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    <fileDesc>
      <titleStmt>
        <title>Fonds Grothendieck, cote n° 123, pages 1–20 — transcription</title>
        <author>Alexandre Grothendieck</author>
        <respStmt>
          <resp>transcription automatique — première passe, non vérifiée contre les pages par une personne (<date when="2026-09-24">2026-09-24</date>)</resp>
          <name xml:id="pass" type="model">Opus 5.5 (claude-opus-5-5)</name>
        </respStmt>
        <respStmt>
          <resp>procédure, outillage, export TEI</resp>
          <orgName xml:id="ed">grothendieck.commutator.io (Commutator, Paris)</orgName>
        </respStmt>
      </titleStmt>
      <editionStmt>
        <edition>Édition de démonstration</edition>
      </editionStmt>
      <publicationStmt>
        <publisher>Commutator</publisher>
        <pubPlace>Paris</pubPlace>
        <date when="2026-09-25">2026-09-25</date>
        <availability status="restricted">
          <p>Le fonds Alexandre Grothendieck est sous droits. Cette transcription
          est une édition de démonstration, non autorisée, produite par une
          machine et non vérifiée ; aucune image du fonds n'est reproduite. La
          source LaTeX dont ce fichier dérive est publiée sous https://github.com/Commutator-IO/grothendieck-project.</p>
        </availability>
        <ref target="https://grothendieck.commutator.io/">https://grothendieck.commutator.io</ref>
      </publicationStmt>
      <sourceDesc>
        <msDesc>
          <msIdentifier>
            <country>France</country>
            <settlement>Montpellier</settlement>
            <repository>Université de Montpellier</repository>
            <collection>Fonds Alexandre Grothendieck (archives mathématiques, 1949–1991)</collection>
            <idno type="cote">123</idno>
          </msIdentifier>
          <head>[Autour de Kostant] : tapuscrits (s.d.), notes manuscrites (s.d.), lettre (1969).</head>
          <msContents>
            <summary>Pages 1 à 20 de la cote, dans la
            numérotation des archivistes (crayon, en bas à gauche de chaque
            page) ; lot 1 de vingt pages.
            Les pages absentes de la transcription ne portent pas de
            mathématiques et sont omises ; le saut dans la numérotation en est
            le seul enregistrement.</summary>
          </msContents>
          
          <additional>
            <surrogates>
              <bibl>
                <ref target="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf">https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf</ref>
                <note>Fac-similé numérique de l'Université de Montpellier. Sa
                première page est une feuille de garde générée par
                l'université : la page <hi rend="italic">n</hi> des archivistes
                est la page <hi rend="italic">n</hi>+1 du PDF, et l'attribut
                <hi rend="monospace">facs</hi> de chaque
                <hi rend="monospace">pb</hi> tient compte de ce décalage.</note>
              </bibl>
            </surrogates>
          </additional>
        </msDesc>
      </sourceDesc>
    </fileDesc>
    <encodingDesc>
      <projectDesc>
        <p>Transcription mathématique du fonds, une passe de vingt pages par
        conversation avec un grand modèle multimodal, sous la procédure
        <hi rend="monospace">transcribe-grothendieck</hi> du dépôt. Le fichier
        LaTeX est la source de référence ; ce TEI en est dérivé mécaniquement
        par <hi rend="monospace">scripts/tei.mjs</hi> et n'a pas été relu.</p>
      </projectDesc>
      <editorialDecl>
        <p>L'édition n'est pas diplomatique : elle encode les mathématiques et
        l'apparat, rien du support. Correspondance avec l'apparat de la source :
        <hi rend="monospace">\ill</hi> devient <hi rend="monospace">gap[@reason='illegible']</hi>
        (jamais deviné) ; <hi rend="monospace">\uncertain</hi> devient
        <hi rend="monospace">unclear</hi> ; <hi rend="monospace">\add</hi> devient
        <hi rend="monospace">supplied</hi> ; <hi rend="monospace">\struck</hi> devient
        <hi rend="monospace">del</hi> (biffé par l'auteur) ;
        <hi rend="monospace">\note</hi> devient <hi rend="monospace">note[@type='editorial']</hi>
        (du transcripteur) ; <hi rend="monospace">\marginal</hi> devient
        <hi rend="monospace">note[@type='authorial'][@place='margin']</hi> (de l'auteur) ;
        <hi rend="monospace">\page</hi> devient <hi rend="monospace">pb</hi>.</p>
        <p>Les mathématiques sont transportées en TeX dans
        <hi rend="monospace">formula[@notation='TeX']</hi>, les diagrammes
        commutatifs en <hi rend="monospace">formula[@notation='tikz-cd']</hi>,
        sans conversion. Une marque d'apparat située à l'intérieur d'une
        formule (un exposant illisible, un symbole biffé) reste dans le TeX de
        la formule, sous les mêmes macros.</p>
        <p>Orthographe, ponctuation et lapsus de l'auteur sont conservés ; une
        faute évidente est signalée par une note, jamais corrigée.</p>
      </editorialDecl>
      <appInfo>
        <application ident="grothendieck-tei" version="1">
          <label>scripts/tei.mjs</label>
          <ref target="https://github.com/Commutator-IO/grothendieck-project">https://github.com/Commutator-IO/grothendieck-project</ref>
        </application>
      </appInfo>
    </encodingDesc>
    <profileDesc>
      <langUsage>
        <language ident="fr">français, avec la notation mathématique de l'auteur</language>
      </langUsage>
    </profileDesc>
    <revisionDesc>
      <change when="2026-09-24" who="#pass">Première passe de transcription.</change>
      <change when="2026-09-25" who="#ed">Export TEI depuis la source LaTeX.</change>
    </revisionDesc>
  </teiHeader>
  <text>
    <body>
      <div type="batch" n="1">
<div type="section">
<head>Compléments sur la transformation de Coxeter (d'après Kostant)</head>
<p><note type="editorial" resp="#pass">pages 1 et 2 : deux feuillets dactylographiés, corrigés et annotés à
l'encre de sa main. Le titre ci-dessus est celui de l'éditeur ; le titre
dactylographié ouvre la page 1. Les fautes de frappe corrigées à la machine
(lettres ou mots recouverts de <hi rend="italic">x</hi>) ne sont pas relevées, sauf quand le
mot recouvert se lit et que la correction change le sens.</note></p>
<pb n="1" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=2"/><p>Compléments sur transformation de Coxeter d'un système de racines
<note type="authorial" place="margin">irréductible</note>
(Kostant).
<note type="authorial" place="margin">The principal 3-dimensional subgroup …  Th. 9.2</note>
<note type="editorial" resp="#pass">les deux ajouts sont à l'encre : <hi rend="italic">irréductible</hi>, entouré, est
appelé par un trait devant « (Kostant) » ; la ligne anglaise est écrite sous
le titre et renvoie, semble-t-il, au titre de l'article de Kostant et à son
théorème 9.2.</note></p>
<p>a) Soit <formula notation="TeX">w\in W</formula>. Alors toute valeur propre de <formula notation="TeX">w</formula> est une racine de <formula notation="TeX">1</formula>
d'ordre divisant un des entiers <formula notation="TeX">m_i+1</formula> (où les <formula notation="TeX">m_i</formula> sont les exposants
caractéristiques), donc d'ordre <formula notation="TeX">\leqslant h</formula>. Pour qu'il y en ait une qui
soit d'ordre <formula notation="TeX">h</formula>, il faut et suffit que <formula notation="TeX">w</formula> soit une transformation de
Coxeter, et <supplied resp="#pass">alors</supplied> les éléments non nuls du sous-espace propre
correspondant
<note type="authorial" place="margin"><unclear>(qui est de dim. 1)</unclear></note>
sont des éléments réguliers.
<note type="editorial" resp="#pass">« alors » est ajouté à l'encre au-dessus de la ligne ; la note marginale
gauche est appelée par un signe d'insertion après « correspondant ».</note></p>
<p><hi rend="bold">Corollaire 1</hi> : Soit <formula notation="TeX">\mu</formula> le sous-groupe de <formula notation="TeX">W</formula> engendré par un
élément de Coxeter <formula notation="TeX">c</formula>, donc <formula notation="TeX">\mu\simeq \mathbf{Z}/h\mathbf{Z}</formula>. Alors <formula notation="TeX">\mu</formula>
est égal au centralisateur de <formula notation="TeX">c</formula>, donc de <formula notation="TeX">\mu</formula>, et si <formula notation="TeX">\nu</formula> est le
normalisateur de <formula notation="TeX">\mu</formula>, l'homomorphisme
<formula notation="TeX" rend="display">\nu/\mu \longrightarrow \operatorname{Aut}(\mu)\simeq(\mathbf{Z}/h\mathbf{Z})^{*}</formula>
est un isomorphisme ; en d'autres termes, pour tout entier <formula notation="TeX">n</formula> premier à <formula notation="TeX">h</formula>,
il existe un <formula notation="TeX">w\in W</formula> tel que <formula notation="TeX">wcw^{-1}=c^{h}</formula>, et <formula notation="TeX">w</formula> est déterminé
<formula notation="TeX">\operatorname{mod}\mu</formula>.
<note type="editorial" resp="#pass">le tapuscrit porte bien <formula notation="TeX">c^{h}</formula> ; le sens, et la phrase qui suit
(« si <formula notation="TeX">n</formula> est un entier premier à <formula notation="TeX">h</formula>, alors <formula notation="TeX">c^{n}</formula> est conjugué de <formula notation="TeX">c</formula> »),
demandent <formula notation="TeX">c^{n}</formula>. Non corrigé ici. Les lettres <formula notation="TeX">\mu</formula>, <formula notation="TeX">\nu</formula> et les symboles
<formula notation="TeX">\simeq</formula>, <formula notation="TeX">\in</formula> sont ajoutés à la main dans les blancs de la frappe.</note>
<note type="authorial" place="margin">Quelle extension de <formula notation="TeX">(\mathbf{Z}/h\mathbf{Z})^{*}</formula> par
<formula notation="TeX">\mathbf{Z}/h\mathbf{Z}</formula> obtient-on ?</note>
<note type="authorial" place="margin"><unclear>échanger avec cor. 3 ?</unclear></note>
<note type="editorial" resp="#pass">la première note est dans la marge droite, en face de l'isomorphisme ;
la seconde dans la marge gauche, le long d'un trait vertical qui tient tout
l'énoncé du corollaire 1.</note></p>
<p>Soit en effet <formula notation="TeX">D</formula> <supplied resp="#pass">le sous-espace</supplied> propre sous <formula notation="TeX">c</formula> correspondant à une
racine primitive <formula notation="TeX">h</formula>.ème de <formula notation="TeX">1</formula>. Alors <formula notation="TeX">\dim D=1</formula> (prop. 30), et
<formula notation="TeX">\mathfrak{z}=\operatorname{Centr}(\mu)</formula> normalise <formula notation="TeX">D</formula>, d'où un homomorphisme
<formula notation="TeX">\mathfrak{z}\to\operatorname{Aut}(D)=\mathbf{C}^{*}</formula>, dont l'image est un
sous-groupe fini de <formula notation="TeX">\mathbf{C}^{*}</formula>, contenant l'image (isomorphe) de <formula notation="TeX">\mu</formula>,
donc cyclique d'ordre un multiple de <formula notation="TeX">h</formula>. Grâce à Kostant, son ordre est égal
à <formula notation="TeX">h</formula>, et on a donc trouvé une rétraction <formula notation="TeX">\mathfrak{z}\to\mu</formula>, il faut
prouver que son noyau est réduit à <formula notation="TeX">1</formula>. Or si <formula notation="TeX">w</formula> est dans ce noyau, il
<del>induit</del> centralise <formula notation="TeX">D</formula>, et comme <formula notation="TeX">D</formula> est régulière par Kostant, cela
implique <formula notation="TeX">w=1</formula>. On a donc prouvé <formula notation="TeX">\mathfrak{z}=\mu</formula>. Reste à prouver que si
<formula notation="TeX">n</formula> est un entier premier à <formula notation="TeX">h</formula>, alors <formula notation="TeX">c^{n}</formula> est conjugué de <formula notation="TeX">c</formula>, ce qui
résulte également de Kostant.
