8. Un plongement de P2(R)dans R6.
a) Soit f: (x, y, z)∈R3→(x2, y2, z2,√2yz, √2xz, √2xy)∈R6.Montrer que f(S2)est une
sous-vari´et´e de dimension 2 de R6.
Soit (x0, y0, z0)∈S2tel que x0>0.On a alors un param´etrage local g: (y, z)→
(p1−y2−z2, y, z) de S2au voisinage de (x0, y0, z0).Donc f(S2) admet pour param´etrage
local
G: (y, z)→1−y2−z2, y2, z2,21/2yz, 21/2zp1−y2−z2,21/2yp1−y2−z2
au voisinage de f(x0, y0, z0),c’est-`a-dire
G(y, z) = f◦g(y, z).
Il s’agit de v´erifier que Gest une immersion et un hom´eomorphisme local. La v´erification
du fait que Gest une immersion est un simple calcul.
L’application f:S2→f(S2) est localement injective: si f(x, y, z) = f(x0, y0, z0) avec
x > 0 et x0>0,alors si y=z= 0,on a x=x0,et sinon par exemple y6= 0,et alors en
comparant les premi`eres et derni`eres coordonn´ees x=x0et y=y0et donc z=z0.
Donc Gest localement injective. C’est donc localement un hom´eomorphisme sur son
image (application injective, donc bijective sur son image, continue, d´efinie sur un espace
localement compact – cf question e).
Remarquons que f(−x, −y, −z) = f(x, y, z),donc fn’est pas globalement injective.
b) Montrer que fse factorise en une application f:P2(R)→R6.
Il s’agit de v´erifier que f(−x, −y, z) = f(x, y, z),cf d´efinition de f.
c) Montrer que fest injective.
Soit f(x, y, z) = f(x0, y0, z0),pour deux points sur la sph`ere. Alors (x, y, z) = ±(x0, y0, z0).
d) Montrer que fest une immersion.
Il suffit de v´erifier que flue dans les cartes est une immersion, cf exercice 7 plus haut.
Ici f:P2→R6,et donc une carte en z∈P2a la forme ϕ◦(π|U)−1,o`u ϕest une carte
de S2et πle revˆetement S2→P2.On cherche `a v´erifier que f◦ϕ◦(π|U)−1−1est une
immersion. Cette application est
f◦π|U◦ϕ−1=f◦ϕ−1
qui est une immersion car fest une immersion en tout point de la sph`ere.
4