Hostname: page-component-586b7cd67f-rcrh6 Total loading time: 0 Render date: 2024-11-20T16:37:57.105Z Has data issue: false hasContentIssue false

Sur l'homologie des groupes unitaires à coefficients polynomiaux

Published online by Cambridge University Press:  04 April 2012

Aurélien Djament*
Affiliation:
CNRS - Laboratoire de mathématiques Jean Leray (UMR 6629), 2 rue de la Houssinière, BP 92208, 44322 NANTES CEDEX 3, FRANCE,[email protected]
Get access

Abstract

Let A be a ring with anti-involution and F a nice functor (tensor or symmetric power, for example) from finitely-generated projective A-modules to abelian groups. We show that the homology of the hyperbolic unitary groups Un,n(A) with coefficients in F(A2n) can be expressed stably (i.e. after taking the colimit over n) by the homology of these groups with untwisted coefficients and functor homology groups that we can compute in suitable cases (for example, when A is a field of characteristic 0 or a ring without ℤ-torsion and F a tensor power). This extends the result where A is a finite field, which was dealt with previously by C. Vespa and the author (Ann. Sci. ENS, 2010).

The proof begins by relating, without any assumption on F, our homology groups to the homology of a category of hermitian spaces with coefficients twisted by F. Then, when F is polynomial, we establish — following a method due to Scorichenko — an isomorphism between this homology and the homology of another category of (possibly degenerate) hermitian spaces, which is computable (in good cases) by standard methods of homological algebra in functor categories (using adjunctions, Künneth formula…). We give some examples.

Finally, we deal with the analogous problem for non-hyperbolic unitary groups in some special cases, for example euclidean orthogonal groups On (A) (the ring A being here commutative). The isomorphism between functor homology and group homology with twisted coefficients does not hold in full generality; nevertheless we succeed to get it when A is a field or, for example, a subring of ℚ containing ℤ[1/2]. The method, which is similar to that in the previous case, uses a general result of symmetrisation in functor homology proved at the beginning of the article.

Résumé

Soient A un anneau muni d'une anti-involution et F un foncteur raisonnable (puissance tensorielle, symétrique, par exemple) défini sur les A-modules projectifs de type fini, à valeurs dans les groupes abéliens. On montre que l'homologie du groupe unitaire hyperbolique Un,(A) à coefficients dans F(A2n) s'exprime stablement (c'est-à-dire lorsqu'on prend la colimite sur n) à partir de l'homologie de ce groupe à coefficients constants et de groupes d'homologie des foncteurs accessibles au calcul dans les cas favorables (par exemple, lorsque A est un corps de caractéristique nulle, ou que A est un anneau sans torsion sur les entiers et F une puissance tensorielle). Cela généralise le résultat, antérieurement traité par C. Vespa et l'auteur (Ann. Sci. ENS, 2010), où A est un corps fini.

La démonstration consiste à d'abord relier, sans hypothèse sur F, les groupes d'homologie en question à l'homologie d'une première catégorie d'espaces hermitiens à coefficients tordus par F. Ensuite, dans le cas où F est polynomial, on établit l'isomorphisme, suivant une méthode élaborée par Scorichenko, entre cette homologie et celle d'une autre catégorie d'espaces hermitiens (éventuellement dégénérés), qui elle s'avère calculable (dans les cas raisonnables) par des techniques d'algèbre homologique classiques dans les catégories de foncteurs (utilisation d'adjonctions, de formules de Künneth…). On en donne quelques exemples.

Enfin, on aborde, dans certains cas particuliers, l'analogue de ce problème pour des groupes unitaires non hyperboliques, par exemple les groupes orthogonaux enclidiens On(A) (l'anneau A est ici commutatif). L'isomorphisme entre homologie des foncteurs et homologie des groupes à coefficients tordus ne vaut plus en toute généralité; toutefois, on parvient à l'établir lorsque A est un corps ou, par exemple, un sous-anneau de ℚ contenant ℤ [1/2]. Les méthodes, similaires aux précédentes, utilisent également un résultat général de symétrisation en homologie des foncteurs prouvé en début d'article.

