def\Gr{\text{Gr}}\def\Im{\text{Im}}\def\cM{\mathcal M}\def\cO{\mathcal O}$ChatMaths, NoName Je reviens en arrière avec vos 2 posts http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2128004#msg-2128004 et http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2128020#msg-2128020
Le post de NoName s'adressant à ChatMaths se termine par ``tu ne sais pas du tout si ...etc..''. Si j'ai bien compris la problématique, j'ai envie de dire que l'on sait ``des choses''. Pour une raison de profondeur (et de résolution libre). Mais peut-être que je suis à côté de la plaque dans ce qui suit et que pour vous, ce que je vais dire est une évidence.
Mes notations : $k$ un corps (hum), $S = k[x_0, \cdots, x_n] = k \oplus S_+$ et le complexe de Koszul algébrique descendant de $(x_0, \cdots, x_n)$
$$
\xymatrix @R = 0.2cm{
0 \to K_{n+1} \ar[r]^-{\partial_{n+1}} & K_n\ar[r] & \cdots & K_2 \ar[r]^{\partial_{2}} & K_1 \ar[r]^{\partial_{1}} & K_0 \\
0 \to F_{n-1} \ar[r]^-{\partial_{n+1}} & F_{n-2}\ar[r] & \cdots & F_0 \ar@{->>}[r]^-{\partial_{2}} & \Im(\partial_2) &
}
$$Je donne un exemple en tronquant le complexe là où je le montre et en renommant en dessous pour ne pas me gourrer sur la longueur de la résolution libre $F_\bullet$. Je note $M$ le $S$-module gradué $M = \Im(\partial_2)$ ainsi résolu et $\cM = \widetilde {M} = \Omega_{\P^n}$.
Pour tout $d$, on a une application $k$-linéaire naturelle :
$$
M_d \to H^0(\P^n, \cM \otimes \cO(d))
$$qui, en général, n'est ni injective, ni surjective.
Mais ICI, c'est un isomorphisme pour tout $d$. Raison : $\Gr(S_+ ; M) \ge 2$ où $S_+ = \langle x_0, \cdots, x_n\rangle$. Et pourquoi cette inégalité de profondeur ? Parce que la résolution de $M = \Im(\partial_2)$ que l'on voit (qui est minimale graduée mais on s'en fiche) est de longeur $n-1$, que $2 = n+1 - (n-1)$, $n+1$ devant être vu comme $\Gr(S_+) = \Gr(x_0, \cdots, x_n)$. Et surtout grâce au théorème de Auslander-Buchsbaum-Hochster.
Ceci vaut pour tous les étages à gauche de $K_1$.
J'enfonce des portes ouvertes ? -
Salut Claude,
Difficile d'enfoncer des portes ouvertes car pour moi elles sont presque toutes fermées.
Quand NoName me disait que "je ne sais pas si...", je crois qu'il parlait du cas général, et pas forcément du cas particulier de $\Omega_{\mathbb{P}^n}$.
Je ne connais pas le théorème que tu mentionnes (Auslander-Buschbaum-Hochster). J'ai trouvé ce pdf de Thierry Coquand sur le sujet: http://www.cse.chalmers.se/~coquand/exact1.pdf, et j'imagine que tu utilises ici le théorème 4.2, j'ai bon?
Ensuite, je ne comprends pas tout-à-fait ta justification du fait que $M_d \to \mathrm{H}^0(\mathbb{P}^n, \mathcal{M} \otimes(d))$ est un isomorphisme. Je "sens" que puisque $\mathrm{Gr}(S_+ ; M) \geq 2$, il va y avoir une floppée de $H^1$ nuls, mais de $H^1$ de Koszul, et j'imagine qu'il va y avoir du travail de traduction pour en déduire que ce tu annonces est un isomorphisme.
Tu te places sur un corps. Y a-t-il un seul endroit où ce que tu dis n'aurait pas marché si on était sur $\mathbb{Z}$?
