1.3.2 Surfaces de Riemann et morphismes, d´efinitions et sorites.
D´efinitions. Une carte1sur un espace topologique Xest la donn´ee de ϕ=(U, ϕ)
o`u ϕ:U → V est hom´eomorphisme, la coordonn´ee de la carte, de source un ouvert
U ⊂Xde X, l’ouvert de la carte, et but un ouvert V ⊂P1de la droite projective.
Soit (U1, ϕ1),(U2, ϕ2) deux cartes sur X, d’intersection not´ee :
U1,2=U1∩ U2=U2∩ U1=U2,1
Ces deux cartes sont (holomorphiquement) compatibles si l’application :
ψ2,1=ϕ2|U1,2(ϕ11)|ϕ1(U2,1):ϕ1(U2,1)ϕ2(U1,2)
dite de transition de la carte ϕ2`a la carte ϕ1est holomorphe.
Un Atlas de Xest une famille Φ = ϕi= (Ui, ϕi)iIde cartes deux `a deux
compatibles dont les ouverts couvrent X=iIUi.
D´efinition. Une surface de Riemann est un atlas Φ sur un espace topologique
s´epar´e X. Par abus on sous-entend l’atlas et plutˆot que X= , X), on la note X.
Scolie et efnition. — Soit ϕ= (U, ϕ) une carte sur un espace X, compatible
avec chaque carte d’une famille Φ =(ϕi=Ui, ϕi)iIde carte sur X.
Alors pour tout ouvert U U de l’ouvert de ϕet homographie hP GL2(C),
le couple h(ϕ)|U=(U, h ϕ|U) est une carte, dite sous-carte projective de ϕqui
est compatible avec toutes les sous-cartes projectives de Φ, ainsi tout atlas est
inclus dans un atlas contenant toute sous carte projective de ses cartes2.
Ainsi supposant d´esormais les atlas projectivement locaux, d’une part :
Tout point xXd’une surface de Riemann est xU dans l’ouvert d’un carte
ux= (U, ux) de coordonn´ee ux, l’envoyant ux(x) = 0 au centre du disque unit´e D
et avec ux(U)=D. Une telle coordonn´ee u=uxest dite uniformisante3en xde X.
D’autre part si f:XYest continue entre surfaces de Riemann et xXil
y a des uniformisantes en f(x)Yet xXde Yet Xrespectivement :
vf(x):V D, v(f(x))=0, ux:U D, u(x) =0
dites paire (v, u)adapt´ee `a fen f(x)et xtelles que f(U) V. L’application :
fv,u =vf(x)f|U u1
x:DD
du disque unit´e dans lui mˆeme, v´erifiant :
vf(x)f|U =fv,u ux
est l’expression de fpour la paire (v, u)d’uniformisantes adapt´ees pour xX.
1(complexe projective)
2Un tel atlas est dit projectivement local.
3(locale) ou (centr´ee) (d´efinie sur l’ouvert U), pour hh Ortuniformisierende ii de [We].
11
12 I Des fractions rationnelles aux surfaces de Riemann.
coScolie et D´efinition. — Soit f:XYcontinue entre surfaces de Riemann
et munie d’une famille (vi, ui)iIde paires adapt´ees dont les expressions fvi,uisont
holomorphes et telles que X=iIUiest recouverte par les ouverts source des ui.
Alors, pour toute paire (v, u)adapt´ee, l’expression fv,u est holomorphe.
L’application f:XYest alors dite holomorphe(ou morphisme)de Xvers Y.
Bien4des propri´es des fonctions holomorphes sur P1se traduisent5alors :
Forme normale et prolongement analytique. — Fn Soit xXet vune
uniformisante en f(x). Alors il y a uniformisante uen xet rxN∪ {∞} tels que :
pour 6ex=rx+ 1,on a v=uex
Pa Si de plus Xest connexe et g6=f:XYest un morphisme distinct, de
mˆeme source et but que f, alors {xX|f(x)=g(x)}est discret.
efinitions. Les entiers ex, rxsont respectivement l’indice et l’exc`es de ramification en x.
Le morphisme fest : non ramifi´e en xsi rx=0, non ramifi´e si il est non ramifi´e en tout point,
isomorphisme si il y a un morphisme g:YXtel que gf= IdX, f g=IdY.
Une fonction sur Xest un morphisme f:XP1de but la droite projective, dont l’ensemble
des pˆoles f1({∞}) est discret. On note M(X) l’ensemble des fonctions sur X.
Corollaire Hi (holomorphie de l’inverse). — Si f:XYest bijective
alors son inverse g=f1:YXest holomorphe.
Si Singularit´
es innexistantes. — Soit b
XXavec Xsurface de Riemann,
b
X\Xdiscret et fa une extension b
f:b
XYcontinue alors fest holomorphe.
De plus un tel b
fexiste si Yest compacte et b
X\X U ⊂ b
X, b
f(U)V ⊂Y, ouverts
de carte sans composante Uide Ud’image dense dans une composante de V.
Ao Application ouverte. — On a la partition ouverte X=XcXoen :
Xc={xX|fconstante pr`es de x}et Xo={xX|, f ouverte pr`es de x}.
De plus si fest propre, le degr´e y7→ degf(y)= Pxf1(y)exest7localement constant.
Fh Factorisation. — Soit W, X, Y des surfaces de Riemann, k:XY, h :
WXet g=kh. Alors si hest surjective ces applications sont holomorphes,
d`es que deux d’entre elles le sont.
D´emonstration. Cela suit de la coScolie, de Fn et Hi ou Ddes rappels de 1.3.1, suivant que
l’application non suppos´ee holomorphe est g, h ou krespectivement.
Commentaires bibliographiques
Sur l’introduction des surfaces de Riemann : [Cn]VI, [We]§4-6, [Gi]I, [Do]6.1.
4en particulier tous les ´enonc´es locaux.
5Sans autre pr´ecision f:XYest un morphisme de surface de Riemann.
7par Fn et Cdes rappels de 1.3.1
1 / 2 100%
La catégorie de ce document est-elle correcte?
Merci pour votre participation!

Faire une suggestion

Avez-vous trouvé des erreurs dans linterface ou les textes ? Ou savez-vous comment améliorer linterface utilisateur de StudyLib ? Nhésitez pas à envoyer vos suggestions. Cest très important pour nous !