<note type="editorial" resp="#pass">« le sous-espace » est écrit à la main au-dessus d'un mot recouvert à
la machine. La lettre gothique notée ici <formula notation="TeX">\mathfrak{z}</formula> est une figure de
3 bouclée, ajoutée à la main.</note></p>
<p><hi rend="bold">Corollaire</hi>. Soit <formula notation="TeX">c</formula> un élément de Coxeter, et <formula notation="TeX">\lambda</formula> une valeur
propre de <formula notation="TeX">c</formula>, correspondant à un vecteur propre <formula notation="TeX">x</formula>. Pour que <formula notation="TeX">x</formula> soit
régulier, il faut et il suffit que <formula notation="TeX">\lambda</formula> soit une racine primitive
<formula notation="TeX">h</formula>.ème de <formula notation="TeX">1</formula>.
<note type="editorial" resp="#pass">un trait vertical, dans la marge gauche, tient cet énoncé.</note></p>
<p>La suffisance a déjà été énoncée avec le th. de Kostant. Pour la nécessité,
soit <formula notation="TeX">h'\leqslant h</formula> l'ordre de la valeur propre, alors <formula notation="TeX">c^{h'}</formula> centralise
<formula notation="TeX">x</formula>, donc, <formula notation="TeX">x</formula> étant régulier, on a <formula notation="TeX">c^{h'}=1</formula>, donc <formula notation="TeX">h'=h</formula>, cqfd.</p>
<p><hi rend="bold">Corollaire</hi>. <del>Soit D une</del> <del>Considérons</del> droite
régulière<supplied resp="#pass">s</supplied> dans <formula notation="TeX">V\otimes\mathbf{C}</formula> telle qu'il existe un élé-
<note type="editorial" resp="#pass">deux débuts se superposent à la frappe, « Soit D une » et, au-dessus,
« Considérons », tous deux recouverts de caractères ; la phrase reprend à
« droite régulières ». La lecture voulue est vraisemblablement « Soit <formula notation="TeX">D</formula> une
droite régulière ».</note></p>
<pb n="2" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=3"/><p>ment de Coxeter <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">c</formula></supplied> de <formula notation="TeX">W</formula> qui la normalise. Alors le normalisateur de
<formula notation="TeX">D</formula> dans <formula notation="TeX">W</formula> est le groupe engendré par <formula notation="TeX">c</formula>, et il existe une unique élément
de Coxeter de <formula notation="TeX">W</formula> normalisant <formula notation="TeX">D</formula> et y ayant pour valeur propre une racine
<formula notation="TeX">h</formula>.ème primitive donnée de <formula notation="TeX">1</formula>. Les droites régulières <formula notation="TeX">D</formula> ayant la propriété
précédente (appelées « droites cycliques » par Kostant) sont conjuguées sous
<formula notation="TeX">W</formula>, leur nombre est égal à <formula notation="TeX">\operatorname{card}(W)/h</formula>.
<note type="editorial" resp="#pass">le <formula notation="TeX">c</formula> est ajouté à l'encre ; « <formula notation="TeX">h</formula>.ème » est frappé au-dessus de la
ligne.</note></p>
<p>NB Dans l'ensemble des droites cycliques, le groupe
<formula notation="TeX">(\mathbf{Z}/h\mathbf{Z})^{*}</formula> opère en commutant à l'action de <formula notation="TeX">W</formula>
librement ; deux droites cycliques sont conjuguées sous l'action de ce groupe
si et seulement si elles ont même stabilisateur dans <formula notation="TeX">W</formula>.
<note type="editorial" resp="#pass">le reste du feuillet est blanc.</note></p>
</div>
<div type="section">
<head>Lissification des morphismes de Kostant</head>
<p><note type="editorial" resp="#pass">titre de sa main, en haut à droite du feuillet 3, qui ne porte rien
d'autre : c'est une chemise, et elle ne reçoit pas de <hi rend="monospace">page</hi>. Le
premier mot est d'une lecture sûre au feuillet 7, où il revient.</note></p>
<pb n="4" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=5"/><p><note type="editorial" resp="#pass">notations : <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula> transcrit le <formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula>
gothique souligné de l'algèbre de Lie de <formula notation="TeX">G</formula>, <formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula> le <formula notation="TeX">J</formula> gothique
de l'espace des invariants, <formula notation="TeX">\underline{t}</formula> l'algèbre de Lie du tore,
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}</formula> un <formula notation="TeX">L</formula> ronde soulignée, <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> un <formula notation="TeX">B</formula>
rond. La feuille est une liste de notations, symbole à gauche, définition à
droite.</note></p>
<list rend="itemize">
<label><formula notation="TeX">G</formula></label><item>schéma en groupes semi-simple <hi rend="italic">adjoint</hi> sur <formula notation="TeX">S</formula>.</item>
<label><formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula></label><item>algèbre de Lie <unclear>comme Module</unclear> sur
<formula notation="TeX">\mathrm{Sch}_{/S}</formula>, donc schéma vectoriel sur <formula notation="TeX">S</formula></item>
<label><formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}}</formula></label><item>sous-schéma ouvert des
éléments « réguliers <supplied resp="#pass">semi-</supplied>simples » i.e. de nullité minimum
(« réguliers » dans SGA 3 XIII)</item>
<label><formula notation="TeX">T</formula></label><item>« le » tore maximal d'un couple de Killing (tore sur <formula notation="TeX">S</formula>)</item>
<label><formula notation="TeX">\underline{t}</formula></label><item>son algèbre de Lie, regardée comme schéma vectoriel
sur <formula notation="TeX">S</formula></item>
<label><formula notation="TeX">W</formula></label><item>« le » groupe de Weyl, opérant sur <formula notation="TeX">T</formula>, donc sur <formula notation="TeX">\underline{t}</formula>.</item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{J}=\underline{t}/W</formula> ;</label><item><formula notation="TeX">\underline{t}</formula> est parfois noté
<formula notation="TeX">\mathfrak{J}'</formula>, donc <formula notation="TeX">\mathfrak{J}'\to\mathfrak{J}</formula> revêtement (ramifié).</item>
<label><formula notation="TeX">\underline{t}^{\mathrm{rss}}</formula></label><item>ouvert de <formula notation="TeX">\underline{t}</formula> des éléments
« réguliers <supplied resp="#pass">semi-</supplied>simples ». Il est stable sous <formula notation="TeX">W</formula>.</item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{J}^{\mathrm{rss}}=\underline{t}^{\mathrm{rss}}/W</formula> ;</label><item><formula notation="TeX">\mathrm{Tor}</formula> schéma des tores maximaux, <formula notation="TeX">\mathrm{Kill}</formula> schéma des couples
de Killing</item>
<label><formula notation="TeX">\mathrm{Bor}</formula></label><item>schéma des <del>drapeaux</del> Borels,</item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula></label><item>le « Borel universel » <formula notation="TeX">\subset G_{\mathrm{Bor}}</formula>, donc
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}/\mathfrak{B}_u\simeq T_{\mathrm{Bor}}</formula></item>
<label><formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}</formula></label><item>son algèbre de Lie, qui est un fibré
vectoriel (<unclear>et autres structures</unclear>) sur <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> ,
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}/\underline{\mathfrak{L}}_u\simeq
\underline{t}_{\mathrm{Bor}}</formula>. On a un morphisme « surjectif »
<formula notation="TeX">p\colon\underline{\mathfrak{L}}\to\underline{\mathfrak{g}}</formula> et un morphisme
lisse <formula notation="TeX">\tilde f'\colon\underline{\mathfrak{L}}\to\underline{t}=\mathfrak{J}'</formula></item>
<label><formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}}</formula></label><item>sous-fibré des éléments
« rég. ss » dans <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}_{\mathrm{Bor}}</formula> ;
<formula notation="TeX">=p^{-1}(\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}})</formula>.</item>
</list>
<p><note type="editorial" resp="#pass">« semi- » est ajouté au-dessus de « simples » aux deux endroits. Les
deux morphismes <formula notation="TeX">p</formula> et <formula notation="TeX">\tilde f'</formula> sont encadrés dans la marge droite,
d'une encre plus claire, et reliés par une accolade ; le premier <formula notation="TeX">\sim</formula> de
<formula notation="TeX">\tilde f'</formula> se lit mal. La ligne de <formula notation="TeX">\mathrm{Tor}</formula> et <formula notation="TeX">\mathrm{Kill}</formula> est
ajoutée à droite de <formula notation="TeX">\mathfrak{J}^{\mathrm{rss}}</formula>, liée par un trait à
« Kill ».</note></p>
<p>On a un isom. canon.
<formula notation="TeX" rend="display">\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}}\simeq \mathrm{Kill}\times_S
  \underline{t}^{\mathrm{rss}}</formula>
et un carré cartésien</p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}} \arrow[d] &amp;
\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}}\simeq\mathrm{Kill}\times\underline{t}^{\mathrm{rs}} \arrow[l] \arrow[d] \\
\mathrm{Tor} &amp; \mathrm{Kill} \arrow[l]
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><note type="authorial" place="margin"><formula notation="TeX">\operatorname{Lie}(\mathcal{T})^{\mathrm{rss}}</formula>, où <formula notation="TeX">\mathcal{T}</formula>
est le tore maximal universel</note>
<note type="editorial" resp="#pass">la note marginale, à gauche, est reliée par une flèche au coin
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}}</formula> du carré.</note></p>
<p>Il y a une opération naturelle de <formula notation="TeX">W</formula> sur <formula notation="TeX">\mathrm{Kill}</formula>, faisant de
<formula notation="TeX">\mathrm{Kill}</formula> un torseur sous <formula notation="TeX">W_{\mathrm{Tor}}</formula>, d'où une opération de <formula notation="TeX">W</formula>
sur le produit fibré <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}}</formula>, qui sur
<formula notation="TeX">\mathrm{Kill}\times\underline{t}^{\mathrm{rs}}</formula> se réduit à l'action
<hi rend="italic">diagonale</hi>. Comme
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}}\simeq
\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}}/W</formula>, on trouve un hom naturel
<formula notation="TeX" rend="display">\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}}\longrightarrow
  \mathfrak{J}=\underline{t}^{\mathrm{rss}}/W</formula>
<note type="editorial" resp="#pass">ce dernier alinéa est d'une encre brune, plus tardive que le reste de
la page.</note></p>
<pb n="5" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=6"/><p>donnant naissance au diagramme</p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}} \arrow[d, "f^{\mathrm{rss}}"'] &amp;
\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}} \arrow[l, "q^{\mathrm{rss}}"'] \arrow[d, "\tilde f'^{\mathrm{rss}}"] \\
\mathfrak{J}^{\mathrm{rs}}=\underline{t}^{\mathrm{rss}}/W &amp;
\mathfrak{J}'=\underline{t}^{\mathrm{rss}} \arrow[l]
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p>Supposons que <formula notation="TeX">W</formula> opère <del>trivial.</del> <hi rend="italic">librement</hi> sur
<formula notation="TeX">\underline{t}^{\mathrm{rss}}</formula> ; (ce qui est le cas <unclear>si</unclear> les car. 
résiduelles sont toutes <formula notation="TeX">\neq 2</formula>.