Type
Research Article
Copyright
Copyright © ISOPP 2012

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Références

BBD98.Bökstedt, M., Brun, M. & Dupont, J.Homology of O(n) and O1 (1n) made discrete: an application of edgewise subdivision, J. Pure Appl. Algebra 123 (1998), no. 1–3, p. 131152.Google Scholar
Cat82.Cathelineau, J.-L.Remarques sur l'homologie de SO(n, R) considéré comme groupe discret, C. R. Acad. Sci. Paris Sér. I Math. 295 (1982), no. 3, p. 281283.Google Scholar
Col11.Collinet, G.Homology stability for unitary groups over S-arithmetic rings, Journal of K-Theory 8 (2011), no. 2, p. 293322.Google Scholar
DS90.Dupont, J. L. & Sah, C.-H.Homology of Euclidean groups of motions made discrete and Euclidean scissors congruences, Acta Math. 164 (1990), no. 1–2, p. 127.Google Scholar
Dup82.Dupont, J. L.Algebra of polytopes and homology of flag complexes, Osaka J. Math. 19 (1982), no. 3, p. 599641.Google Scholar
Dup01.Dupont, J. L., Scissors congruences, group homology and characteristic classes, Nankai Tracts in Mathematics 1, World Scientific Publishing Co. Inc., River Edge, NJ, 2001.Google Scholar
DV10.Djament, A. & Vespa, C.Sur l'homologie des groupes orthogonaux et symplectiques à coefficients tordus, Ann. Sci. Éc. Norm. Supér. (4) 43 (2010), no. 3, p. 395459.Google Scholar
EML54.Eilenberg, S. & MacLane, S.On the groups H(Π, n). II. Methods of computation, Ann. of Math. (2) 60 (1954), p. 49139.Google Scholar
FFPS03. Franjou, V., Friedlander, E. M., Pirashvili, T. & Schwartz, L.Rational representations, the Steenrod algebra and functor homology, Panoramas et Synthèses [Panoramas and Syntheses] 16, Société Mathématique de France, Paris, 2003.Google Scholar
FFSS99.Franjou, V., Friedlander, E. M., Scorichenko, A. & Suslin, A.General linear and functor cohomology over finite fields, Ann. of Math. (2) 150 (1999), no. 2, p. 663728.CrossRefGoogle Scholar
FP98.Franjou, V. & Pirashvili, T.On the Mac Lane cohomology for the ring of integers, Topology 37 (1998), no. 1, p. 109114.Google Scholar
Kar80.Karoubi, M.Théorie de Quillen et homologie du groupe orthogonal, Ann. of Math. (2) 112 (1980), no. 2, p. 207257.CrossRefGoogle Scholar
Kar83.Karoubi, M.Homology of the infinite orthogonal and symplectic groups over algebraically closed fields, Invent. Math. 73 (1983), no. 2, p. 247250, An appendix to the paper: “On the K-theory of algebraically closed fields” by A. Suslin.CrossRefGoogle Scholar
Knu91.Knus, M.-A.Quadratic and Hermitian forms over rings, Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften [Fundamental Principles of Mathematical Sciences] 294, Springer-Verlag, Berlin, 1991, With a foreword by Bertuccioni, I..CrossRefGoogle Scholar
Lam05.Lam, T. Y.Introduction to quadratic forms over fields, Graduate Studies in Mathematics 67, American Mathematical Society, Providence, RI, 2005.Google Scholar
Mac95.Macdonald, I. G.Symmetric functions and Hall polynomials, second éd., Oxford Mathematical Monographs, The Clarendon Press Oxford University Press, New York, 1995, With contributions by Zelevinsky, A., Oxford Science Publications.Google Scholar
Mil83.Milnor, J.On the homology of Lie groups made discrete, Comment. Math. Helv. 58 (1983), no. 1, p. 7285.Google Scholar
ML98.Mac Lane, S.Categories for the working mathematician, second éd., Graduate Texts in Mathematics 5, Springer-Verlag, New York, 1998.Google Scholar
MvdK02.Mirzaii, B. & van der Kallen, W.«Homology stability for unitary groups, Doc. Math. 7 (2002), p. 143166 (electronic).CrossRefGoogle Scholar
Pir93.Pirashvili, T.Polynomial approximation of Ext and Tor groups in functor categories, Comm. Algebra 21 (1993), no. 5, p. 17051719.Google Scholar
Qui73.Quillen, D. – Higher algebraic K-theory. I, in Algebraic K-theory, I: Higher K-theories (Proc. Conf., Battelle Memorial Inst., Seattle, Wash., 1972), Springer, Berlin, 1973, p. 85–147. Lecture Notes in Math. 341.Google Scholar
Sco00.Scorichenko, A. – Stable K-theory and functor homology over a ring, Thèse, Evanston, 2000.Google Scholar
Tou10.Touzé, A.Cohomology of classical algebraic groups from the functorial viewpoint, Adv. Math. 225 (2010), no. 1, p. 3368.CrossRefGoogle Scholar
Vog82.Vogtmann, K.A Stiefel complex for the orthogonal group of a field, Comment. Math. Helv. 57 (1982), no. 1, p. 1121.Google Scholar
Wei94.Weibel, C. A.An introduction to homological algebra, Cambridge Studies in Advanced Mathematics 38, Cambridge University Press, Cambridge, 1994.Google Scholar