2 LES CORPS PERFECTOÏDES
(2) L’anneau R(A) ne dépend pas du choix de ̟.
(3) Cette construction est bien sûr fonctorielle.
Notation.Dans ce qui suit, pour x∈R(A) on pose x♯=x(0) : on a alors x(n)=x1/pn♯
pour tout n∈N. L’application R(A)→b
A;x7→ x♯est multiplicative. C’est un isomor-
phisme lorsque Aest parfait de caractéristique p.
2. Les corps perfectoïdes
2.1. Définition et première propriété.
Définition.Un corps perfectoïde est un corps topologique Kqui est complet pour une
valeur absolue non-archimédienne |.|:K→R≥0d’image dense, dont le corps résiduel est
de caractéristique p, et tel que le Frobenius
ϕ:OK/pOK→ OK/pOK
soit surjectif.
Remarque.(1) En caractéristique p, perfectoïde implique parfait.
(2) La condition de densité sur l’image de |.|équivaut au fait que |.|n’est pas discrète.
(3) Le corps résiduel de Kétant de caractéristique p, on a |p|<1.
Example.Les corps complétés de F∞:= F(µp∞) et de F′
∞:= F(p1/p∞) (pour Fune
extension finie de Qp) et le complété de ∪∞
n=0 Fp((t))[t1/pn] sont perfectoïdes.
Lemme 2. Le groupe |K×|est p-divisible.
Démonstration. On a |K×| 6=|p|Zpar densité, donc |K×|est engendré par |K×|∩]|p|,1] ;
si x∈ OKest tel que |p|<|x|, il existe y∈ OKtel que |x−yp| ≤ |p|, de sorte que
|y|p=|yp|=|x+yp−x|=|x|(vu que |yp−x| ≤ |p|<|x|).
On fixe désormais Kun corps perfectoïde, |.|:K→R≥0« sa » valeur absolue et on note
ml’idéal maximal de l’anneau des entiers OK.
2.2. Le basculement. Choisissons ̟∈ OKtel que |p| ≤ |̟|<1. On dispose de l’anneau
R(OK)≃lim
←−
x7→xp
OK, qui est intègre, parfait de caractéristique p.
Lemme 3. Il existe ̟♭∈R(OK)tel que |(̟♭)♯|=|̟|.
Démonstration. Comme le groupe |K×|est p-divisible, il existe ̟1∈ OKtel que |̟1|p=
|̟|. La surjectivité du Frobenius sur OK/̟OKimplique qu’il existe ̟♭∈R(OK) tel
que ̟♭= (0,̟1,...). On a alors |(̟♭)(1) −̟1| ≤ |̟|donc |(̟♭)(0) −̟p
1| ≤ |̟|2, d’où
|(̟♭)♯|=|̟|.
Comme les constructions ne dépendent pas du choix de ̟, il sera commode de remplacer
̟par (̟♭)♯(qui a la même valuation) : on a alors (̟♭)♯=̟(ce qu’on suppose donc
désormais), soit encore ̟♭= (̟(n))n∈N∈lim
←−
x7→xp
OKavec ̟(0) =̟.