Bon, ensuite je fais un petit peu mon chiant: il y a un truc que je ne comprends pas tout à fait dans cette affaire: qu'est-ce que cet argument apporte de plus par rapport à "l'autre" calcul de $M_d$, celui qu'on fait en calculant "niveau par niveau" \begin{align*}
M_d := \mathrm{Ker}\left(k[x_0,\ldots,x_n]_{d-1}^{n+1} \to k[x_0,\ldots, x_n]_d\right) ?
\end{align*}
Ce que j'en comprends, c'est que tu montres de ton côté que le noyau de l'application entre module gradués \begin{align*}
\left(k[x_0,\ldots,x_n]_{\bullet - 1}\right)^{n+1} \to k[x_0,\ldots,x_n]_{\bullet}
\end{align*}
qui correspond à l'application dans la suite d'Euler est bien le module qu'on a décrit plus haut, celui calculé niveau par niveau, ce qui semble sous-entendre qu'on ne calcule pas "bêtement" un noyau entre modules gradués en calculant "niveau par niveau"? J'ai tort de croire que si?
Ou bien je n'ai pas compris, et le point important n'est peut-être pas le fait que c'est le noyau de $\partial_1$, mais l'image de $\partial_2$, et que le recourt à cette résolution libre et à la profondeur est alors nécessaire quand on a plus la chance de pouvoir exprimer simplement le faisceau comme un noyau?
EDIT:
En fait, je crois comprendre le gain: c'est vraiment le fait que c'est l'image de $\partial_2$: c'est bien beau que ce soit un noyau, mais en le présentant comme l'image de $\partial_2$, on a l'avantage d'avoir une présentation explicite: générateurs, résolution, etc... J'ai bon? -
Très rapidement, en fait ce que je voulais surtout dire, c'est qu'on ne sait pas si la suite que l'on obtient est toujours exacte (en général), ici le fait que les modules que l'on obtient soient isomorphes à ceux dont est parti implique ça a posteriori, because du coup les modules sont saturés et la suite exacte de module gradué force la suite exacte de sections globales (après twist éventuel) à l'être.
Mais en vrai ce qu'on voudrait faire (enfin peut être seulement moi) c'est le faire dans l'autre sens, enfin partir du fait que le complexe de Koszul est exact pour en déduire des choses sur les sections globales du complexe de Koszul géométrique... pourquoi pas, mais ce serait mieux dans l'autre sens.
J'ai l'intuition (mais elle me bluffe parfois) que y a un argument de suite spectrale pour le faire dans l'autre sens, grosso modo on a le complexe de Koszul local (ou géométrique) avec sa cohomologie faisceautique, et le complexe de Koszul de Claude (ou algébrique) des sections globales avec aussi sa cohomologie et on se demande quand est ce que calculer la cohomologie du complexe sections globales du complexe local donne la même chose que calculer l'homologie du complexe de Koszul des sections globales.
Bah en général ca doit pas être le cas mais une suite spectrale doit relier les deux. -
$\def\P{\mathbb P}\def\Gr{\text{Gr}}\def\Im{\text{Im}}\def\cM{\mathcal M}\def\cO{\mathcal O}\def\ux{\underline {x}}$ChatMaths
Tu as posé plein de questions mais je te réponds sur un seul point. Le contexte est $M$ un $S$-module gradué de présentation finie ...etc... L'équivalence
$$
M \mapsto \bigoplus_{d \in \Z} H^0(\P^n, \cM \otimes \cO(d)) \quad \text{est un isomorphisme de } S\text{-modules gradués} \qquad \Longleftrightarrow \qquad
\Gr(\ux ; M) \ge 2
$$est une évidence. Qui provient de la définition même de $\Gr(\ux ; M) \ge 2$ et de la définition du $H^0(\P^n, \ )$. Si ce n'est pas une évidence, cela serait bon que cela en devienne une.
