VERSION DU 20 avril 2000 5
3.3.1. Soit Xune vari´et´e. Se donner un morphisme πde Xdans l’espace des endomorphismes
de k-espace vectoriel de Arevient `a se donner un morphisme de faisceaux de k-espaces vectoriels
sur X,ρ:A→A⊗ OX. Demander que le morphisme πsoit `a valeur dans l’espace des
endomorphismes d’alg`ebre revient `a demander que ρsoit un morphisme d’alg`ebres. Demander
que fsoit `a valeurs dans la vari´et´e des endomorphismes inversibles revient `a demander que le
morphisme ρ⊗1 : A⊗ OX→A⊗ OXsoit un isomorphisme (i.e., pour tout point ferm´e xde
X, le morphisme compos´e Aρ
−→ A⊗ OX→A⊗k(x) = Aest un isomorphisme).
On munit la cat´egorie des vari´et´es au-dessus de Aut(A) de la structure mono¨ıdale donn´ee
par
(X, π)⊗(X0, π0) = (X×X0, m ·(π×π0))
o`u m: Aut(A)×Aut(A)→Aut(A) est la multiplication. L’´el´ement neutre en est l’´el´ement
unit´e de Aut(A), Spec k→Aut(A).
La correspondance d´efinie pr´ec´edemment est un isomorphisme de cat´egories mono¨ıdales entre
la cat´egorie des vari´et´es au-dessus de Aut(A) et la cat´egorie Dconstruite comme suit.
Ses objets sont les paires (X, ρ) o`u Xest une vari´et´e et ρ:A→A⊗ OXun morphisme
d’alg`ebres tel que ρ⊗1 : A⊗ OX→A⊗ OXest un isomorphisme.
Les morphismes de (X, ρ) vers (X0, ρ0) sont les morphismes φ:X→X0tels que ρ=φ∗(ρ0).
Le produit tensoriel est donn´e par
(X, ρ)⊗(X0, ρ0) = (X×X0, ρ00)
o`u ρ00 =ρ⊗Aρ0:A→(A⊗OX)⊗A(A⊗OX0)∼
→A⊗OX×X0. L’´el´ement neutre est (Spec k, IdA).
3.4. Automorphismes et bimodules.
3.4.1. On d´efinit maintenant une cat´egorie C.
Les objets de Csont les triplets (X, M, f) o`u Xest une vari´et´e, Mun (A⊗A◦⊗OX)-module,
libre de rang 1 comme (A⊗ OX)-module et comme (A◦⊗ OX)-module et fun isomorphisme
de A⊗ OXvers la restriction de M`a (A◦⊗ OX).
Un morphisme de (X, M, f) vers (X0, M0, f 0) est un morphisme φ:X→X0tel que l’isomor-
phisme de (A◦⊗ OX)-modules φ∗(f0)f−1:M∼
→φ∗M0commute `a l’action de A(i.e., est un
isomorphisme de (A⊗A◦⊗ OX)-modules).
On munit la cat´egorie Cd’un produit par
(X, M, f)⊗(X, M 0, f0) = (X×X0, M ⊗AM0, f ⊗Af0).
Avec l’´el´ement neutre (k, A, IdA), on fait de Cune cat´egorie mono¨ıdale.
3.4.2. Soit (X, ρ) dans D. Soit Mle (A⊗A◦⊗ OX)-module A⊗ OXo`u l’action de Ase fait
via ρet l’action de A◦⊗ OXpar multiplication.
Le module Mest libre de rang 1 comme (A⊗ OX)-module et comme (A◦⊗ OX)-module. On
a construit un objet (X, M, IdM) de C.
Soit (X0, ρ0) dans Det φ:X→X0. Alors, ρ=φ∗(ρ0) si et seulement si φ∗(f0)f−1:M∼
→
φ∗M0commute `a l’action de A. Par cons´equent, on a une ´egalit´e entre les sous-ensembles
Hom((X, ρ),(X0, ρ0)) et Hom((X, M, IdM),(X0, M0,IdM0)) de Hom(X, X0).
La correspondance (X, ρ)7→ (X, M, IdM) d´efinit un foncteur pleinement fid`ele F0:D → C.
Soit (X, M, f) un objet de C.
On a un isomorphisme canonique (multiplication `a gauche)
A⊗ OX
∼
→EndA◦⊗OX(A⊗ OX).
Via f, il induit un isomorphisme
α:A⊗ OX
∼
→EndA◦⊗OX(M).