<note type="authorial" place="margin">Il revient ici au même qu'il opère fidèlement <del><gap reason="illegible"/></del> sur
les fibres géom. de <formula notation="TeX">\underline{t}</formula>,</note>
Alors le diagramme précédent est cartésien ; <del><gap reason="illegible"/></del>
<note type="editorial" resp="#pass">la note, dans une bulle en haut à droite, est reliée à
« librement » ; la parenthèse ouverte avant « ce qui » ne se ferme pas.</note></p>
<p>Je dis que le morphisme
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}}\to\mathfrak{J}^{\mathrm{rss}}</formula> se
prolonge en un morphisme <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}\to\mathfrak{J}</formula>
(évidemment unique), d'où un diagramme commutatif <gap reason="illegible"/></p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
\underline{\mathfrak{g}} \arrow[d, "f"'] &amp; &amp; \underline{\mathfrak{L}} \arrow[ll, "q"'] \arrow[dl, "\tilde f'"] \\
\mathfrak{J}=\underline{t}/W &amp; \mathfrak{J}'=\underline{t} \arrow[l] &amp;
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><note type="editorial" resp="#pass">sous l'avant-dernier <formula notation="TeX">\underline{t}</formula> un exposant « rss » est biffé.</note></p>
<p><note type="authorial" place="margin">NB L'anneau affine de <formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula> sur <formula notation="TeX">S</formula> est le sous-anneau des
invariants de l'anneau <gap reason="illegible"/> de <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula> sur <formula notation="TeX">S</formula>, et <formula notation="TeX">f</formula>
est <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> d'un <gap reason="illegible"/> dans <gap reason="illegible"/> invariants dans un schéma affine
(<unclear>construction probablement</unclear> <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> sur un schéma
<gap reason="illegible"/> ?)</note>
<note type="editorial" resp="#pass">bloc encadré dans la marge gauche, d'une écriture serrée et en partie
effacée ; seul le début se lit sûrement.</note></p>
<p>Dém. de l'existence de <formula notation="TeX">f</formula>. On se ramène au cas <formula notation="TeX">S=\operatorname{Spec}
\mathbf{Z}</formula>, <formula notation="TeX">G</formula> déployé. <del>Alors il suffit de <gap reason="illegible"/> pour <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/>
de <gap reason="illegible"/>.</del> Comme <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula> est normal, <formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula>
affine, il suffit de le voir sur les fibres géométriques ; là c'est connu
(Kostant …).</p>
<p>Introduisons
<formula notation="TeX" rend="display">\underline{\mathfrak{g}}'=\underline{\mathfrak{g}}\times_{\mathfrak{J}}\mathfrak{J}'</formula>
on trouve donc un diagramme</p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
\underline{\mathfrak{g}} \arrow[d, "f"'] &amp; \underline{\mathfrak{g}}' \arrow[l] \arrow[d, "f'"'] &amp; \underline{\mathfrak{L}} \arrow[l, "p"'] \arrow[dl, "\tilde f'"] \arrow[r] \arrow[ll, bend right=30, "q"'] &amp; D \\
\mathfrak{J} &amp; \mathfrak{J}' \arrow[l] &amp; &amp;
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><note type="editorial" resp="#pass">la flèche <formula notation="TeX">q</formula> est tracée en arc au-dessus de la ligne. Le but <formula notation="TeX">D</formula> de la
dernière flèche, écrit à l'encre pâle, est de lecture douteuse : sans doute
le schéma de base de <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}</formula>. Deux ovales au crayon pâle
entourent <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}'</formula> et <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}</formula>.</note></p>
<p>avec <formula notation="TeX">p</formula> morphisme projectif, <formula notation="TeX">\tilde f'</formula> morphisme lisse ; dans le cas
favorable où <formula notation="TeX">W</formula> opère <del>fidèlement</del> <hi rend="italic">librement</hi> sur
<formula notation="TeX">\mathfrak{J}^{\mathrm{rss}}</formula>, i.e. fidèlement sur les fibres géom. de
<formula notation="TeX">\underline{t}</formula>, alors <formula notation="TeX">p</formula> <del>induit</del> est un isom. birationnel, plus
précisément il induit un isom. 
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}^{\mathrm{rss}}\simeq
\underline{\mathfrak{g}}'^{\mathrm{rss}}</formula>, où
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}'^{\mathrm{rss}}=\underline{\mathfrak{g}}'\,|\,
\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{rss}}</formula>.
<note type="editorial" resp="#pass">ce dernier alinéa, d'encre brune, est plus tardif.</note></p>
<pb n="6" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=7"/><p>Par réduction au cas de la base <formula notation="TeX">\mathbf{Z}</formula> ou <formula notation="TeX">\mathbf{Z}[1/2]</formula>, et par
application du Main theorem, on trouve que le plus grand ouvert de
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}'</formula> sur lequel <formula notation="TeX">p</formula> est un isom. est formé des
<formula notation="TeX">x'\in\underline{\mathfrak{g}}'</formula> tels que <formula notation="TeX">p^{-1}(x')</formula> soit fini (ou encore,
<supplied resp="#pass">contienne un</supplied> élément isolé) i.e. l'image inverse de l'<unclear>ouvert</unclear>
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}^{\mathrm{reg}}\subset\underline{\mathfrak{g}}</formula>,
formé des points <formula notation="TeX">x</formula> tels que <formula notation="TeX">q^{-1}(x)</formula> soit fini (ou encore …), i.e. 
<unclear>les</unclear> <formula notation="TeX">x\in\underline{\mathfrak{g}}</formula> contenus dans un nb
<hi rend="italic">fini</hi> seulement de sous-algèbres de Borel. En vertu de Springer PM
n° 30, 5.3, <del>il résulte</del> <supplied resp="#pass">on voit</supplied> que cet
ouvert <del>contient</del> <unclear>rencontre</unclear> les points unipotents de toute
fibre, et on prévoit que l'on <unclear>pourra</unclear> en déduire qu'il rencontre
toute fibre de <formula notation="TeX">f\colon\underline{\mathfrak{g}}\to\mathfrak{J}</formula> ?
<hi rend="bold">Non</hi> en car. 2, cas <formula notation="TeX">A_1</formula>, <formula notation="TeX">B_2</formula> … peut-être d'autres …
<note type="editorial" resp="#pass">« Non » est souligné deux fois et écrit plus tard, à l'encre plus
noire, comme le <formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula> repassé qui le précède.</note></p>
<p><hi rend="bold">Questions</hi>.</p>
<list rend="enumerate">
<label>0)</label><item><formula notation="TeX">W</formula> opère-t-il fidèlement sur <formula notation="TeX">\underline{t}^{\mathrm{rss}}</formula> ?</item>
<label>a)</label><item><formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula> est-il régulier, i.e. <formula notation="TeX">\mathfrak{J}'</formula> plat sur
<formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula> ?</item>
<label>b)</label><item><formula notation="TeX">f</formula> est-il plat (indépendamment de a)) ; en fait
<formula notation="TeX">f</formula> plat <formula notation="TeX">\Longleftrightarrow</formula> <formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula> régulier et <formula notation="TeX">f</formula>
équidimensionnel.
<note type="authorial" place="margin">Oui pour les « bons » nombres premiers ?</note></item>
<label>c)</label><item>Les fibres de <formula notation="TeX">f</formula> géom. <del><gap reason="illegible"/></del> <unclear>intègres</unclear> ?
Sont-elles des <gap reason="illegible"/>, <unclear>la</unclear> <gap reason="illegible"/> l'adhérence d'une orbite sous
<formula notation="TeX">G</formula>, <unclear>le</unclear> complémentaire <gap reason="illegible"/> de codim. <formula notation="TeX">\geqslant 2</formula> (car
d'ailleurs dans la fibre <gap reason="illegible"/> de <gap reason="illegible"/> normales, donc
<unclear>équivaut</unclear> que les fibres de <formula notation="TeX">f</formula> <unclear>soient normales</unclear>
(<unclear>si bons nombres</unclear>), <gap reason="illegible"/> <formula notation="TeX">f'</formula> normal, donc
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}'</formula> normal, dans
<formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}\to\underline{\mathfrak{g}}'\to\underline{\mathfrak{g}}</formula>
factorisation de Stein)</item>
<label>d)</label><item>Les points de lissité de <formula notation="TeX">f</formula> sont-ils les points réguliers
(<unclear>quasi-réguliers</unclear> ?) i.e. ceux au dessus desquels <formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula>
<gap reason="illegible"/> ? <del><gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/></del> Sont-ce aussi les <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> dans
<gap reason="illegible"/> de dimension <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> minimum, soit <formula notation="TeX">r</formula> ?</item>
<label>e)</label><item><del>Les orbites de <formula notation="TeX">G</formula> sur <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula> et
<formula notation="TeX">\mathfrak{J}</formula></del> Définir stratification orbitale <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> Chevalley sur
<formula notation="TeX">\mathbf{Z}</formula>, suivant une filtration naturelle de <formula notation="TeX">\underline{t}</formula> ; cette
structure orbitale devrait être homologue (<unclear><formula notation="TeX">G</formula> opérant sur
<formula notation="TeX">\tilde G</formula></unclear>) à la structure orbitale de <formula notation="TeX">G</formula> <unclear>opérant sur</unclear>
<formula notation="TeX">\tilde G</formula> <gap reason="illegible"/> connue) ; relations entre les <unclear>classes</unclear> <gap reason="illegible"/>
et orbites combinatoires correspondantes : des orbites <unclear>unipotentes</unclear> ?
 / Questions analogues pour <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula>, <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{L}}</formula>.</item>
</list>
<p><note type="authorial" place="margin">f) Reprendre théorie de Kostant : A-t-on section de l'ouvert des
pts réguliers etc …</note>
<note type="authorial" place="margin">g) Étudier fibres de <formula notation="TeX">p\colon\underline{\mathfrak{L}}\to
\underline{\mathfrak{g}}'</formula>, i.e. les composantes connexes de la variété des
sous-alg. de Borel de <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula> contenant un élément donné.