J'ose à peine te poser la question car elle est indiscrète : le $H^\bullet(\P^n,\ )$ vient d'où chez toi ? De FAC, chapitre III ? D'ailleurs ? Quel est le complexe sur lequel sont montées tes affaires ?
Pourquoi parles tu d'une floppée de $H^1$ de Koszul nuls ?? Koszul, il va falloir le mettre en veilleuse et faire une place au complexe de Cech. Enfin, tout cela dépend de la manière dont sont montées tes affaires.
Bien sûr, il faut traduire une fois pour toutes ce que signifie $\Gr(\ux ; M) \ge 2$. C'est dit dans la section 2. de la note de Coquand.
Ce qui n'est pas évident, c'est le lien entre la profondeur de $\ux$ sur $M$ et une résolution libre de $M$. Mais ça, Auslander-Buchsbaum-Hochster l'ont fait pour nous : en 4.2 comme tu as dit. Et Thierry Coquand (petite parenthèse, qui vient de la logique) a fait un traitement que j'appelle élémentaire en 5 petites pages.
Par ailleurs, je ne sais pas trop comment le dire, mais il y a des choses qui me surprennent. Je vais encore répéter que ce que j'apprécie, c'est de faire des petites choses élémentaires. Fort possible que cela n'intéresse que moi.
Je viens encore de passer je ne sais combien de temps sur cette histoire de dérapage ``depth'' versus ``profondeur'' (je suis remonté aux premières versions françaises de Local Algebra, en 1975) mais je commence à me fatiguer. -
Salut Claude,
Je vois que j'ai bien fait de poser la question puisque visiblement la réponse est évidente et te pousse à me poser des questions indiscrètes.
Pour moi: $H^\bullet(\mathbb{P}^n, \cdot)$, c'est le foncteur dérivé (droit) de $\Gamma(\mathbb{P}^n, -)$, qui part des faisceaux (en groupes) et arrive dans les groupes. Définition du chapitre III d'Harthshorne donc (enfin, je crois). Le complexe sur lequel je fais les choses? À priori n'importe quelle "bonne" résolution injective. Mais je "sais" aussi que je peux utiliser un complexe de Cech associé à un bon recouvrement (et en pratique c'est je crois ce qui est le plus utilisé, car les résolutions injective sont trop peu explicites). Une note quand même: j'apprends essentiellement "en solo" la cohomologie de faisceaux, et je ne suis pas, pour l'instant, très bien rentré dedans (j'ai à peine commencé le chapitre III, je travaille aussi un petit peu le Vakil en parallèle, mais très lentement). Le problème de l'apprentissage en solo c'est qu'il est bien trop facile de passer à côté de points faciles, de trainer des lacunes sans le voir, d'avoir une mauvaise vision des choses etc...
Bien sûr, c'est une excuse minable car le point qui pèche ici n'a rien a voir avec de la cohomologie ou autre, simplement une histoire de recollement de sections, tout dans le $H^0$ du coup.
J'ai repris tranquillement la définition de $\mathrm{Gr}(\underline{x}; M) \geq 2$, et c'est vraiment sur celle-là que je n'étais pas clair. Je suis maintenant d'accord pour dire que l'équivalence est évidente: $\mathrm{Gr}(\underline{x}; M) \geq 2$ exprime exactement qu'une collection de sections compatibles sur les ouverts affines $D_+(x_i)$ proviennent bien d'un (unique) élément de $M_d$. En fait, je pense que je m'étais focalisé sur la définition "homologique" de $\mathrm{Gr}(\underline{x} ; M) \geq 2$, plutôt que sur sa caractérisation simple exposée comme dans la note de Coquand (je maitrise toujours mal $\mathrm{Gr}$, alors je me laisse impressionner quand je le vois apparaitre). Peut-être qu'il est effectivement temps de mettre Koszul en veilleuse.
