Équivalence birationnelle et homéomorphisme

Bonjour.
Je suis actuellement en train d'étudier les surfaces de Riemann et plus particulièrement le théorème qui dit que le genre d'une surface de Riemann donnée par une courbe algébrique sur $\mathbb{P}^{2}(\mathbb{C})$ vaut $ \frac{(d-1)(d-2)}{2} ,$ où $d$ est le degré du polynôme en question.
Cette démonstration étant faite et sachant que le genre est un invariant topologique ie: deux surfaces de Riemann compactes sont homéomorphes si et seulement si elles ont le même genre.
Je me demande donc ce qui joue le rôle des homéomorphismes pour les courbes algébriques et vu que l'équivalence birationnelle est invariante par le genre je me pose la question si deux courbes algébriques sur $\mathbb{P}^{2}(\mathbb{C})$ sont sont homéomorphes si et seulement si elle sont birationnellement équivalentes ?

Merci de votre aide.

Réponses

  • l'équivalence birationnelle est invariante par le genre
    Je dirais plutôt que le genre est un invariant de l'équivalence birationelle.

    Deux courbes projectives lisses (ne pas oublier lisses) sont birationellement équivalentes, si et seulement si elles sont (birégulièrement) isomorphes et elles sont donc a fortiori homéomorphes.
    L'implication réciproque est fausse : ça se voit en genre 1. Les courbes elliptiques sont toutes homéomorphes comme surfaces de Riemann, mais pas isomorphes : les classes d'isomorphisme correspondent au $j$-invariant, qui est un nombre complexe.
  • effectivement je voulais dire que le genre est un invariant de l'équivalence birationnelle je m'excuse .
    Dans ce cas je me demande ce qui correspond à l'homéomorphisme ? peut être avoir seulement un morphisme birationnel sans qu'elle ait forcement une réciproque ?
    je m'explique, quand on prend une courbe algébrique $C$ non lisse, par un nombre fini d'éclatement on trouve une courbe lisse $ \tilde{C} $ et un morphisme birationnelle $\pi : \tilde{C} \longrightarrow C $ et ce dernier préserve le genre si je me trompe pas ? et $\pi$ n'est pas forcement une équivalence birationnelle ?
    est-ce que j'ai faux ?
    pour appuyer ce que je dit, si je prend la courbe $ y^2=x^3 $ l'application $ t \longrightarrow (t^2,t^3) $ est bien un morphisme birationnelle de $\mathbb{C} $ dans cette courbe et le genre reste le même donc ça veut dire qu'il induit un homéomorphisme de cette courbe ( vu en projectif ) sur la sphère sans être une équivalence birationnelle vu que la courbe est singulière.

    Merci
  • Un morphisme birationnel donne bien sûr une équivalence birationnelle ! Mais ça n'a pas de raison d'être un isomorphisme birégulier si les courbes ne sont pas lisses.

    Par ailleurs, si tu pars de la cubique rationnelle (genre $0$) d'équation $y^2=x^2-x^3$ et que tu éclates l'origine, l'éclatement est un morphisme birationnel mais n'est certainement pas un homéomorphisme.
  • dommage, mais ça me fait toujours me poser la question, c'est quoi la relation d'équivalence entre les courbes algébrique qui donne lieu a un homéomorphisme quand on prend les courbes sur le corps $\mathbb{C}$.
    si je prend un homéomorphisme entre deux courbes algébrique dans $\mathbb{C}$ il n'a aucune forme particulière qui peut être décrite seulement algébriquement, si on peut décrire le genre par une formule algébrique je pensais qu'il y aurait un équivalent de l'homéomorphisme.

