Suite exacte longue de cohomologie

Bonjour à tous,

Soit $ X $ une variété de Kahler compacte.
On considère la $ 2k $ - ième portion de la suite exacte longue suivante :
$ \xymatrix{

\dots \ \ \ \ar[r] & H^{2k-1} ( X , \mathcal{O}_X^* ) \ar[r] & H^{2k} (X , \mathbb{Z} ) \ar[rd] \ar[rr] & & H^{2k} ( X , \mathcal{O}_X ) \ar[r] & \ \ \ \dots \\
& & & H^{2k} ( X , \mathbb{C} ) \ar[ru] & &

} $
résultante de la suite exacte courte : $ 0 \to \mathbb{Z} \to \mathcal{O}_X \to \mathcal{O}_X^* \to 1 $.
Ma question est de savoir si l'image de l'application : $ H^{2k-1} ( X , \mathcal{O}_X^* ) \to H^{2k} (X , \mathbb{Z} ) $ est inclus dans : $ H^{2k} (X , \mathbb{Z} ) \cap H^{k,k} (X) $. Si oui, comment le démontrer ?.

Merci d'avance.

Réponses

  • pourquoi tu définis pas tes machins ?

    envoyez $H^{i-1}(X,O_X(X)^*)$ vers $0 \in H^i(X,\Bbb{Z})$, envoyer $H^i(X,\Bbb{Z})$ vers $H^i(X,O_X(X))$ (en envoyant $n$ vers la fonction constante $=2i\pi n $), envoyer $H^i(X,O_X(X))$ vers $H^i(X,O_X(X)^*)$ (en envoyant $f $ vers $\exp( f )$), ça a l'air de donner une suite exacte
  • reuns : $H^i(X,O_X^*)\to H^{i+1}(X,\mathbb{Z})$ est en général non nulle, sinon la cohomologie des faisceaux aurait peu d'intérêt :-D (bon j'exagère, ce qui est vrai c'est que si $H^i$ d'une suite exacte était exacte, là la cohomologie des faisceaux aurait peu d'intérêt - la question de quand est-ce que $H^i(X,O_X)\to H^i(X,O_X^*)$ est surjective est liée au problème de Cousin en analyse complexe)

    $H^{k,k}(X)$ c'est ma cohomologie de Dolbeault ? Si oui, c'est quoi $H^{2k}(X,\mathbb{Z})\cap H^{k,k}(X)$ ?
  • Pablo : c'est vrai pour $k=1$ mais je ne crois pas que ça marche en général.

    Maxtimax : je crois pas que c'est la cohomologie de Dolbeaut, c'est juste les formes de $H^k(X, \Bbb C)$ à coefficient entiers tel qu'on puisse écrire un représentant de manière locale comme $(dz_1 \wedge d\overline{z_1}) \wedge \dots \wedge (dz_k \wedge d \overline{z}_k)$.
  • reuns :
    Je ne définis pas ces machins, parce qu'il est clair comment on obtient les morphismes d'une suite exacte longue de cohomologie à partir d'une suite exacte courte, non ? C'est une construction universelle qui s'adapte à tous les suites exactes courtes d'objets mathématiques. Donc, il suffit de se reporter à n'importe quel cours de topologie algébrique de base pour voir comment se fait cette construction.