PS: Si ce qui te surprend, c'est mon incapacité à voir des choses simples alors que j'aimerais faire des choses compliquées, elle me surprend (et m'énerve aussi), mais puisqu'on rappelle nos buts: pour moi, c'est d'arriver à comprendre suffisamment de la théorie pour savoir quand et comment utiliser les outils (et la possibilité de le faire dans le "bon langage") au moment ou j'en aurais "besoin". Et du coup d'être en mesure de faire quelques trucs compliqués quand il faudra que j'en fasse (:P). -
$\def\P{\mathbb P}\def\Gr{\text{Gr}}\def\Im{\text{Im}}\def\cM{\mathcal M}\def\cO{\mathcal O}\def\ua{\underline {a}}$Salut ChatMaths. Je réponds de manière décousue.
1. En maths, chacun conduit sa barque comme il veut, je n'ai pas à juger. En tout cas, d'accord avec toi, parler cohomologie alors qu'il s'agit juste du $H^0(\P^n,\ )$ avec twists, c'est un peu snob.
2. Dans ton post http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2129012#msg-2129012, un truc étrange : la définition de $\Gr(\ua) \ge 2$ (je ne mets pas de module) tombe aussitôt via le complexe de Koszul MONTANT de $\ua = (a_1, \cdots, a_n)$. Avec $a = \sum_i a_i e_i$, je couche à droite quelques termes du début
$$
\delta^k =_{\rm def} a \wedge \bullet : \bigwedge^k A^n \to \bigwedge^{k+1} A^n \qquad\qquad
\bigwedge^0 A^n = A, \qquad \bigwedge^1 A^n = A^n, \qquad \bigwedge^2 A^n = \bigoplus_{i < j} A.e_i \wedge e_j
$$il vient
$$
\delta^0(\lambda) = \lambda a, \qquad \qquad \delta^1(b) = \sum_{i < j} (a_ib_j - a_jb_i) e_i \wedge e_j \qquad\qquad
\delta^2\Bigl(\sum_{i,j} b_{ij} e_i \wedge e_j\Bigr) = \text {j'ai la flemme}
$$Il n'y a plus qu'à traduire ce que signifie $\delta^0(\lambda) = 0$, $\delta^1(b) = 0$, $\delta^2(\ ) = 0$. Et comme $\Gr(\ua) \ge 2$, c'est la nullité de $H^0(\ua), H^1(\ua)$, on tombe sur la ``définition'' de T.C. qui vient tout simplement de là !
3. En passant, je suis un maniaque : j'ai fait le choix de $a \wedge \bullet$. Comme cela, quand viendra le dual (à moins que le montant soit le dual du descendant), j'obtiendrais le produit intérieur DROIT (le produit intérieur tout court comme chez T.C. cela n'a pas de sens, c'est comme les anti-dérivations, il y en a à gauche et à droite). Je suis chiant.
4. Dans ton post http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2128004#msg-2128004, pas compris par ce que tu entends par chercher le module gradué qui représente $\Omega_{\P^n}$. Sous quelle forme ? Bien entendu, on veut la structure de $S$-module gradué.
5. Dans ton post http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2128750#msg-2128750, je n'ai absolument rien compris à partir de ``Bon, ensuite, je fais un petit peu mon chiant ....etc...'' jusqu'à la fin. Note : je l'ai relu au moins 5 fois. Je précise que je ne lis JAMAIS à l'écran. Cela m'empêche de lire vite (les posts que j'ai envie de lire, of course).
6. Cela ne me regarde pas mais en passant, tu en es où de cette histoire du ``bon'' $S$-module gradué $M$ qui représente $\Omega_{\P^n}$ ? Rappel : si $M$ convient, alors $S_+M$ aussi, qui est moins bon que $M$. Et pourquoi ne pas faire le truc avec le tangent ? Trop d'exemples ?