    En bref j'ai envie de dire les courbes algébrique $C$ et $C'$ sont équivalente (suivant une certaine relation équivalence ) si et seulement si les surface de Riemann $C$ et $C'$ sont homéomorphe . J'aimerais bien trouver cette relation équivalence si possible.

    d'autre part vous dites "si tu pars de la cubique rationnelle (genre 0) d'équation $y^2=x^2-x^3$ et que tu éclates l'origine, l'éclatement est un morphisme birationnel mais n'est certainement pas un homéomorphisme" mais pourtant le genre est bien préservé donc les deux courbes sont forcement homéomorphe même si homéomorphisme en question n'est pas induit par l'éclatement on sait qu'il existe vu que le genre reste le même.


    merci de votre aide
  • Je t'avais bien dit de ne pas oublier "lisse" dans tes énoncés. Tu n'en as pas tenu compte, et voila le résultat.
    La cubique rationnelle que j'ai indiquée n'est pas lisse, l'origine est un point double ordinaire. Topologiquement, la courbe est un tore pincé (imagine un tore avec un méridien écrasé en un point). Quand on désingularise, le point singulier se dédouble et le tore pincé devient une sphère.

    Pour les courbes projectives lisses, le genre donne la topologie et vice-versa. L'équivalence, c'est "avoir même genre". Le genre peut se définir algébriquement, par exemple comme dimension d'un espace de cohomologie, ou d'un espace de 1-formes.
  • Je comprends mais même si elle n'est pas lisse son genre devrait définir sa topologie si genre est zéro alors c'est homéomorphe à une sphère.
    Ce que je me demande c'est ce que donne le genre pour les courbes algébriques, si deux courbes algébriques ont le même genre alors elle sont ? on dira homéomorphe pour les courbes sur $\mathbb{C}$ mais en général on dit quoi ?

    Et je n'arrive pas vraiment à m'imaginer un tore pincée mais c'est homomorphe à une sphère vu que le genre vaut 0 non ?
  • même si elle n'est pas lisse son genre devrait définir sa topologie si genre est zéro alors c'est homéomorphe à une sphère.
    Pourquoi continues-tu à soutenir cette contre-vérité ?
    Je t'ai fourni un exemple de courbe algébrique projective de genre $0$, non lisse, pas homéomorphe à une sphère.
    Je veux bien discuter avec toi, mais il faudrait au minimum que tu reconnaisses les évidences et que tu ne t'enfermes pas dans tes préjugés.
  • Je m'excuse je n'essaye en aucun cas de vous contredire je n'avais juste pas compris le but de l'exemple.

    Donc en fait vous avez donné un exemple de courbe de genre 0 non homéomorphe à la sphère.

    Dans ce cas ça veut dire que je ne comprends pas vraiment la signification du genre.

    Donc si j'ai bien compris la courbe donnée par l’équation $ y^2=x^2 - x^3 $ est de genre $0$ sans être homéomorphe à la sphère.
    Mais puisque cette courbe est aussi une surface topologique compacte connexe et orientée alors elle est forcement homéomorphe à la sphère ou à un tore à g trous (d’après la classification des surfaces topologiques compactes connexes et orientées) et en topologie le genre de cette surface vaut 0 si c'est homéomorphe la sphère et g si c'est homéomorphe à un tore à g trous avec $ g \geq 1 $ (pour les surface topologique la "lissité" n'entre pas en compte, par exemple on dit qu'un cube est de genre 0 de même pour une pyramide car homéomorphe à la sphère).
    Mais vous dites que cette courbe n'est pas homéomorphe à la sphère donc elle est obligatoirement homéomorphe à un tore à g trous avec $g \geq 1 $.
    De ce fait cela voudrait-il dire que le genre obtenu par la formule du genre des courbes algébriques et celui obtenu par le fait d’être homéomorphe à un tore à g trous n'est pas le même ?

    Merci pour votre aide.
  • Mais puisque cette courbe est aussi une surface topologique compacte connexe et orientée
    Mais bon sang de bonsoir, comprendras-tu enfin que CETTE COURBE N'EST PAS LISSE et n'est pas une variété topologique !!!
    L'origine a un voisinage dans la courbe homéomorphe à un cône dont il est le sommet.

