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Algébricité modulo p, séries hypergéométriques et structures de Frobenius fortes

Algebraicity modulo p, hypergeometric series and strong Frobenius structure

Daniel VARGAS-MONTOYA
Algébricité modulo $p$, séries hypergéométriques et structures de Frobenius fortes
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  • Année : 2021
  • Fascicule : 3
  • Tome : 149
  • Format : Électronique
  • Langue de l'ouvrage :
    Français
  • Class. Math. : 11E95, 12H25
  • Pages : 439-477
  • DOI : 10.24033/bsmf.2834

Ce travail est consacré à l'étude de l'algébricité modulo p des G-fonctions de Siegel. Notre but  est de souligner la pertinence de la notion de structure de Frobenius forte, classiquement étudiée dans la théorie des équations différentielles p-adiques, pour l'étude d'une conjecture d'Adamczewski et Delaygue concernant le degré d'algéricité de réductions modulo p de G-fonctions. Nous rendons d'abord explicite un résultat de Christol en montrant que si f(z) est une G-fonction qui annule un opérateur différentiel dans Q(z)[d/dz] d'ordre n qui est muni d'une structure de Frobenius forte de période h pour le nombre premier p et que f(z) est à coefficients dans Z(p), alors la réduction de f modulo p est algébrique sur Fp(z) et son degré d'algébricité est majoré par pn2h. En généralisant une approche introduite par Salinier, nous montrons ensuite qu'un opérateur fuchsien à coefficients dans Q(z), dont le groupe de monodromie est rigide et dont les exposants sont rationnels,  possède, pour presque tout nombre premier p, une structure de Frobenius forte  de période h, où h est majorée explicitement et indépendamment  de p. Une version légèrement différente de ce résultat a été démontré récemment par Crew en suivant une approche différente fondée sur la cohomologie p-adique. Nous utilisons ces deux résultats pour résoudre la conjecture mentionnée  dans le cas des séries hypergéométriques généralisées.

This work is devoted to study of algebraicity modulo p of Siegel's G-functions. Our goal is emphasize the relevance of the notion of strong Frobenius structure, classically studied in the theory of the p-adic differential equations, for the study of a Adamczewski--Delaygue's conjecture concerning the degree of algebraicity modulo p of G-functions. For this, we first make a Christol's result explicit by showing that if f(z) is a G-function which is a solution of a differential operator in Q(z)[d/dz] of order n which has a strong Frobenius structure with period h for the prime number p and that f(z) belongs to Z(p)[[z]], then the reduction of f(z) modulo p is algebraic over Fp(z) and its degree of algebraicity is bounded by pn2h. By generalizing an approach introduced by Salinier, we then show that a Fuchsian operator with coefficients in Q(z), whose monodromy group is rigid and whose exponents are rational has for almost all prime numbers p a strong Frobenius structure with period h, where h is explicitly bounded and does not depend on p. A slightly different version of this result has been demonstrated recently by Crew following a different approach based on the p-adic cohomology. We use these two results to solve the mentioned conjecture in the case of generalized hypergeometric series.

Structure de Frobenius forte, réduction modulo p, algébricité modulo p, équations différentielle p-adique, rigidité
Strong Frobenius structure, reduction modulo p, algrebraicity modulo p, p-adic differential equations, rigidity

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