7. Pendant que j'y pense, mettre à jour la remarque 3.5.1 de Hartshorne (but the proof is more difficult, cf EGA III). Je parle de la remarque (devenue obsolète) qui suit le Th 3.5 page 215. Car depuis EGA III (1963), 1977 (Hartshorne), Suslin, Kempf (1980) sont passés par là (Some elementary proofs of basic theorems in the cohomology of quasi-coherent sheafs).
8. Ce qui m'a fatigué hier : je n'ai pas trouvé la traduction en français de ``depth''. Et je ne sais pas si l'infâme AC X (Profondeur, régularité, dualité) de Bourbaki à été traduit en anglais. Juste pour voir le titre.
9. J'ai essayé de répondre à quelques unes de tes questions. -
Salut Claude,
Je te répond dans l'ordre:
Ok pour le point 2. Tu m'as bien pris en flagrant délit, je n'avais pas pris le temps de réécrire le complexe de Koszul et de réecrire lentement ce que les nullités des deux premiers groupe de cohomologie signifiaient. Je le dis et redis: je maitrise encore très mal ce complexe, et ne serait-ce que l'écrire dans un cas me prend du temps. Je dois un peu m'entrainer avec. Et digérer.
Pour en apprendre un peu plus, je me suis mis à lire la thèse de Claire Tête (pas tout, je vais me concentrer sur les chapitres sur les complexes de Koszul, de Cech, le chapitre "profondeur et régularité" et le chapitre "profondeur et résolutions", peut-être j'irai aussi un peu voir celui sur le bicomplexe Cech-Koszul) mais ça va prendre du temps à lire, à comprendre, mais surtout à digérer. Car je suis un gros mangeur mais comme tu peux le constater, ça a tendance à ressortir vite de ma caboche, surtout que j'ai la mauvaise tendance à papilloner et à oublier ce que j'ai fait il n'y a parfois pas si longtemps.
Point 4: Ce que j'appelle "chercher le module gradué". C'est trouver un $S$-module gradué saturé $M$ tel que $\widetilde{M} = \Omega_{\mathbb{P}^n}$. Rien de plus, dans un premier temps ça me suffit. Et il me semble qu'un tel module gradué est $\bigoplus_{d \in \mathbb{Z}} \Gamma(\mathbb{P}^n, \mathcal{M} \otimes \mathscr{O}(d))$. Je me trompe ? Donc il suffit de calculer chacun de ses rang, et de comprendre comment $S$ agit dessus. J'ai bon?
Point 5: Je vais le reformuler de manière plus incisive: dans ce post de NoName il y a une suite exacte de $S$-modules gradués:
\begin{align*}
0 \to K \to [k[x_0,...,x_n](-1)]^{n+1} \to k[x_0,...,x_n]
\end{align*}
Et $K$ est censé être le module saturé qu'on cherche, de plus il y a une description de chaque partie de $K$. Ce module $K$, c'est bien ton module $M$ de ce post, oui ou non?
J'ai l'impression que tel quel, on peut montrer que $K$ est saturé, et qu'il représente $\Omega_{\mathbb{P}^n}$. Est-ce vrai? Ma question c'est: qu'est-ce qui ne "va pas" dans ce calcul et qui te motive à passer par $M$?
Point 6: Je ne sais pas mesurer la "bonitude" d'un module gradué au sens ou tu l'entends. Pour moi, "le bon", c'est le module qui est saturé, i.e celui tel que $M \to \bigoplus_{d \in \mathbb{Z}}\Gamma(\mathbb{P}^n, \widetilde{M} \otimes \mathscr{O}(d))$ soit un isomorphisme. (C'est ce qui est décrit dans l'exo II.5.10 de Hartshorne, Vakil en parle aussi).