Quelle est sa dimension (relation avec dim. de l'orbite) ?</note>
<note type="editorial" resp="#pass">la page est très chargée et d'écriture rapide ; les questions c), d)
et e) ne se lisent que par fragments. Les items f) et g) sont écrits dans la
marge gauche, en face de e), à l'encre brune ; e) est lui-même en partie à
l'encre brune. Dans la marge gauche, en face de c), un bloc commençant par
« NB » et contenant « <formula notation="TeX">\underline{t}/W</formula> » et
« <formula notation="TeX">\underline{\mathfrak{g}}</formula> sur <formula notation="TeX">S</formula> » est entièrement biffé de hachures et
ne se lit pas.</note></p>
</div>
<div type="section">
<head>Lissification des morphismes de Steinberg</head>
<p><note type="editorial" resp="#pass">titre de sa main, en haut à droite du feuillet 7, qui ne porte rien
d'autre : une chemise, sans <hi rend="monospace">page</hi>.</note></p>
<pb n="8" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=9"/>
<list rend="itemize">
<label><formula notation="TeX">G</formula></label><item>schéma en groupes réductif sur base <formula notation="TeX">S</formula>.</item>
<label><formula notation="TeX">D=\mathrm{Bor}(G)</formula>,</label><item>schéma des Borels.</item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{B}\to D</formula></label><item>le « Borel universel » ; <formula notation="TeX">\mathfrak{B}\subset
G_D=G\times_S D</formula> sous-schéma en groupes</item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{B}_u\subset\mathfrak{B}</formula></label><item>la partie unipotente</item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{B}\to T_D=\mathfrak{B}/\mathfrak{B}_u</formula></label><item>tore sur <formula notation="TeX">D</formula>.</item>
</list>
<p>On sait que <formula notation="TeX">T_D</formula> est muni d'une donnée de descente de <formula notation="TeX">D</formula> à <formula notation="TeX">S</formula>, d'où un tore
<formula notation="TeX">T</formula> sur <formula notation="TeX">S</formula> <del><gap reason="illegible"/></del> avec isom. 
<formula notation="TeX" rend="display">\struck{\ill{}}\ T_D\simeq T\times_S D, \quad\text{donc}\quad
  \hat T_D\simeq M_D,\ \text{où}\ M=\hat T\ \text{réseau sur}\ S.</formula></p>
<list rend="itemize">
<label><formula notation="TeX">K=\mathrm{Kill}(G)</formula>,</label><item>schéma des couples de Killing <formula notation="TeX">(T,\mathfrak{B})</formula>,
<formula notation="TeX">K=\underline{\mathrm{Tmax}}(\mathfrak{B})</formula></item>
<label><formula notation="TeX">K\to D</formula></label><item><unclear>le</unclear> morphisme standard</item>
<label><formula notation="TeX">T_K\hookrightarrow\mathfrak{B}_K</formula></label><item>le <del>tore maximal</del> couple de
Killing universel ; <formula notation="TeX">T_K=T\times_S K</formula></item>
<label><formula notation="TeX">N_K=\operatorname{Norm}(T_K,G_K)</formula></label><item></item>
<label><del><formula notation="TeX">P_K=\ill{}</formula></del></label><item></item>
<label><formula notation="TeX">W_K=N_K/T_K</formula></label><item>opère sur <formula notation="TeX">T_K</formula>, <formula notation="TeX">M_K</formula></item>
</list>
<p><note type="editorial" resp="#pass">à gauche de « <formula notation="TeX">=\mathrm{Kill}(G)</formula> » une lettre est biffée et
remplacée par <formula notation="TeX">K</formula>. Le couple <formula notation="TeX">(T,\mathfrak{B})</formula> est ajouté au-dessus de
« Killing », avec un trait vers <formula notation="TeX">K=\mathrm{Tmax}(\mathfrak{B})</formula> ; un trait
vertical, dans la marge droite, tient les lignes de <formula notation="TeX">K\to D</formula> à <formula notation="TeX">N_K</formula>.</note></p>
<p>On sait que ces opérations proviennent d'opérations d'un groupe <formula notation="TeX">W/S</formula> sur
<formula notation="TeX">T</formula>, <formula notation="TeX">M</formula> (avec sa structure <gap reason="illegible"/>)
<formula notation="TeX" rend="display">W_K\simeq W\times_S K</formula>
<del><gap reason="illegible"/></del> <supplied resp="#pass">soit</supplied> <formula notation="TeX">I=T/W</formula>.</p>
<p>On définit un <unclear>morphisme</unclear> <supplied resp="#pass">unique</supplied> (canonique), invariant par
automorphismes intérieurs (donc par tous automorphismes de <formula notation="TeX">G</formula>, quand on fait
opérer sur <formula notation="TeX">I</formula> les automorphismes extérieurs)
<formula notation="TeX" rend="display">G\xrightarrow{\ f\ } I</formula>
La restriction de <formula notation="TeX">f</formula> à <formula notation="TeX">T_0</formula>, si <formula notation="TeX">T_0\subset B_0</formula>, est donnée par
<formula notation="TeX" rend="display">f\,|\,T_0 = \text{morph.\ can.}\ T_0\to T_0/W_0\simeq I .</formula>
<note type="authorial" place="margin">Défini sans hypothèse <formula notation="TeX">G</formula> simpl. connexe ? <hi rend="italic">Oui</hi>
<unclear>en dehors de</unclear> <gap reason="illegible"/> (<unclear>Steinb.</unclear>) <formula notation="TeX">f</formula> normal en tous
cas ?? [Mais alors il faudrait que <formula notation="TeX">I</formula> soit lisse<formula notation="TeX">/S</formula> en tous cas !]</note>
<note type="editorial" resp="#pass">la note, à l'encre brune dans la marge gauche, est reliée par une
accolade à « <formula notation="TeX">G\xrightarrow{f}I</formula> » ; « Un », entouré, est écrit devant « La
restriction ».</note></p>
<pb n="9" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=10"/><p>Soit <formula notation="TeX">G'</formula> défini par la condition d'avoir un diagramme cartésien</p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
\mathfrak{X}=G \arrow[d, "f"'] &amp; \mathfrak{X}'=G' \arrow[l] \arrow[d, "f'"] &amp; \mathfrak{B}=\tilde{\mathfrak{X}} \arrow[l, "p"'] \arrow[dl, "\tilde f"] \\
I &amp; I'=T \arrow[l, "\pi"] &amp;
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><note type="editorial" resp="#pass">« cart » est écrit, souligné, au centre du carré de gauche ;
<formula notation="TeX">\mathfrak{X}'=G'</formula> et <formula notation="TeX">\mathfrak{B}=\tilde{\mathfrak{X}}</formula> sont encadrés
ensemble.</note></p>
<p>Utilisant le fait que <formula notation="TeX">f</formula> est normal, donc <formula notation="TeX">f'</formula> normal, on trouve que <formula notation="TeX">G'</formula>
est normal.</p>
<p>On va définir un hom
<formula notation="TeX" rend="display">p\colon \mathfrak{B}\longrightarrow G'</formula>
i.e. des hom
<formula notation="TeX" rend="display">\tilde f\colon\mathfrak{B}\to T,\qquad h\colon\mathfrak{B}\to G
  \qquad\text{tels que }\ \pi\tilde f=f h</formula>
On prendra
<formula notation="TeX" rend="display">\begin{cases}
  h(g,B)=g\\
  \tilde f(g,B)=g\in B/B_u(-)\simeq T(-),
  \end{cases}</formula>
i.e. <formula notation="TeX">h</formula> est le composé
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}\to G_D=G\times_S D\xrightarrow{\mathrm{pr}_1}G</formula>, i.e. <formula notation="TeX">\tilde f</formula>
est le composé
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}\to\mathfrak{B}/\mathfrak{B}_u=T_D\simeq T\times_S
D\xrightarrow{\mathrm{pr}_1}T</formula>.
<note type="editorial" resp="#pass">les deux « i.e. » sont écrits en face des deux lignes de l'accolade ;
ils sont reportés ici sous elle.</note></p>
<p>Pour voir que <formula notation="TeX">\pi\tilde f=fh</formula>, il suffit de le voir sur l'ouvert dense
<supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">\mathfrak{B}^{\mathrm{rs}}</formula></supplied> des <del>pa</del> <formula notation="TeX">(g,B)</formula> avec <formula notation="TeX">g</formula> régulier
ss, <del><gap reason="illegible"/></del> donc <formula notation="TeX">g\in T\subset B</formula>, et alors c'est trivial.