    Merci à Lupulus et Maxtimax pour leurs commentaires.
  • Maxtimax : en fait tu as raison ce que j'ai écrit est juste mais c'est évidemment la cohomologie de Dolbeault $H^q(X, \Omega_q)$. Par la décomposition de Hodge on peut voir ça comme sous-espace de la cohomologie de de Rham à coefficients complexes, qui admet aussi la cohomologie à coefficients entiers comme sous-module, par conséque on peut regarder l'intersection (plus de détail ici : https://math.stackexchange.com/questions/2617508/how-are-rational-algebraic-hodge-classes-of-type-p-p-defined/2619033#2619033). Donc mea culpa !
  • Lupulus : t'inquiète, j'y connais quasi-rien en cohomologie de Dolbeault moi, c'est juste que la seule notation $H^{p,q}$ que j'ai jamais vue c'était dans ce cadre, et ça avait l'air d'être similaire (d'où ma question naïve de l'intersection avec la cohomologie à coefficients entiers : je n'ai aucune idée de ce qu'est la décomposition de Hodge !)
  • Ah ok !! En fait c'est assez joli, ça dit que $H^k(X, \Bbb C)$ (la cohomologie de De Rham à coefficients complexes) se décompose comme $$H^k(X, \Bbb C) = \bigoplus_{p+q = k} \mathcal H^{p,q}$$ où $\mathcal H^{p,q}$ est l'espace des formes harmoniques de type $(p,q)$. Donc en fait c'est un théorème très fort c'est parce qu'il te donne une classe de cohomologie comme un "vrai" objet (i.e une classe de cohomologie corresponds à une FORME harmonique !!).

    Tout est sensé venir de la métrique en fait et d'ailleurs cette décomposition marche pour n'importe quel complexe elliptique (qui est un truc d'équation différentielle donc je connais pas trop :-D)

    Toute la décomposition de Hodge vient de cette observation (qui vient de Viro et que j'ai connu grâce un post mathoverflow d'Alex Degtyarev) : Si tu as un complexe $E_1 \to E_2 \to E_3 \to \dots $ d'espaces vectoriels de dimension finie, muni d'un produit scalaire, alors tu peux identifier $E_1^* = E_1$ et tu obtiens un complexe dans l'autre sens $E_1 \leftarrow E_2 \leftarrow E_3 \leftarrow \dots $

    Du coup si $d$ est ta différentielle, on obtient $d^*$ et on peut définir le laplacien de $E_*$ comme $\Delta = d d^* + d^*d$. En fait maintenant le théorème de Hodge c'est juste que $\ker d \cap \ker d^* = \ker \Delta$ (c'est de l'algèbre linéaire :-D ) et en fait si tu réfléchis $\ker d^*$ c'est le complémentaire de l'image du coup ça revient à dire que la cohomologie de $d$ se calcule juste comme le kernel de ce mystérieux opérateur $\Delta$.

    C'est déjà quelque chose de très surprenant je trouve mais en fait je n'ai appris ça que récemment. Ce que je trouve le plus surprenant dans la théorie de Hodge c'est que le théorème difficile de Lefschetz est en fait intimement relié à la théorie des représentations de $\mathfrak{sl}_2(\Bbb C)$.
  • Je ne vois pas trop de raison pour laquelle ce pourrait être le cas.
    Dans le cas $k=1$, c'est simple parce que le $H^1(X, O_X^*)$ s’interprète facilement en terme algébriques. Mais dans le cas général, on n'a aucune interprétation d'aucune sorte à ma connaissance.
    On peut éventuellement étudier ce qu'il se passe sur une variété abélienne où les choses sont plus explicites en traduisant la question en cohomologie de groupe où les choses sont plus explicites. Mais ça doit être vrai dans ce cadre car la cohomologie entière est engendrée en tant qu'algèbre par le $H^1$.
  • En fait même pour les variétés abéliennes ca ne me parait pas trivial après examen plus approfondi.
  • Bon, la réponse est non, pour les variétés abéliennes ca ne fonctionne pas.
  • NoName : tu pourrais ajouter quelques détails si ça ne te dérange pas ? Je serais intéressé par voir la preuve.
  • Oui, bien sur.
    SI $X$ est une variété abélienne sur $\mathbb{C}$ de dimension $g$, ou simplement un tore complexe, tu as une suite spectrale qui te permet de calculer la cohomologie $H^i(X, O_X^*)$, et comme $H^r(\mathbb{C}^g, \pi^*O_X^*)=0$ pour $r>0$ (où $\pi$ est l'application exponentielle de l'algèbre de Lie de $X$ dans $X$) celle ci dégénère et tu trouves que $$H^i(X, O_X^*)\simeq H^i(\Lambda, H^0(\mathbb{C}^g, \pi^*O_X^*))$$
    où $\Lambda=H^1(X,\mathbb{Z})\hookrightarrow H^{1}(X,\mathbb{R})\simeq \mathbb{C}^{g}$. Cet isomorphisme est en fait valable pour tout faisceau de groupe abélien $\mathcal{F}$ qui verifie $H^r(\mathbb{C}^g, \pi^{-1}\mathcal{F})=0$, en particulier le faisceau constant $\mathbb{Z}$ ou le faisceau structural $O_X$; et est compatible au cup-produit et au suites exactes de tels faisceaux (il commute avec le connectant pour la suite exacte longue associée).