Pourquoi ne pas le faire avec le fibré tangent? C'est vrai que ça fait beaucoup d'exemple, et les exemples c'est démoralisant, on voit qu'on ne comprend rien (:P). Plus sérieusement, j'ai trop peu de temps en ce moment (ce qui devrait se sentir sur le fait que même après en avoir parlé et reparlé je dit encore des conneries sur $\mathrm{Gr}$), car je suis sur plusieurs trucs en même temps, en rajouter un maintenant ne serait pas une très bonne idée. -
$\def\P{\mathbb P}\def\Gr{\text{Gr}}\def\Im{\text{Im}}\def\cM{\mathcal M}\def\cO{\mathcal O}\def\ux{\underline {x}}$Rebonjour ChatMaths
Je trouve que cela devient plus facile de répondre car les questions sont plus précises. Cela devient aussi plus fatiguant et toi tu n'as pas trop le temps.
$\bullet$ 0. Une remarque préliminaire. C'est moi-même qui ait commencé à faire le c.n en http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2126746#msg-2126746 (dans lequel on voit l'étendue de mon ignorance) puis j'ai continué en particulier en http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2126790#msg-2126790 et bien sûr dans d'autres posts.
Je ne sais pas si tu as vu le post http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,2123754,2127614#msg-2127614, avec un brouillon attaché, où je parle de $\Im \partial_2$ (égal à $\ker \partial_1$) comme module gradué définissant $\Omega_{\P^n}$. En des termes qui ne sont probablement pas les bons (pas le ``bon langage'' comme tu dis) mais c'est pas de ma faute, je ne suis pas géomètre (il me semble que ce n'est pas la première fois que je m'en excuse).
$\bullet$ Point 5.
$\blacktriangleright$ A. Oui, ce que l'on veut, en un premier temps, c'est un $S$-module gradué tel que $\widetilde M = \cM =_{\rm ici} \Omega_{\P^n}$. Of course $\bigoplus_{d \in \Z} \Gamma(\P^n, \cM \otimes \cO(d))$ convient mais c'est un peu une réponse de normand.
$\blacktriangleright$ B. Cela veut dire quoi pour toi que $M$ est saturé ? Est ce que cela ne voudrait pas dire que $\Gr(S_+ ; M) \ge 2$ ? C'est mon histoire de bon.
Un exemple : soit $I$ un idéal homogène de $k[x_0, \cdots, x_n]$. Alors, il faut prendre le temps de vérifier que $\Gr(\ux ; I) \ge 2$, cela équivaut à $I$ saturé au sens usuel i.e. $x_iF \in I$ pour tout $i$ entraîne $F \in I$.
Attention à ne pas prendre tout de suite ses désirs pour des réalités : par exemple $\Gr(\ux ; M) \ge 2$ cela entraîne $\Gr(\ux^e ; M) \ge 2$ mais demande du travail si on le fait ``à la main''. Le deuxième outil utile et adapté qui mesure la profondeur c'est le complexe de Cech qui a certain nombre d'avantages sur Koszul (il est ``stable'').
$\blacktriangleright$ C. Si de plus dans le point A. le module gradué $M$ vérifie $\Gr(S_+ ; M) \ge 2$, on est content. Mais parfois, $\bigoplus_{d \in \Z} \Gamma(\P^n, \cM \otimes \cO(d))$ n'est pas de type fini, et il se peut qu'un module gradué de type fini vérifiant $\widetilde M = \cM$ fasse l'affaire (sic). Ou parfois, on part d'un $M$ de type fini vérifiant $\widetilde M = \cM$ et on l'améliore en le saturant ``un peu''.
J'ai bien conscience que ce point C. est complètement obscur mais tant que l'on ne traite pas des exemples, on ne peut peut-être pas comprendre. Déjà, avec le fibré tangent à $\P^n$, il y a un piège pour $n = 1$ qui n'existait pas pour le fibré cotangent. Si on prenait comme exemple une hypersurface, cela serait encore plus probant et on comprendrait peut-être mieux ce que j'essaie de raconter naïvement.