    Depuis le début tu refuses de voir que les résultats que tu cites s'appliquent aux courbes projectives LISSES et pas pour les courbes avec des singularités. Ce n'est pourtant pas faute de ma part d'avoir insisté sur ce point !
  • très bien ce n'est donc pas une variété topologique, mais ce n'est pas aussi évident, si je reprends l'exemple $ y^2=x^3 $ cette courbe n'est pas lisse mais est bien une surface topologique car elle est homéomorphe à la sphère en tant que courbe sur le plan projectif.
    Mais je pense que je comprends, avec l'exemple que vous donnez avec l’équation $ y^2 = x^2 - x^3 $ il n'existe aucun voisinage de $(0,0)$ tel que la courbe soit homéomorphe à un ouvert $ \mathbb{R}^2$, c'est bien ce que vous voulez dire ?

    Par contre je tiens tout de même à ajouter qu'un cube est une variété topologique et n'est pas lisse la courbe $y^2 = x^3$ est une variété topologique et n'est pas lisse non plus, ces deux variétés topologique sont d'ailleurs homéomorphe à la sphère et sont de genre 0, tout ça pour dire que l'absence de lissité qui est l’argument que vous m’accusez à tort d'ignorer n'est pas le bon.

    J'ai posé des questions le plus respectueusement possible, mais vous m'avez répondu de façon totalement irrespectueuse, si vous vous trouvez que ce que je dit est mathématiquement stupide et que je ne mérite pas d'avoir vos explications sur le sujet c'est votre droit, mais rien ne justifie que vous me parliez de façon aussi agressive.
    Je vous demande donc de ne pas ajouter plus de commentaire si c'est pour le faire de cette façon.
    Merci.
  • Dès ma première réponse, je t'ai dit qu'il fallait faire attention à la lissité. Je l'ai répété à chaque message sans que tu en tiennes compte. Bon vent !
    très bien ce n'ai donc pas une variété topologique, mais ce n'ai pas aussi évident
    être et avoir !
  • Je répète encore une fois un cube est une variété topologique et n'est pas lisse la courbe $y^2=x^3$ est une variété topologique et n'est pas lisse non plus, ces deux variétés topologique sont homéomorphe à la sphère qui elle est lisse et de genre 0, l'absence de lissité n'est pas le bon argument vous avez tort sur ce point et vous refusez de l’admettre, ce qui fait qu'en plus d’être irrespectueux vous faite preuve d'arrogance .
    Je ne suis ni de votre famille ni un de vos proche pour que vous me parliez de la sorte, je vous conseille vivement d'apprendre à mieux vous tenir en société.
  • Bonsoir,

    Yenni, il faut apprendre à lire, GaBuZoMeu n'a jamais écrit ce que tu prétends qu'il a écrit.
    Si une courbe n'est pas lisse, elle n'est pas obligatoirement une variété topologique, ça ne veut pas dire qu'elle ne l'est jamais.
    Idem pour le genre.
    Un contre-exemple n'est pas une loi générale.
    D'autre part, GaBuZoMeu t'a parlé normalement, mais visiblement, tu ne supportes pas la contradiction.
    Bon, bonne nuit quand même.

    Cordialement,
    Rescassol
  • Oui, il existe des courbes non lisses rationnelles homéomorphes à une sphère. L'ai-je nié ?
    Mais une courbe rationnelle non lisse générale n'est pas homéomorphe à une sphère : ses singularités sont des points doubles ordinaires.
    Le résultat qui dit que toute courbe projective de genre $g$ est homéomorphe à un tore à $g$ trous est toujours formulé avec l'hypothèse de lissité, vérifie dans les références.
    Si tu refuses d'apprendre quoi que ce soit et que tu penses avoir raison contre tout ce qu'on peut te dire, pourquoi poser des questions sur un forum ?
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.