    Pour $g>2$ et $i=3$, on a un cup produit $[H^1((\Lambda, H=H^0(\mathbb{C}^g, \pi^*O_X^*))]^{\otimes 3}\to H^3(\Lambda; H)$ que l'on peut composer avec le connectant (et l'isomorphisme précédent) $h:[H^1((\Lambda, H)]^{\otimes 3}\to H^4(X,\mathbb{Z})$ qu'il est loisible de noter $(L_1, L_2, L_3)\mapsto h(L_1,L_2, L_3)$, où les $L_i$ sont des fibrés en droite, en prenant $\Lambda$ générique et des fibrés génériques on obtient un truc qui n’atterrit pas dans $H^{2,2}(X, \mathbb{Z})$.
  • Merci beaucoup. Je ne comprends pas quelque chose, $\Lambda$ est discret, comment il peut avoir de la cohomologie supérieure ? Je suis d'accord que c'est ce qu'on obtient en regardant la suite spectrale mais il me semble que ça veut dire que $H^1 = 0$ ce qui est absurde car il existe évidemment des fibrés non triviaux sur une courbe elliptique. Je ne comprends pas l'argument "générique" aussi mais ne me dis rien je vais essayer d'y réfléchir :-)
    Merci encore !
  • Les $H^i(\Lambda, \text{bidule})$ désignent la cohomologie de groupe, donc tu as bien de la cohomologie supérieure !
  • Merci énormément Noname pour ces précisions. C'est très intéressant ce que tu nous expliques ici. J'admire aussi ta flexibilité de pouvoir raisonner avec une telle rapidité. :-)

    S'il te plaît, pour toucher de près à ce que tu expliques : ( ... Histoire de me familiariser avec ce calcul un peu abstrait à mes yeux. ) :-)
    Noname a écrit:
    Pour $g>2$ et $i=3$, on a un cup produit $[H^1((\Lambda, H=H^0(\mathbb{C}^g, \pi^*O_X^*))]^{\otimes 3}\to H^3(\Lambda; H)$ que l'on peut composer avec le connectant (et l'isomorphisme précédent) $h:[H^1((\Lambda, H)]^{\otimes 3}\to H^4(X,\mathbb{Z})$ qu'il est loisible de noter $(L_1, L_2, L_3)\mapsto h(L_1,L_2, L_3)$, où les $L_i$ sont des fibrés en droite, en prenant $\Lambda$ générique et des fibrés génériques on obtient un truc qui n’atterrit pas dans $H^{2,2}(X, \mathbb{Z})$.

    Peux tu préciser quel $\Lambda$ et quels $ L_i $ tu choisis plus exactement, et qui fait que $ h (L_1 , L_2 , L_3 ) \not \in H^{2,2} ( X , \mathbb{Z} ) $ ?

    Merci infiniment.
  • Un petit up pour voir si quelqu'un a une petite réponse à me fournir concernant la question de mon poste précédent.
    Merci d'avance.
  • Bonsoir à tous

    Est-ce qu'il est possible de construire un morphisme : $ f \ : \ H^k (X , \mathcal{O}_X^* ) \to H^{2k} ( X , \mathbb{Q} ) $ tel que $ \mathrm{im} f = H^k ( X , \mathbb{Q} ) \cap H^{k,k} (X) $ pour toute $ \mathbb{C} $-variété projective non singulière $ X $ sans avoir recours à la suite exacte longue de cohomologie résultante de la suite exacte courte exponentielle ?

    Merci d'avance.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.