Mais tu as raison, mollo sur les exemples.
$\blacktriangleright$ D. Oui, le $K$ dont tu parles comme noyau de $\partial_1 : K_1 \to K_0$ c'est pareil que mon $M$ que j'ai pris sous forme de l'image de $\partial_2$. Et tu as raison, le considérer comme noyau fait que c'est facile de montrer que $\Gr(\ux ; \ker\partial_1) \ge 2$. Pas besoin de Auslander-Buschbaum-Hochster. Donc ici, j'ai été à côté de mes pompes. Mais montrer $\ker \partial_1 = \text{Im} \partial_2$ prouve que ce noyau est de type fini, ce qui est une bonne chose (faisceau cohérent). Il me semble que tu as dû en parler dans un autre post.
Du coup, histoire de m'excuser, je montre $\Gr(\ux ; \ker\partial_1) \ge 2$. Soient des $m_i \in \ker\partial_1 \subset K_1$ vérifiant $x_i m_j = x_j m_i$. On voit les $m_i \in K_1$ qui est un libre donc $\Gr(\ux ; K_1) \ge n+1 \ge 2$. Donc, il existe $m \in K_1$ tel que $m_i = x_i m$. En donnant un coup de $\partial_1$ et en utilisant que l'on tombe dans un libre, on obtient $m \in \ker \partial_1$.
C'est probablement à cela que tu pensais ? Ou à d'autre chose plus ``géométrique''.
$\bullet$ 6 La ``bonitude'' : j'ai essayé de raconter dans le point C. qui peut sembler fumeux.
Cadeau (?) : Some elementary proofs of basic theorems in the cohomolgy of quasi-coherent sheaves de Kempf https://projecteuclid.org/download/pdf_1/euclid.rmjm/1250128841 -
@Noname: est-ce que ce n'est pas tout simplement la suite spectrale associée à une résolution (par exemple Cech et sa différentielle dans un sens) et le complexe dans l'autre $D=d+\delta$ ? Dans un cas tu commmences par prendre la cohomologie du complexe et dans l'autre la cohomologie de Cech qui te donne les sections globales. (Je dis ça de tête il vaut mieux un papier et un crayon)
M. -
$\def\C{\mathcal C}\def\A{\mathcal A}\def\ut{\underline t}\def\Gr{\text{Gr}}$Chat--Maths,
J'attache 2 extraits de FAC (1955). Le premier provient de la version anglaise https://achinger.impan.pl/fac/fac.pdf (typographie parfois plus agréable), le second de https://www.college-de-france.fr/media/jean-pierre-serre/UPL5435398796951750634_Serre_FAC.pdf ou de https://www.jstor.org/stable/1969915. FAC est divisé en 81 petites sections numérotées de 1 à 81. TOUT y est défini de A à Z, de manière un peu près self-contained, avec quand même parfois des références extérieures (par exemple Eilenberg & Steenrod, Foundations of Algebraic Toplogy). La version française fait un peu près 80 pages et la version anglaise 100 pages.
$\bullet$ Je commente le premier extrait (le début de 67, chapitre III) et je précise les notations. $S = K[t_0, \cdots, t_r]$ où $K$ est un corps. Le $\A(M)$ de Serre, c'est ce que l'on note maintenant $\widetilde M$. La condition $(TF)$ pour un $S$-module gradué $M$ signifie qu'il existe $d_0$ tel que $\bigoplus_{d\ge d_0} M_d$ soit un $S$-module (gradué) de type fini. $\C$ est la catégorie des $S$-modules gradués $M$ tels que $M_d = 0$ pour $d \gg 0$. Et enfin, $\alpha$ $\C$-bijective signifie que le noyau et le conoyau de $\alpha$ sont dans $\C$. Je crois que je n'ai rien oublié concernant les notations : on voit la définition de $M^\#$.
