
Corollaire. — Soit Xune vari´et´e diff´erentielle et soit (f1, . . . , fm)une suite de fonc-
tions de classe C∞sur X. Notons Yl’ensemble des z´eros communs des fi. Supposons
qu’en chaque point ade Y, les diff´erentielles dafisoient lin´eairement ind´ependantes.
Alors Yest une sous-vari´et´e de X. De plus, pour tout a∈Y, on a dima(Y) =
dima(X) −met Ta(Y) est l’intersection des noyaux des formes lin´eaires dafi.
Remarque. — On prendra garde que si les diff´erentielles dafisont lin´eairement d´ependantes, Y
peut malgr´e tout ˆetre une sous-vari´et´e de X : par exemple, l’ensemble des z´eros dans R2de la fonction
x2+y2est la sous-vari´et´e de R2r´eduite au seul point (0,0) , bien que la diff´erentielle de x2+y2en ce
point soit nulle.
3. Le th´eor`eme des fonctions implicites
Soient X , Y , Z des vari´et´es diff´erentielles et f: X ×Y→Z un morphisme de
vari´et´es. Soient aun point de X et bun point de Y . Notons T1
(a,b)(f) l’application
tangente en a`a x7→ f(x, b) et T2
(a,b)(f) l’application tangente en b`a y7→ f(a, y) .
Th´
eor`
eme 2. — Supposons T2
(a,b)(f)bijective. Il existe alors des voisinages ouverts Ude
adans X,Vde bdans Yet Wde f(a, b)dans Zposs´edant les propri´et´es suivantes :
pour tout x∈Uet tout z∈W, il existe un unique ´el´ement yde Vtel que f(x, y) = z;
si g(x, z)d´esigne cet ´el´ement, l’application g: U ×W→Vest un morphisme de vari´et´es.
Consid´erons le morphisme de vari´et´es ϕ: (x, y)7→ (x, f (x, y)) de X ×Y dans X ×Z .
Son application lin´eaire tangente en (a, b) est l’application (h, k)7→ h, u(h) + v(k)de
Ta(X) ×Tb(Y) dans Ta(X) ×Tf(a,b)(Z) , o`u u= T1
(a,b)(f) et v= T2
(a,b)(f) . Elle est
bijective puisque vest bijective.
D’apr`es le th´eor`eme d’inversion locale, il existe des voisinages ouverts O de (a, b)
dans X ×Y et O0de (a, f (a, b)) dans X ×Z tels que ϕinduise un diff´eomorphisme de
O sur O0. Choisissons des voisinages ouverts U1de adans X et V de bdans Y tels
que U1×V⊂O , puis des voisinages ouverts U de adans X et W de f(a, b) dans Z
tels que U ×W⊂ϕ(U1×V) (ce qui entraˆıne U ⊂U1). Pour tout x∈U et tout z∈W ,
il existe un unique couple (x0, y)∈U1×V tel que ϕ(x0, y) = (x, z) , i.e. tel que x0=xet
f(x0, y) = z. En d’autres termes, il existe un unique ´el´ement y∈V tel que f(x, y) = z.
Si g(x, z) d´esigne cet ´el´ement, l’application (x, z)7→ (x, g(x, z)) de U ×W dans U ×V
est induite par ϕ−1, donc est un morphisme de vari´et´es, et il en est de mˆeme de g, qui
est sa seconde projection.
Remarque. — Soient U , V , W des ouverts satisfaisant les conclusions du th. 2.
L’ensemble D des (x, y)∈U×V tels que f(x, y)∈W est alors ouvert dans X ×Y , et
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