<note type="editorial" resp="#pass">« <formula notation="TeX">\mathfrak{B}^{\mathrm{rs}}</formula> des » est écrit au-dessus de la ligne,
à la place d'un mot biffé.</note></p>
<p><hi rend="bold">NB</hi>
<formula notation="TeX">\begin{cases}\text{$h$ est propre, donc $p$ est propre (comme on verra qu'il est birationnel)}\\ \text{$\tilde f$ est lisse.}\end{cases}</formula></p>
<list rend="itemize">
<label><formula notation="TeX">G^{\mathrm{reg}}</formula></label><item>l'ouvert des points réguliers de <formula notation="TeX">G</formula> <formula notation="TeX">=</formula> ouvert
des pts de lissité de <formula notation="TeX">f</formula></item>
<label><formula notation="TeX">G'^{\mathrm{reg}}</formula></label><item>son image inverse dans <formula notation="TeX">G'</formula></item>
<label><formula notation="TeX">\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}}</formula></label><item>son image inverse dans <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula>.</item>
</list>
<p><note type="editorial" resp="#pass">« <formula notation="TeX">=</formula> ouvert des pts de lissité de <formula notation="TeX">f</formula> » est ajouté en fin de ligne,
d'une écriture plus petite.</note></p>
<pb n="10" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=11"/><p><hi rend="bold">Théorème</hi></p>
<list rend="enumerate">
<label>(i)</label><item>(Pour mémoire) <formula notation="TeX">p\colon\mathfrak{B}\to G'</formula> est projectif,
<formula notation="TeX">\tilde f\colon\mathfrak{B}\to T</formula> est lisse.</item>
<label>(ii)</label><item><formula notation="TeX">p</formula> induit
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}}\overset{\mathrm{df}}{=}\mathfrak{B}\,|\,G'^{\mathrm{reg}}
\xrightarrow{\ \sim\ }G'^{\mathrm{reg}}</formula>
et <formula notation="TeX">G'^{\mathrm{reg}}</formula> est le plus grand ouvert au dessus duquel <formula notation="TeX">p</formula> est un
isom.</item>
<label>(iii)</label><item>(Pour mémoire) <formula notation="TeX">\mathfrak{B}-\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}}</formula> est de
codim. <formula notation="TeX">\geqslant 2</formula> <del><gap reason="illegible"/></del> dans <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> (fibre par fibre sur
<formula notation="TeX">S</formula> <unclear>ou</unclear> sur <formula notation="TeX">D</formula>) ; <formula notation="TeX">G'-G'^{\mathrm{reg}}</formula> a toutes ses
composantes irréductibles de codimension <formula notation="TeX">3</formula> (fibre par fibre sur <formula notation="TeX">S</formula>)</item>
<label>(iv)</label><item>(Si <formula notation="TeX">S</formula> <del><gap reason="illegible"/></del> normal <unclear>loc. noeth.</unclear>)
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})\xrightarrow{\ \sim\ }
  \operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})\xleftarrow{\ \sim\ }
  \operatorname{Pic}(G'^{\mathrm{reg}})
  \qquad
  \operatorname{Pic}(D)\xrightarrow{\ \wr\ }\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula>
<note type="authorial" place="margin">[<del><gap reason="illegible"/></del> Si <formula notation="TeX">T</formula> <unclear>est trivial</unclear>, <del>ou</del> <gap reason="illegible"/>
<unclear>génériquement</unclear> si <unclear><gap reason="illegible"/> les points maximaux de <formula notation="TeX">S</formula>,</unclear>
l'image de <formula notation="TeX">\pi_1(S,\xi)</formula> dans <formula notation="TeX">\operatorname{Ext}(G_\xi)</formula> est telle que
<formula notation="TeX">H^1(\Gamma,M)=0</formula>] <unclear>on a une réciproque</unclear> si <formula notation="TeX">S</formula> régulier.</note>
et en faisceautisant sur <formula notation="TeX">S</formula> (pour la top. étale, disons)
<formula notation="TeX" rend="display">\underline{\mathrm{Pic}}_{\mathfrak{B}/S}\xrightarrow{\ \sim\ }
  \underline{\mathrm{Pic}}_{\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}}/S}\xleftarrow{\ \sim\ }
  \underline{\mathrm{Pic}}_{G'^{\mathrm{reg}}/S}
  \qquad
  M\to P\simeq\underline{\mathrm{Pic}}_{D/S}\xrightarrow{\ \wr\ }
  \underline{\mathrm{Pic}}_{\mathfrak{B}/S}</formula>
<note type="editorial" resp="#pass">sur la page, <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)</formula> et <formula notation="TeX">M\to P\simeq
\underline{\mathrm{Pic}}_{D/S}</formula> sont écrits sous le premier terme, avec une
flèche verticale vers le haut marquée <formula notation="TeX">\wr</formula> ; ils sont ramenés ici sur la même
ligne. Sous <formula notation="TeX">M\to P</formula> : « (injectif si <formula notation="TeX">G</formula> semi-simple) ». Une fin de ligne
après <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(G'^{\mathrm{reg}})</formula> et un terme sous
<formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Pic}}_{\mathfrak{B}/S}</formula> sont biffés de hachures. La
parenthèse de condition, sous la flèche de gauche, est une insertion de
lecture difficile.</note>
De plus, le cône ample pour <formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Pic}}_{\mathfrak{B}/S}</formula> est
le <unclear>cône</unclear> <gap reason="illegible"/> pour <formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Pic}}_{D/S}</formula>, qui est le
cône des poids <formula notation="TeX">P^{+}</formula>. <del><gap reason="illegible"/></del></item>
</list>
<p><note type="editorial" resp="#pass">un trait vertical, dans la marge gauche, tient tout l'énoncé du
théorème.</note></p>
<p><hi rend="bold">Démonstration</hi> (i) et (iii) connus (pour (iii) réf. : Steinberg …)</p>
<p>(ii) On commence à voir, posant <del><formula notation="TeX">G^{\mathrm{rs}}=\ill{}</formula></del>
<formula notation="TeX" rend="display">\begin{aligned}
  &amp;G^{\mathrm{rs}}\subset G^{\mathrm{reg}} &amp;&amp; \text{ouvert des pts de $G$ qui
  sont réguliers semi-simples}\\
  &amp;G'^{\mathrm{rs}}\subset G'^{\mathrm{reg}},\ \
  \mathfrak{B}^{\mathrm{rs}}\subset\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}} &amp;&amp; \text{images
  inverses,}
  \end{aligned}</formula>
que
<formula notation="TeX" rend="display">\mathfrak{B}^{\mathrm{rs}}\xrightarrow{\ \sim\ }G'^{\mathrm{rs}}</formula>
D'autre part, on sait par Steinberg que les fibres de
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}}\to G'^{\mathrm{reg}}</formula> sont finies, d'ailleurs c'est
un morphisme propre. Comme <formula notation="TeX">G'^{\mathrm{reg}}</formula> est normal, on conclut par le
Main Theorem.
<note type="authorial" place="margin">On sait aussi par Steinberg que les fibres des <unclear>centralisateurs</unclear>
<unclear>plats</unclear> <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/>.</note>
<note type="editorial" resp="#pass">les trois dernières lignes, et la note qui les prolonge en bas à
droite, sont à l'encre brune.</note></p>
<pb n="11" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=12"/><p>(iv) Supposons <del>d'abord</del> <formula notation="TeX">S</formula> <del>régulier</del> <supplied resp="#pass">normal</supplied>,
<del>Alors <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})\simeq
\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})</formula> résulte</del>
<formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})\to
\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})</formula> injectif résulte des
considérations de <unclear>profondeur</unclear> et <supplied resp="#pass">donc aussi tous les schémas
écrits.</supplied> <del><gap reason="illegible"/></del> du fait que
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}-\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}}</formula> est de codim. <formula notation="TeX">\geqslant 2</formula>,
<del><gap reason="illegible"/></del> fibre par fibre. Le fait que
<formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula> <supplied resp="#pass">et
<formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})</formula></supplied>
<del><gap reason="illegible"/></del> <supplied resp="#pass">surjectifs</supplied> résulte de EGA IV 21.4.13 (EGA IV 53),
compte tenu du</p>
<p><hi rend="bold">Lemme</hi> <formula notation="TeX">G</formula> groupe <del><gap reason="illegible"/></del> <supplied resp="#pass">semi-simple</supplied>
simplement <unclear>connexe</unclear> <supplied resp="#pass">sur un corps <formula notation="TeX">k</formula></supplied>,
<formula notation="TeX">B</formula> un Borel, alors
<formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(B)</formula> <del><gap reason="illegible"/></del>
<formula notation="TeX">=\operatorname{Pic}(B^{\mathrm{reg}})=\operatorname{Pic}(T)=H^1(\Gamma,M)</formula>
<formula notation="TeX">(T=B/B_u)</formula>, <formula notation="TeX">M=\hat T</formula>)
<note type="authorial" place="margin">On a <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(B)\simeq\operatorname{Pic}(T)</formula></note>
<note type="editorial" resp="#pass">le lemme est tenu par un double trait vertical à gauche ; ses termes
sont ajoutés en plusieurs couches au-dessus de la ligne. La note marginale
est à gauche, en face de la preuve.</note></p>
<p>En tout cas, utilisant <del>la relation</del> <formula notation="TeX">B\to T=B/B_u</formula>, on se ramène au
cas où <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(T)=0</formula> (NB <formula notation="TeX">B_u</formula> a
<unclear>dévissage</unclear> en groupes additifs). Or on sait que
<formula notation="TeX">T=\prod_{k'/k}T'</formula>, <formula notation="TeX">T'</formula> un tore sur une extension <unclear>galoisienne</unclear>
finie <unclear>déployée</unclear>, <supplied resp="#pass">galoisienne (groupe <formula notation="TeX">\Gamma</formula>)</supplied>
<del>Donc on a <gap reason="illegible"/> équiv. de cat.</del>
<formula notation="TeX" rend="display">\struck{\underline{\mathrm{Iso}}(T)\simeq\underline{\mathrm{Iso}}(T')}
  \ \text{donc}</formula>
<formula notation="TeX" rend="display">0\to H^1(\Gamma,\underbrace{H^0(T',\underline{O}^{*}_{T'})}_{M\times k'^{*}})
  \to\operatorname{Pic}(T)\to
  H^0(\Gamma,\underbrace{H^1(T',\underline{O}^{*}_{T'})}_{=0})</formula>
<note type="editorial" resp="#pass">à gauche de la suite, un <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(T)</formula> biffé ; à droite du
premier terme, une glose biffée de hachures.</note>
donc on trouve
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Pic}(T)=H^1(\Gamma,M)\times
  \underbrace{H^1(\Gamma,k'^{*})}_{=0\ \text{H.~90}}
  =H^1(\Gamma,M)=H^1(k,\underline{M})</formula>
Si <formula notation="TeX">P</formula> est tordu, cela peut être <formula notation="TeX">\neq 0</formula> ; si <formula notation="TeX">B</formula> est la fibre générique de
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> sur <formula notation="TeX">D</formula> (<formula notation="TeX">S</formula> <unclear>réduit</unclear>), alors cela indique donc que
l'hom <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula> n'est pas
surjectif. L'injectivité est claire, car <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> a une section sur <formula notation="TeX">D</formula>
(la section unité). En faisceautisant pour la topologie étale, on trouve donc
le diagramme d'isom pour les <formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Pic}}</formula>. / Comme
<formula notation="TeX">\mathfrak{B}\to D</formula> est affine, et a une section, <gap reason="illegible"/> et
<unclear>l'on voit</unclear> qu'un faisceau inv. sur <formula notation="TeX">D</formula> est ample ssi son image
inverse sur <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> l'est :
<note type="authorial" place="margin">indép. de l'hypothèse normal sur <formula notation="TeX">S</formula> !</note></p>
<p><del>Peut-on se passer dans le cas non régulier ? a) L'isomorphisme
<gap reason="illegible"/> <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\simeq\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula>
<unclear>et</unclear> <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to
\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})</formula> <unclear>dès que</unclear> <formula notation="TeX">S</formula> est
normal. L'injectivité <gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> évidemment !</del>
<note type="editorial" resp="#pass">bloc encadré et barré de traits obliques, en bas de page.</note></p>
<pb n="12" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=13"/><p><hi rend="bold">Remarques</hi> a) Si <formula notation="TeX">T</formula> peut-être tordu, on ne peut plus affirmer que
l'hom injectif
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Pic}(D)\longrightarrow\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula>
soit surjectif. Mais (si <formula notation="TeX">S</formula> <del><gap reason="illegible"/></del> n'a qu'un nb fini de
composantes connexes) on voit que le <hi rend="italic">conoyau est fini</hi> ; en fait
<gap reason="illegible"/> <gap reason="illegible"/> pour <formula notation="TeX">S</formula> irréductible <unclear>et</unclear> <unclear>normal</unclear>
<gap reason="illegible"/> <unclear>complète</unclear>
<formula notation="TeX" rend="display">0\to\operatorname{Pic}(D)\to\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})\to
  H^1(\Gamma,M_{\bar\xi}),
  \qquad
  \operatorname{Pic}(\mathfrak{B}_\eta)\simeq\operatorname{Pic}(T_\eta)
  \simeq\operatorname{Pic}(T_\xi)</formula>
où <formula notation="TeX">\eta</formula> pt gén. de <formula notation="TeX">D</formula>, <formula notation="TeX">\xi</formula> pt gén. de <formula notation="TeX">S</formula>, où <formula notation="TeX">\Gamma</formula> est l'image de
<formula notation="TeX">\pi_1(S,\bar\xi)</formula> dans <formula notation="TeX">\operatorname{Aut}(M_{\bar\xi})</formula>. Si <formula notation="TeX">S</formula> est
régulier, <del><gap reason="illegible"/></del> on peut mettre une <unclear>flèche</unclear> à droite,
i.e. la condition <formula notation="TeX">H^1(\Gamma,M_{\bar\xi})=0</formula> est néc. et suff. pour que
l'on ait <del><gap reason="illegible"/></del> <supplied resp="#pass">on a aussi</supplied> surjectivité
<formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula> ; <del><gap reason="illegible"/></del>
surjectivité <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to
\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})</formula>
[car <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}_\xi)\to
\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}_\xi^{\mathrm{reg}})</formula> est <unclear>injectif</unclear>
<supplied resp="#pass">en tous cas</supplied> <del>surjectif</del> par des raisons de codim. <formula notation="TeX">\geqslant 2</formula>
et de régularité]
<note type="editorial" resp="#pass">la ligne des isomorphismes <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(\mathfrak{B}_\eta)</formula> …
est écrite sous la flèche, avec une glose « où <formula notation="TeX">\eta</formula> pt gén. de <formula notation="TeX">D</formula>, <formula notation="TeX">\xi</formula>
pt gén. de <formula notation="TeX">S</formula> » ; elles sont réunies ici.</note></p>
<p>b) L'injectivité de <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)\to\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula>
et la caractérisation des éléments de <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(D)</formula> amples<formula notation="TeX">/S</formula>
comme ceux dont l'image inverse sur <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> est ample<formula notation="TeX">/S</formula>,
<del><gap reason="illegible"/></del> <unclear>restent</unclear> vrais sans hyp. de normalité sur <formula notation="TeX">S</formula>.