Juste pour te dire que la proposition 9, c'est de quoi on cause depuis un petit moment : $\alpha$ est bijective si et seulement si $\Gr(\ut ; M) \ge 2$. C'est tout.
$\bullet$ Un tout petit bout de l'introduction de FAC. J'ai encadré quelque chose qui est important pour moi (mais pas pour tout le monde, je m'en doute).
-
$\def\CC{\check{C}}\def\U{\mathfrak U}\def\ua{\underline a}\def\uX{\underline X}\def\Gr{\text{Gr}}\def\P{\mathbb P}$NoName (et Mauricio). Faut que je réponde, par politesse puisque Noname dit ``cela n'a pas l'air d'intéresser Claude''. Ca fait le gars (mézigue) qui demande un renseignement et puis qui ne s'intéresse plus au truc.
Et bien détrompe toi : j'ai vu ton post sur les suites spectrales et je vais raconter ce qui m'est passé par la tête.
1. Je me suis dit que ce n'était pas la peine de demander de quoi il était question car j'avais des doutes que vous vous mettiez à ma portée (ne pas oublier mon ignorance en géométrie). J'ai donc fermé ma gu.ul.
2. Ensuite, je me suis dit que l'histoire de la suite spectrale était peut-être liée au bicomplexe Koszul-Cech. Je parle du complexe de Cech de la cohomologie locale, celui qui est augmenté.
De manière précise si $\ua = (a_1, \cdots, a_n)$ est une suite de scalaires et $M$ un $A$-module, il y a le complexe de Cech augmenté, que nous autres notons $\CC^\bullet(\ua ; M)$, qui démarre à $M$ (augmenté, vachement important). C'est un complexe de modules plats de même longueur que son cousin Koszul montant $K^\bullet(\ua ; M)$, qui lui est un complexe de modules libres.
Et ces deux complexes mesurent la même chose au sens où la nullité des $k$ premiers groupes de cohomologie de l'un, c'est pareil que l'autre. Pardi, cela mesure la profondeur de $\ua$ sur $M$ : $\Gr(\ua ; M) \ge k$.
Il y a 36 façons de montrer ce résultat. Et justement un argument utilise un bicomplexe et sa suite spectrale, cf la section 4 du chapitre IV in http://claire.tete.free.fr/THESE/LaTotale.pdf
3. Mais j'ai continué à fermer ma gu.ul. car le complexe de Cech en question est algébrique. Je n'allais pas encore demander ``est ce que cela a un rapport avec un machin algébrique que je connais'' (et que tout algébriste doit connaître). Bien sûr, il y a une interprétation faisceautique, à savoir la cohomologie à supports dans $V(\ua)$, cf les exercices ad-hoc de Hartshorne.
En projectif, avec la suite $\uX = (X_0, \cdots, X_n)$ et le recouvrement $\U$ de $\P^n$, il ne faut pas confondre le complexe de cohomologie locale (au milieu ci-dessous) avec le complexe de Zariski (terminologie de Eisenbud) qui est au début. Faire gaffe au twist $[-1]$, ce qui va décaler les $i$ d'une unité dans les $H^i$. Ci dessous, $M$ est un $S$-module gradué avec $S = k[X_0, \cdots, X_n]$
$$
0 \to \bigoplus_{d \in \Z} \CC^{\bullet}\big(\U ; \widetilde M(d)\bigl)[-1] \quad \to\quad \CC^{\bullet}(\uX ; M) \quad \to\quad M \quad\to 0
$$Le complexe à gauche, au début, est en fait celui utilisé par Serre dans FAC.
Première vue rapide (Local cohomology, Cech cohomology, Sheaf cohomology), Appendice d'Eisenbud (Geometry of Syzygies). C'est une version preprint qui n'est pas à jour car le livre a été publié https://www.msri.org/people/staff/de/ready.pdf
Il y a aussi le livre ``24 h of Local Cohomology''.
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