DESA 03–05 Faculte des sciences Universit´
e Hassan II–Casa
Definition : Une suite exacte courte de complexes de chaines est la donn´
ee de complexes de
chaines (C, D, E)et de morphismes de complexes de chaines f:C→D, g :D→Etels que pour
tout nla suite de morphismes de modules 0→Ef
→Fg
→G→0soit exacte, c’est `
a dire : finjective,
gsurjective avec Imf=Kerg.
Th´eor`eme Soit f:C→D, g :D→Eune suite exacte courte de complexes de chaines, alors il
existe une suite exacte longue de modules
. . . Hn+1(E)δ
→Hn(C)f∗
→Hn(D)g∗
→Hn(E)δ
→Hn−1(C). . .
Preuve : Construisons tout d’abord le morphisme δ:Hn(E)→Hn−1(C). Soit zun n-cycle de E,
on d´
esire lui associer un n-cycle xde Cet un seul modulo un bord. Comme gnest surjective il existe
y∈Dntel que gn(y) = z, d’autre part ∂y ∈Dn−1et gn(∂y) = ∂gn(y) = ∂z = 0, donc, par exactitude
∂y ∈Kergn=Imfn−1, il existe donc x∈Cn−1tel que fn−1(x) = ∂y. On pose alors δ[z] = [x].
V´
erifions maintenant que δest bien d´
efini.
Tout d abord xest bien un cycle car fn−2(∂x) = ∂fn−1(x) = ∂∂y = 0, or fnest injective par
exactitude, d’o `
u∂x = 0.
D’autre part [x]ne d´
epend pas des choix de z dans [z]ni des ´
el´
ements y, x qui interviennent dans la
construction ci dessus. En effet soit z0, y0, x0un autre choix, alors [z0] = [z], g(y0) = z0, f(x0) = y0,
on ˆ
ote les indices sans crainte de perdre la g´
en´
eralit´
e. donc ∃z“∈Etel que : z−z0=∂z00 et
soit y“∈Dtel que : z00 =g(y“), il existe grace `
a la surjection de gdˆ
ue `
a l’exactitude. Donc
g(y−y0−∂y“) = z−z0−g(∂y00) = z−z0−∂g(y“) = z−z0−∂z = 000, en utilisant
l’exactitude encore une fois au niveau de D, soit x“∈Ctel que : y−y0−∂y00 =f(x“), alors
f(x−x0−∂x“) = ∂y −∂y0−∂f(x00) = ∂∂y“ = 0, or fest injective, d’o `
ux−x0−∂x“ = 0, et
donc [x] = [x0].
V´
erifions maintenant l’exactitude de la suite au niveau de Hn(D), c’est `
a dire Imf∗=Kerg∗. On
sait que g∗of∗= (gof)0, d’o `
u Imf∗⊂ker g∗. R´
eciproquement soit yun cycle tel que : [y]∈kerg∗,d’o `
u
0 = g∗([y]) = [g(y)] et donc g(y)est bord, soit z∈Etel que : g(y) = ∂z et soit y0∈Ctel que : z=
g(y0), il existe puisque gest surjective, donc g(y−∂y0)=0, car gcommute avec ∂, d’apr´
es
l’exactitude y−∂y0∈Imf, soit donc x∈Ctel que : y−∂y0=f(x), donc [y] = [f(x)]. D’autre
part f(∂x) = ∂f(x) = ∂y −∂∂y0= 0 car ycycle, et donc comme fest injective alors xest un cycle et
donc f∗[x] = [f(x)] = [y], d’o `
u[y]∈Imf∗.
V´
erifions ensuite l’exactitude au niveau de Hn(E), c’est `
a dire montrons que Img∗=kerδ. Si yest
un cycle de D, posons z=g(y)et x∈Etel que : [x] = δ[z], donc par construction de δon a f(x) = y
Comme y est un cycle et finjective , d’o `
ux= 0 et donc δog∗[y] = δ[g(y)] = δ[z] = [x] = 0, d’o `
u
δog∗= 0 et donc Img∗⊂kerδ.
R´
eciproquement montrons que kerδ⊂Img∗. Soit zun cycle de Etel que δ[z] = 0, x ∈C, y ∈D
construits comme pr´
ec´
edement tels que z=g(y)et f(x) = ∂y donc [x] = δ[z] = 0, d’o `
uxest un
bord, soit x0∈Ctel que x=∂x0et y0=y−f(x0), donc g(y0) = y=zcar gof = 0 en raison de
l’exactitude de la suite courte, en plus ∂y0=∂y −∂f(x0) = ∂f(x)−f(∂x0)=0, donc y0est un cycle
de D, donc g∗[y] = [g(y)] = [z], d’o `
u[z]∈Img∗.
Et de mˆ
eme on v´
erifie l’exactitude au niveau de Hn(E), c’est `
a dire montrer que Im δ=f∗. En
effet, avec les notations pr´
ec´
edentes f∗(δ[z]) = f∗[x] = [f(x)] = [∂y] = 0.
1.2.Caract´eristique d’Euler Poincar´e d’un complexe de chainesDans
cette partie on suppose que Aest un corps Soit Cun complexe de chaines. On note bkla dimension
sur Ade l’espace vectoriel Hk(C)qui s’appelle le k-´eme nombre de Betti de C. Si Cest de type fini,
c’est `
a dire si les ksont finis pour tout ket nuls pour kassez grand alors on pose
χC(X) =
+∞
X
k=0
(−1)kbk
que l’on appelle la caract´eristique homologique d’Euler Poincar´e de C.
Mr. Hilali Page 2 / 3 Tournez la page S.V.P.