<supplied resp="#pass">et <formula notation="TeX">H^1(\xi,M)=0</formula> (p. ex. <formula notation="TeX">T</formula> non tordu)</supplied></p>
<p>c) Supposons <formula notation="TeX">S</formula> normal. Alors
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Pic}(S)\xrightarrow{\ \sim\ }\operatorname{Pic}(G')</formula>
En effet, on <del>sait que <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(G')</formula></del> a
<unclear>injectivité</unclear> car <formula notation="TeX">G'</formula> a une section sur <formula notation="TeX">S</formula> (section unité). Reste
à prouver que si <formula notation="TeX">\xi\in\operatorname{Pic}(G')</formula> induit <formula notation="TeX">0</formula> sur la section
unité, alors il est nul. Or
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Pic}(G')\hookrightarrow
  \operatorname{Pic}(G'^{\mathrm{reg}})\,[\simeq
  \operatorname{Pic}(\mathfrak{B}^{\mathrm{reg}})\leftleftarrows
  \operatorname{Pic}(\mathfrak{B})]</formula>
<unclear>injectif</unclear> par raisons de profondeur, donc il suffit de voir que
l'image <del>inverse</del> de <formula notation="TeX">\xi</formula> dans <formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(\mathfrak{B})</formula> est
nulle. Mais il suffit de voir que la restriction de cette dernière à la
section unité de <formula notation="TeX">\mathfrak{B}</formula> sur <formula notation="TeX">D</formula> est nulle. Mais <formula notation="TeX">D\to G'</formula>
<note type="editorial" resp="#pass">la phrase se poursuit au feuillet suivant. Le symbole
<formula notation="TeX">\xi</formula> de ce paragraphe (une accolade ouvrante sur la page) est de lecture
douteuse et n'est pas le point générique de a). Les trois dernières lignes
sont à l'encre brune.</note></p>
<pb n="13" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=14"/><p>se factorise par la section unité de <formula notation="TeX">G'</formula> sur <formula notation="TeX">S</formula> ! En fait, sans hyp. sur
<formula notation="TeX">T</formula>, on obtient des suites exactes</p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
G'^{\mathrm{reg}} \arrow[d, hook] &amp; \mathfrak{B}^{\mathrm{reg}} \arrow[l] \arrow[d, hook] \\
G' \arrow[d] &amp; \mathfrak{B} \arrow[l] \\
S \arrow[u, bend left=40] &amp; D \arrow[u, hook] \arrow[ul] \arrow[l]
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><formula notation="TeX" rend="display">\cdots\to\operatorname{Pic}(S)\to\operatorname{Pic}(G')\longrightarrow
  \underbrace{H^1(\xi,M)}_{\text{groupe fini}}</formula>
<note type="editorial" resp="#pass">le diagramme est dessiné dans la marge gauche, la suite à droite ; la
flèche <formula notation="TeX">D\to\mathfrak{B}</formula> est la section unité, et la flèche courbe de <formula notation="TeX">S</formula>
vers <formula notation="TeX">G'</formula> la section unité de <formula notation="TeX">G'</formula>.</note></p>
<p>d) On a <del><formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(G)</formula></del> (<formula notation="TeX">S</formula> normal <unclear>irréd.</unclear>
<unclear>de point générique</unclear> <formula notation="TeX">\xi</formula>)
<formula notation="TeX" rend="display">0\to\operatorname{Pic}(S)\to\operatorname{Pic}(G)\to\operatorname{Pic}(G_\xi)</formula>
<note type="editorial" resp="#pass">sous la première flèche : « injectif car <formula notation="TeX">\exists</formula> section unité » ; sous
le dernier terme : « groupe <del>fini tors.</del> qui est nul si <formula notation="TeX">G_\xi</formula> est
simplement connexe et déployé ».</note></p>
<p><del><gap reason="illegible"/></del> D'autre part <del>si <formula notation="TeX">S</formula> régulier</del> on a
<formula notation="TeX">\operatorname{Pic}(G)\xrightarrow{\ \text{inj}\ }
\operatorname{Pic}(G^{\mathrm{reg}})</formula> <supplied resp="#pass">sans hyp. de normalité,</supplied> (car on
a codim. <formula notation="TeX">\geqslant 3</formula> fibre par fibre <supplied resp="#pass">sur <formula notation="TeX">S</formula></supplied> <del>de</del>
<formula notation="TeX">G-G^{\mathrm{reg}}</formula>), donc on trouve
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Coker}\bigl(\operatorname{Pic}(S)\to
  \operatorname{Pic}(G^{\mathrm{reg}})\bigr)\ \text{est fini (et $=$ nul si
  $G_\xi$ est simplement connexe et déployé)}</formula>
Cela montre <del>bien</del> qu'on <unclear>ne peut</unclear> trouver une résolution <formula notation="TeX">\tilde X</formula> des
singularités de <formula notation="TeX">f</formula> analogue à celle de <formula notation="TeX">f'</formula>, sans toucher à
<formula notation="TeX">G^{\mathrm{reg}}</formula> (l'image inverse de <formula notation="TeX">G-G^{\mathrm{reg}}</formula> dans <formula notation="TeX">\tilde X</formula>
étant de codim. <formula notation="TeX">\geqslant 2</formula> fibre par fibre …)
<note type="editorial" resp="#pass">un « e) » isolé, biffé, figure en bas de page ; il n'est suivi de rien.</note></p>
</div>
<div type="section">
<head>Résumé th. de conjugaison Kostant</head>
<p><note type="editorial" resp="#pass">titre de sa main, en haut à droite du feuillet 14, chemise de carton
qui ne porte rien d'autre ; il se lit « Résumé th. de conjugaison Kostant
+ lettre à Kostant ». La lettre n'est pas dans ce lot. Les pages 15 à 19 sont
un tapuscrit en français, frappé à la machine, que sa main corrige et
complète : les lettres gothiques, que la machine ne portait pas, sont
ajoutées à l'encre (<formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula> pour l'algèbre de Lie ; <formula notation="TeX">\underline{G}_m</formula>,
<formula notation="TeX">\underline{\varnothing}</formula> sont soulignés à la frappe). Les fautes de frappe
recouvertes de <hi rend="italic">x</hi> ne sont pas relevées.</note></p>
<pb n="15" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=16"/><p>Résumé de quelques résultats de Kostant (sous groupes simples de rang 1).
<note type="authorial" place="margin">(The principal 3-dimensional subgroup …, Am. Jour. Oct. 1959,
3.4, 3.5, 3.6, 4.2, 9.3)</note></p>
<p><formula notation="TeX">G</formula> est un groupe semi-simple sur un corps <formula notation="TeX">k</formula> de car. nulle,
<formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula> son algèbre de Lie, <supplied resp="#pass">avec <formula notation="TeX">e\neq 0</formula>, <formula notation="TeX">e</formula> nilpotent.</supplied></p>
<p><hi rend="bold">Théorème</hi> 1. (i) Soient <formula notation="TeX">x,e\in\mathfrak{g}</formula> ; pour tout entier <formula notation="TeX">k</formula>,
soit <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(k)</formula> le sous-espace propre de <gap reason="illegible"/> correspondant à la
valeur propre <formula notation="TeX">k</formula>. Donc si <formula notation="TeX">x=\operatorname{Lie}(i)(1)</formula>, où
<formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to G</formula>, les <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(k)</formula> sont les composants de
<formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula> suivant les caractères de <formula notation="TeX">\underline{G}_m</formula>, opérant sur
<formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula> via <formula notation="TeX">i</formula> et la représentation adjointe. Les conditions
suivantes sont équivalentes :
<note type="editorial" resp="#pass">« avec <formula notation="TeX">e\neq 0</formula>, <formula notation="TeX">e</formula> nilpotent » est ajouté à la main sous la
première ligne et relié par une accolade à « Soient <formula notation="TeX">x,e</formula> ». Après
« propre de » la frappe laisse un blanc que la main n'a pas rempli : on
attend <formula notation="TeX">\operatorname{ad}(x)</formula>.</note></p>
<list rend="enumerate">
<label>a)</label><item><formula notation="TeX">e\in\mathfrak{g}(2)</formula> i.e. <formula notation="TeX">[x,e]=2e</formula>, et <supplied resp="#pass">pour tout entier
<formula notation="TeX">k\geqslant 1</formula>,</supplied> <formula notation="TeX">\operatorname{ad}(e)^{k}\colon\mathfrak{g}(-k)\to
\mathfrak{g}(k)</formula> est un isom.</item>
<label>b)</label><item><formula notation="TeX">e\in\mathfrak{g}(2)</formula>, <formula notation="TeX">\operatorname{ad}(e)\colon\mathfrak{g}(0)
\to\mathfrak{g}(-2)</formula> est surjectif, <supplied resp="#pass">et <formula notation="TeX">x</formula> est de la forme <formula notation="TeX">f(x_0)</formula>, pour
<formula notation="TeX">f\colon\mathrm{Sl}(2,k)\to G</formula> (<hi rend="italic">élément de Dynkin</hi>).</supplied></item>
<label><del>b')</del></label><item><del>Comme b), avec
<formula notation="TeX">\operatorname{ad}(e)\colon\mathfrak{g}(0)\to\mathfrak{g}(2)</formula> <gap reason="illegible"/></del></item>
<label>c)</label><item><formula notation="TeX">e\in\mathfrak{g}(2)</formula>, et <formula notation="TeX">x\in\operatorname{ad}(e)(\mathfrak{g})</formula>.</item>
<label>c')</label><item><formula notation="TeX">e\in\mathfrak{g}(2)</formula>, et <formula notation="TeX">x\in\operatorname{ad}(e)(\mathfrak{g}(-2))</formula>.</item>
<label>d)</label><item>Il existe un homomorphisme <formula notation="TeX">f\colon\mathrm{Sl}(2,k)\to G</formula> tel que
<formula notation="TeX">f'(e_0)=e</formula>, <formula notation="TeX">f'(x_0)=x</formula></item>
</list>
<p>où <formula notation="TeX">(x_0,e_0,f_0)</formula> est la base de <formula notation="TeX">\operatorname{Lie}\mathrm{Sl}(2,k)</formula>
correspondant à l'épinglage habituel de ce groupe.
<note type="editorial" resp="#pass">la ligne b') est entièrement barrée à la main ; le complément de b) est
écrit à sa suite, et relié à b) par un trait. Dans d), les accents de <formula notation="TeX">f'</formula>
sont ajoutés à la main.</note></p>
<p>Ces conditions impliquent qu'il existe un homomorphisme
<formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to G</formula>, tel que <formula notation="TeX">\operatorname{Lie}(i)(1)=x</formula>, a
fortiori que <formula notation="TeX">x</formula> est semi-simple. De plus, le <formula notation="TeX">f</formula> de d) est déterminé de façon
unique.</p>
<p>(ii) Pour tout élément nilpotent <formula notation="TeX">e</formula> de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula>, il existe un
homomorphisme <formula notation="TeX">f\colon\mathrm{Sl}(2,k)\to G</formula> tel que <formula notation="TeX">f(e_0)=e</formula>, ou ce qui
revient au même, tel que <formula notation="TeX">f(u_0)=u</formula> (où <formula notation="TeX">u=\exp(e)</formula>, <formula notation="TeX">u_0=\exp(e_0)</formula>) ;
<supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">f</formula> est uniquement déterminé par <formula notation="TeX">x=f(x_0)</formula> i.e. par <formula notation="TeX">i=f\circ i_0</formula>.</supplied>
En vertu de (i), il revient au même, lorsque <formula notation="TeX">e\neq 0</formula> i.e. <formula notation="TeX">u\neq 1</formula>, de
dire qu'il existe un <formula notation="TeX">x\in\mathfrak{g}</formula> tel que <formula notation="TeX">(x,e)</formula> satisfasse aux
conditions équivalentes de (i), ou encore un homomorphisme
<formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to G</formula> tel que <formula notation="TeX">(\operatorname{Lie}(i)(1),e)</formula> y
satisfasse. Les homomorphismes <formula notation="TeX">f</formula> en question sont conjugués par
<formula notation="TeX">Z=\operatorname{Cent}(e)=\operatorname{Cent}(u)</formula> (i.e. pour <formula notation="TeX">e\neq 0</formula>, les
<formula notation="TeX">x</formula> en question, ou encore les <formula notation="TeX">i</formula> en question, sont conjugués par
<formula notation="TeX">\operatorname{Cent}(u)</formula>) et lorsque <formula notation="TeX">e\neq 0</formula>, les <formula notation="TeX">f</formula> en question (ou encore
les</p>
<pb n="16" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=17"/><p><formula notation="TeX">x</formula> en question, ou les <formula notation="TeX">i</formula> en question) forment un <hi rend="italic">torseur</hi> sous le
groupe <formula notation="TeX">Z^{+}=Z\cap U</formula> <del><formula notation="TeX">\operatorname{Cent}(u)</formula></del>, qui est un groupe
unipotent<del> (en fait, celui introduit dans (iv))</del>. Enfin, supposant
toujours <formula notation="TeX">e\neq 0</formula>, l'ensemble des <formula notation="TeX">x</formula> en question est un torseur sous
<del><formula notation="TeX">\mathfrak{g}^{e}=</formula> (centralisateur de <formula notation="TeX">e</formula> dans <formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula>)
<formula notation="TeX">=\operatorname{Ker}\operatorname{ad}(e)=\operatorname{Lie}
\operatorname{Cent}(u)</formula></del>
<formula notation="TeX">\operatorname{Lie}(Z^{+})=\mathfrak{g}^{e}\cap\operatorname{Fil}^{1}
(\mathfrak{g})</formula> (<supplied resp="#pass">torseur</supplied> pour l'addition, i.e. est de la forme
<formula notation="TeX">a+\mathfrak{g}^{e}</formula>, pour un <formula notation="TeX">a\in\mathfrak{g}</formula> convenable).
<del>et on a <formula notation="TeX">\mathfrak{g}^{e}\subset\sum_{k\geqslant 1}\mathfrak{g}(k)
=\operatorname{Fil}^{1}(\mathfrak{g})</formula></del>
<note type="authorial" place="margin">cf. plus bas définition de <formula notation="TeX">U</formula>. On a <formula notation="TeX">Z\simeq Z_0\cdot Z^{+}</formula>
<del><gap reason="illegible"/></del> (produit semi-direct) avec
<formula notation="TeX">Z_0=Z\cap L=\operatorname{Cent}(f)</formula>.</note>
<note type="editorial" resp="#pass">les ajouts à la main de ce passage sont d'une même encre : <formula notation="TeX">Z^{+}=</formula>
<formula notation="TeX">Z\cap U</formula> remplace un « <formula notation="TeX">\operatorname{Cent}(u)</formula> » dactylographié et biffé,
<formula notation="TeX">\operatorname{Lie}(Z^{+})=\mathfrak{g}^{e}\cap\operatorname{Fil}^{1}</formula>
remplace la définition dactylographiée de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}^{e}</formula>, biffée. La
note marginale est écrite en oblique, à gauche.</note></p>
<p>(iii) Soit <formula notation="TeX">x</formula> <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">\neq 0</formula></supplied> un élément de Dynkin de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula>, donc
associé à un homomorphisme de Dynkin <formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to G</formula>. Alors les
éléments <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">e</formula></supplied> de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula> tels que <formula notation="TeX">(x,e)</formula> satisfassent aux
conditions de (i) forment un ouvert dense
<supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)^{*}</formula></supplied> de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)</formula> (savoir l'ouvert des points
<formula notation="TeX">e</formula> tels que <formula notation="TeX">\operatorname{ad}(e)\colon\mathfrak{g}(0)\to\mathfrak{g}(2)</formula>
soit surjectif), <supplied resp="#pass">Celui-ci</supplied> est un <del>torseur</del> <supplied resp="#pass">espace
homogène</supplied> sous <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">L=</formula></supplied> <formula notation="TeX">\operatorname{Cent}(x)=\operatorname{Cent}(i)</formula>,
qui est un groupe réductif.
<note type="editorial" resp="#pass">au-dessus de « éléments » un « <formula notation="TeX">\neq 0</formula> » est biffé.</note></p>
<p>(iv) Pour tout <supplied resp="#pass">élément de Dynkin <formula notation="TeX">x</formula> de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}</formula>,
<formula notation="TeX">x=\operatorname{Lie}(i)(1)</formula>,</supplied> <del>couple <formula notation="TeX">(x,e)</formula> satisfaisant les
conditions de (i)</del> considérons les sous-groupes <formula notation="TeX">P</formula>, <formula notation="TeX">U</formula>, <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">L</formula></supplied> de <formula notation="TeX">G</formula>
définis par les conditions
<formula notation="TeX" rend="display">\operatorname{Lie}P=\sum_{k\geqslant 0}\mathfrak{g}(k),\qquad
  \operatorname{Lie}U=\sum_{k\geqslant 1}\mathfrak{g}(k),\qquad
  \operatorname{Lie}L=\mathfrak{g}(0).</formula>
Alors <formula notation="TeX">P</formula> est un sous-groupe parabolique de <formula notation="TeX">G</formula>, <formula notation="TeX">U</formula> est son radical
unipotent, et <formula notation="TeX">L=\operatorname{Cent}(x)=\operatorname{Cent}(i)</formula> est un
sous-groupe de Lévi de <formula notation="TeX">G</formula>. Si <formula notation="TeX">u</formula> <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">=\exp(e)</formula></supplied> est un élément unipotent
de <formula notation="TeX">G</formula> tel que <formula notation="TeX">(i,u)</formula> soit un couple de Dynkin (i.e. induit par un
<formula notation="TeX">f\colon\mathrm{Sl}(2,k)\to G</formula>), <formula notation="TeX">P</formula> (donc aussi <formula notation="TeX">U</formula>) est défini en termes de
<formula notation="TeX">u</formula> (i.e. deux <formula notation="TeX">x</formula> associés au même <formula notation="TeX">u</formula> donnent le même <formula notation="TeX">P</formula>, cf. (ii)) ; il
en est de même du sous-groupe <formula notation="TeX">H=i(\underline{G}_m)\cdot U</formula> de <formula notation="TeX">G</formula> (NB
<formula notation="TeX">i(\underline{G}_m)</formula> normalise <formula notation="TeX">U</formula>, et <formula notation="TeX">H</formula> est un produit semi-direct), et de
<formula notation="TeX">i\ \operatorname{mod}U</formula> i.e. de <formula notation="TeX">\underline{G}_m\to H/U</formula> induit par <formula notation="TeX">i</formula>. De
plus, l'application
<formula notation="TeX" rend="display">g\longmapsto\operatorname{ad}(g).x</formula>
est un isomorphisme de <formula notation="TeX">U</formula> avec <formula notation="TeX">x+\operatorname{Fil}^{1}\mathfrak{g}</formula>
<supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">=x+\operatorname{Lie}U</formula></supplied> (où on pose <formula notation="TeX">\operatorname{Fil}^{k}
\mathfrak{g}=\sum_{j\geqslant k}\mathfrak{g}(j)</formula>), et l'application
<formula notation="TeX" rend="display">g\longmapsto\operatorname{ad}(g).e</formula>
est une application surjective de <formula notation="TeX">U</formula> sur <formula notation="TeX">e+\operatorname{Fil}^{3}
(\mathfrak{g})</formula>, ou de <formula notation="TeX">P</formula> sur <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)^{*}+\operatorname{Fil}^{3}
(\mathfrak{g})</formula>, où <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)^{*}</formula> est l'ouvert de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)</formula>
envisagé dans (iii).
<note type="editorial" resp="#pass">la frappe porte « <formula notation="TeX">k\geqslant 0</formula> » corrigé à la main en
« <formula notation="TeX">k\geqslant 1</formula> » sous le signe somme de <formula notation="TeX">\operatorname{Lie}U</formula>.</note></p>
<pb n="17" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=18"/><p><hi rend="bold">Interprétations en termes de filtrations du foncteur oubli</hi> sur la
catégorie des représentations linéaires de dimension finie de <formula notation="TeX">G</formula>. (Il s'agit
de filtrations compatibles au produit tensoriel <supplied resp="#pass">et « exactes », cette
dernière cond. aut. si car. <formula notation="TeX">k=0</formula></supplied>). Supposons fixé une classe <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">c</formula></supplied>
de <supplied resp="#pass">conjugaison, rationelle sur <formula notation="TeX">k</formula>, de</supplied> telles filtrations (NB elle
n'admet pas nécessairement un représentant rat<formula notation="TeX">/k</formula>) ; il revient au même de
se donner, pour le Chevalley <formula notation="TeX">G_0</formula> associé à <formula notation="TeX">G</formula>, un élément de
<formula notation="TeX">\operatorname{Hom}(\underline{G}_m,T_0)/W=M/W</formula>
(<formula notation="TeX">T_0=M\otimes\underline{G}_m</formula> est le tore maximal type de <formula notation="TeX">G_0</formula>) invariant
par le sous-groupe <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">\Gamma</formula></supplied> de <formula notation="TeX">\operatorname{Autext}G_0=E_0</formula> image de
<formula notation="TeX">\operatorname{Gal}(\bar k/k)</formula>, ou encore un élément de <formula notation="TeX">M</formula> qui soit dans la
chambre de Weyl de <formula notation="TeX">M\otimes_{\mathbf{Z}}\mathbf{R}</formula> et qui soit stable par
<formula notation="TeX">\Gamma</formula>. On a alors le schéma <formula notation="TeX">\underline{\varnothing}_c</formula> des filtrations de
classe <formula notation="TeX">c</formula>, qui est un espace homogène sous <formula notation="TeX">G</formula>, de stabilisateur des points
des paraboliques ; <supplied resp="#pass">c'est un sous-schéma ouvert de
<formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Par}}(G)</formula>, orbite rationnelle sous <formula notation="TeX">G</formula>, soit <formula notation="TeX">c'</formula>.</supplied> On
peut regarder aussi le schéma <formula notation="TeX">\mathrm{ST}_c</formula> des homomorphismes
<formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to G</formula> de classe <formula notation="TeX">c</formula>, qui est donc une orbite
rationelle de <formula notation="TeX">G</formula> opérant sur <formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Homgr}}(\underline{G}_m,G)</formula>.
Il est canoniquement isomorphe au schéma des couples de Lévi <formula notation="TeX">(P,L)</formula> tels que
<formula notation="TeX">P</formula> soit de classe <formula notation="TeX">c'</formula> <supplied resp="#pass">ou encore <formula notation="TeX">\underline{\varnothing}</formula></supplied>. (En
d'autres termes, grâce au choix d'un <formula notation="TeX">c</formula>, pour <formula notation="TeX">P</formula> de classe <formula notation="TeX">c'</formula> donné, il
revient au même de se donner un <formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to P</formula> de la classe
définie par <formula notation="TeX">c</formula>, ou un sous-groupe de Lévi de <formula notation="TeX">P</formula>, à <formula notation="TeX">i</formula> étant associé
<formula notation="TeX">\operatorname{Cent}(i)</formula>.) On a deux morphismes de schémas canoniquement
isomorphes
<formula notation="TeX" rend="display">\mathrm{ST}_c\to\underline{\varnothing}_c,\qquad
  (\mathrm{CL})_{c'}\to\mathrm{Par}_{c'},</formula>
le premier en termes de théorie des filtrations du foncteur fibres, le
deuxième en termes de groupes paraboliques.
<note type="editorial" resp="#pass">les passages marqués comme ajouts sont à la main ; celui qui suit
« paraboliques », interlinéaire, se lit mal (« c'est », « soit <formula notation="TeX">c'</formula> »).</note></p>
<p>Supposons maintenant que <formula notation="TeX">k</formula> soit de car. nulle (j'ignore dans quelle mesure
c'est vraiment nécessaire). On peut alors considérer le Schéma <formula notation="TeX">\mathrm{Dyn}_c</formula>
des homomorphismes <formula notation="TeX">f\colon\mathrm{Sl}(2,k)\to G</formula> tels que <formula notation="TeX">f i_0</formula> soit de
classe <formula notation="TeX">c</formula>. Supposons-le non vide <supplied resp="#pass">et non réduit à un point,</supplied> i.e. <formula notation="TeX">c</formula> une
classe de Dynkin <supplied resp="#pass"><formula notation="TeX">\neq 1</formula></supplied>. Alors <formula notation="TeX">\mathrm{Dyn}_c</formula> est un
<del>torseur</del> <supplied resp="#pass">espace homogène</supplied> sous <formula notation="TeX">G</formula> <supplied resp="#pass">de stabilisateurs <formula notation="TeX">Z_0</formula>
(il faudrait regarder la structure de ces <formula notation="TeX">Z_0</formula> ; dimension, semi-simplicité).</supplied>
<del>(en fait, il est can. is. au torseur
<formula notation="TeX">\underline{\mathrm{Isom}}(G_1,G)</formula>, où <formula notation="TeX">G_1</formula> est le groupe quasi-déployé
correspondant à <formula notation="TeX">G</formula>).</del> Soit <formula notation="TeX">\mathrm{Un}_c</formula> le schéma des éléments unipotents
<supplied resp="#pass">de <formula notation="TeX">G</formula></supplied> dont la classe corresponde à <formula notation="TeX">c</formula> par la correspondance</p>
<pb n="18" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=19"/><p>de Kostant. On a donc des morphismes <formula notation="TeX">f\mapsto f\circ i_0</formula> et <formula notation="TeX">f\mapsto
f(u_0)</formula> de <formula notation="TeX">\mathrm{Dyn}_c</formula> dans <formula notation="TeX">\mathrm{ST}_c</formula> resp. <formula notation="TeX">\mathrm{Un}_c</formula>.
D'autre part, Deligne nous fournit <formula notation="TeX">\mathrm{Un}_c\to
\underline{\varnothing}_c</formula>, et celui-ci peut aussi être défini par la
commutativité du diagramme <supplied resp="#pass">d'esp. homogènes</supplied></p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
\mathrm{ST}_c\simeq(\mathrm{CL})_{c'} \arrow[d] &amp; \mathrm{Dyn}_c \arrow[l] \arrow[d] \\
\underline{\varnothing}_c\simeq\mathrm{Par}_{c'} &amp; \mathrm{Un}_c \arrow[l]
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><figure type="diagram"><formula notation="tikz-cd">\begin{tikzcd}
L \arrow[d] &amp; Z_0 \arrow[l] \arrow[d] \\
P &amp; \mathfrak{z}(e) \arrow[l]
\end{tikzcd}</formula></figure></p>
<p><note type="editorial" resp="#pass">ce second carré est dessiné à la main, à droite du premier, sous
« d'esp. homogènes » : il en donne, semble-t-il, les stabilisateurs. La
lettre notée <formula notation="TeX">\mathfrak{z}</formula> est un 3 bouclé, et <formula notation="TeX">Z_0</formula> récrit sur une autre
lettre.</note></p>
<p>Pour qu'il existe un point rationnel de
<formula notation="TeX">\underline{\varnothing}_c\simeq\mathrm{Par}_{c'}</formula>, il faut (et suffit) qu'il
en existe un de <formula notation="TeX">\mathrm{Dyn}_c</formula> <supplied resp="#pass">(i.e., si <formula notation="TeX">Z_0=e</formula>, que <formula notation="TeX">G</formula> soit
quasi-déployé)</supplied> : <del>i.e. que <formula notation="TeX">G</formula> soit quasi-déployé ;</del> en effet, <formula notation="TeX">P</formula>
étant choisi, on peut en choisir un sous-groupe de Lévi <formula notation="TeX">L</formula>, <supplied resp="#pass">ou ce qui
revient au même</supplied> un <formula notation="TeX">i\colon\underline{G}_m\to G</formula> dans la classe <formula notation="TeX">c</formula>,
définissant <formula notation="TeX">P</formula>, et alors les <formula notation="TeX">u=\exp(e)</formula> qui s'adaptent à <formula notation="TeX">i</formula> forment un
ouvert dense de <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)</formula>, qui a donc un point rationnel. On voit donc
que pour certaines classes de paraboliques (qu'on pourrait appeler les
paraboliques de <supplied resp="#pass">Dynkin-</supplied>Kostant) l'existence d'un parabolique de cette
classe rationnel sur <formula notation="TeX">k</formula> implique déjà que <formula notation="TeX">G</formula> est quasi-déployé. (NB Quand
<formula notation="TeX">G</formula> n'est pas une forme intérieure, il faut faire attention cependant de
vérifier d'abord que la classe <formula notation="TeX">c'</formula> de <formula notation="TeX">P</formula> provient bien d'un <formula notation="TeX">c</formula> de Dynkin
<hi rend="italic">invariant par</hi> <formula notation="TeX">\Gamma</formula>, et il n'est pas clair que cette propriété
<supplied resp="#pass">de <formula notation="TeX">c</formula></supplied> résulte du fait que <formula notation="TeX">c'</formula> est invariante par <formula notation="TeX">\Gamma</formula>, faute de
savoir si <formula notation="TeX">c\mapsto c'</formula> est injectif sur les classes de Dynkin). (On notera
aussi que l'argument donné marche également sur un anneau semi-local (de car. 
nulle jusqu'à nouvel ordre).)
<note type="authorial" place="margin">Il n'est en effet <unclear>pas</unclear> <gap reason="illegible"/> <unclear>injectif</unclear> pour
<formula notation="TeX">A_2</formula>, <formula notation="TeX">A_4</formula> (<unclear>cela vaut</unclear> pour <formula notation="TeX">A_3</formula>)</note>
Ceci montre l'intérêt, pour les questions arithmétiques, de déterminer
exactement les <supplied resp="#pass">classes de</supplied> sous-groupes paraboliques de Dynkin-Kostant
des divers groupes simples, et de voir si leur stabilisateur dans
<formula notation="TeX">\operatorname{Autext}(G_0)</formula> est le même que celui des <formula notation="TeX">c</formula> de Dynkin
correspondants, et pas str. plus grand.</p>
<p>On notera cependant que si une filtration du foncteur oubli peut être définie
par un élément unipotent, la classe de conjugaison de ce der-</p>
<pb n="19" facs="https://grothendieck.umontpellier.fr/123.pdf#page=20"/><p>nier (ou, ce qui revient au même, <formula notation="TeX">c</formula>) est bien déterminée. Les unipotents qui
définissent ladite filtration, en termes d'un <formula notation="TeX">i</formula> qui la définit, sont
<supplied resp="#pass">ceux</supplied> de la forme <formula notation="TeX">\exp(e)</formula>, où <formula notation="TeX">e</formula> parcourt
<formula notation="TeX">\mathfrak{g}(2)^{*}+\operatorname{Fil}^{3}(\mathfrak{g})</formula>. Ils forment une
classe de conjugaison d'éléments de <formula notation="TeX">U</formula> <hi rend="italic">par</hi> <formula notation="TeX">P</formula> (NB mais pas par <formula notation="TeX">U</formula>),
les classes de conjugaison <hi rend="italic">par</hi> <formula notation="TeX">U</formula> s'identifiant aux ensembles de la
forme <formula notation="TeX">(\exp(e)\,|\,e\in a+\operatorname{Fil}^{3}(\mathfrak{g}))</formula>, où
<formula notation="TeX">a\in\mathfrak{g}(2)^{*}</formula> est un élément quelconque.</p>
<p><hi rend="bold">Cas principal</hi>. Pour qu'on ait <gap reason="illegible"/><formula notation="TeX">(1)=0</formula>, il faut et suffit que
la classe d'homomorphismes <formula notation="TeX">f\colon\mathrm{Sl}(2,k)\to G</formula> envisagée soit
« principale » au sens de Dynkin-Kostant. Alors le parabolique associé <formula notation="TeX">P</formula> est
un Borel (la réciproque n'étant pas vraie <del>sans doute</del>, cf table de
Dynkin), et le groupe <formula notation="TeX">Z_0</formula> est le groupe unité (i.e. <formula notation="TeX">\mathrm{Dyn}_c</formula> est un
torseur sous <formula notation="TeX">G</formula>), la réciproque n'étant pas vraie sans doute.
<note type="authorial" place="margin"><hi rend="italic">ex</hi> Cas <formula notation="TeX">A_2</formula>, <formula notation="TeX">A_4</formula> : les paraboliques associés aux
unipotents « sous-réguliers » sont des Borels !</note>
<note type="editorial" resp="#pass">devant « <formula notation="TeX">(1)=0</formula> » la frappe laisse un blanc, que la main n'a pas
rempli : on attend <formula notation="TeX">\mathfrak{g}(1)</formula>. Le reste du feuillet est blanc.</note></p>
</div>
      </div>
    </body>
  </text>
</TEI>
