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Grothendieck trace formula

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759: 229: 754:{\displaystyle L(X,{\mathcal {F}},t)=\prod _{i=0}^{2n}\det(1-t\cdot F\,\,|\,\,H_{c}^{i}(X_{\bar {k}},{\mathcal {F}}))^{(-1)^{i+1}}={\frac {\det(1-t\cdot F\,\,|\,\,H_{c}^{1}(X_{\bar {k}},{\mathcal {F}}))\cdots \det(1-t\cdot F\,\,|\,\,H_{c}^{2n-1}(X_{\bar {k}},{\mathcal {F}}))}{\det(1-t\cdot F\,\,|\,\,H_{c}^{0}(X_{\bar {k}},{\mathcal {F}}))\cdots \det(1-t\cdot F\,\,|\,\,H_{c}^{2n}(X_{\bar {k}},{\mathcal {F}}))}}} 1035: 828: 47:. There are several generalizations: the Frobenius endomorphism can be replaced by a more general endomorphism, in which case the points over a finite field are replaced by its fixed points, and there is also a more general version for a 1136: 1030:{\displaystyle \sum _{x\in X(E)}\operatorname {tr} (F_{E}\,\,|\,\,{\mathcal {F}}_{x})=\sum _{i=0}^{2n}(-1)^{i}\operatorname {tr} (F_{E}\,\,|\,\,H_{c}^{i}(X_{\bar {k}},{\mathcal {F}}))} 1067: 184: 801: 221: 153: 1072: 1271: 1245: 1184: 769: 1218: 1202: 1168: 55: 66: 73:
of a sheaf, as a sum over traces of Frobenius on cohomology groups. This is one of the steps used in the proof of the
80: 1194: 804: 40: 36: 1199:
Séminaire de Géométrie Algébrique du Bois Marie - 1965-66 - Cohomologie l-adique et Fonctions L - (SGA 5)
51:
over the variety, where the cohomology groups are replaced by cohomology with coefficients in the sheaf.
1043: 160: 782: 202: 134: 808: 156: 48: 59: 20: 1241: 1214: 1180: 28: 1206: 1172: 773: 74: 44: 1255: 1251: 1237: 1229: 812: 84: 1236:, Ergebnisse der Mathematik und ihrer Grenzgebiete (3) , vol. 13, Berlin, New York: 1160: 1265: 120: 108: 32: 1131:{\displaystyle (\varprojlim \mathbb {Z} /l^{n}\mathbb {Z} )\otimes \mathbb {Q} } 1165:
Séminaire de Géométrie Algébrique du Bois Marie - Cohomologie étale - (SGA 4½)
193: 70: 1201:. Lecture Notes in Mathematics (in French). Vol. 589. Berlin; New York: 1167:. Lecture Notes in Mathematics (in French). Vol. 569. Berlin; New York: 54:
The Grothendieck trace formula is an analogue in algebraic geometry of the
1210: 1176: 65:
One application of the Grothendieck trace formula is to express the
1142:-adic sheaf) the left hand side of this formula is the number of 16:
Expresses the number of points of a variety over a finite field
1016: 888: 788: 737: 650: 567: 474: 358: 247: 208: 140: 69:
of a variety over a finite field, or more generally the
811:
produces a statement on sums of traces for each finite
192:. Then the following cohomological expression for the 1075: 1046: 831: 785: 232: 205: 163: 137: 1130: 1061: 1029: 795: 753: 215: 178: 147: 664: 580: 488: 404: 288: 8: 1124: 1123: 1113: 1112: 1106: 1097: 1093: 1092: 1079: 1074: 1053: 1049: 1048: 1045: 1015: 1014: 999: 998: 985: 980: 975: 974: 969: 968: 967: 961: 942: 920: 909: 893: 887: 886: 884: 883: 878: 877: 876: 870: 836: 830: 787: 786: 784: 736: 735: 720: 719: 703: 698: 693: 692: 687: 686: 685: 649: 648: 633: 632: 619: 614: 609: 608: 603: 602: 601: 566: 565: 550: 549: 527: 522: 517: 516: 511: 510: 509: 473: 472: 457: 456: 443: 438: 433: 432: 427: 426: 425: 401: 384: 370: 357: 356: 341: 340: 327: 322: 317: 316: 311: 310: 309: 279: 268: 246: 245: 231: 207: 206: 204: 170: 166: 165: 162: 139: 138: 136: 1234:Étale cohomology and the Weil conjecture 7: 27:expresses the number of points of a 779:with compact supports of the sheaf 14: 1062:{\displaystyle \mathbb {Q} _{l}} 179:{\displaystyle \mathbb {Q} _{l}} 1272:Theorems in algebraic geometry 1117: 1076: 1024: 1021: 1004: 991: 970: 954: 939: 929: 899: 879: 863: 852: 846: 796:{\displaystyle {\mathcal {F}}} 745: 742: 725: 712: 688: 667: 658: 655: 638: 625: 604: 583: 575: 572: 555: 542: 512: 491: 482: 479: 462: 449: 428: 407: 381: 371: 367: 363: 346: 333: 312: 291: 258: 236: 216:{\displaystyle {\mathcal {F}}} 148:{\displaystyle {\mathcal {F}}} 1: 56:Lefschetz fixed-point theorem 83:generalizes the formula to 1288: 25:Grothendieck trace formula 1195:Grothendieck, Alexander 805:logarithmic derivatives 81:Behrend's trace formula 1132: 1063: 1031: 928: 797: 755: 287: 217: 180: 149: 41:Frobenius endomorphism 1133: 1064: 1040:For a constant sheaf 1032: 905: 798: 756: 264: 218: 181: 150: 91:Formal statement for 1073: 1044: 829: 783: 230: 203: 161: 135: 1228:Freitag, Eberhard; 990: 809:formal power series 770:geometric Frobenius 711: 624: 541: 448: 332: 103:be a finite field, 1211:10.1007/BFb0096802 1177:10.1007/BFb0091516 1128: 1087: 1059: 1027: 976: 856: 818:of the base field 793: 751: 694: 610: 518: 434: 318: 213: 176: 145: 60:algebraic topology 21:algebraic geometry 1247:978-3-540-12175-6 1186:978-3-540-08066-4 1138:to qualify as an 1080: 1007: 832: 749: 728: 641: 558: 465: 349: 45:cohomology groups 1279: 1258: 1230:Kiehl, Reinhardt 1224: 1190: 1137: 1135: 1134: 1129: 1127: 1116: 1111: 1110: 1101: 1096: 1088: 1068: 1066: 1065: 1060: 1058: 1057: 1052: 1036: 1034: 1033: 1028: 1020: 1019: 1010: 1009: 1008: 1000: 989: 984: 973: 966: 965: 947: 946: 927: 919: 898: 897: 892: 891: 882: 875: 874: 855: 802: 800: 799: 794: 792: 791: 777:-adic cohomology 768:is everywhere a 760: 758: 757: 752: 750: 748: 741: 740: 731: 730: 729: 721: 710: 702: 691: 654: 653: 644: 643: 642: 634: 623: 618: 607: 578: 571: 570: 561: 560: 559: 551: 540: 526: 515: 478: 477: 468: 467: 466: 458: 447: 442: 431: 402: 397: 396: 395: 394: 362: 361: 352: 351: 350: 342: 331: 326: 315: 286: 278: 251: 250: 222: 220: 219: 214: 212: 211: 185: 183: 182: 177: 175: 174: 169: 154: 152: 151: 146: 144: 143: 85:algebraic stacks 75:Weil conjectures 35:in terms of the 1287: 1286: 1282: 1281: 1280: 1278: 1277: 1276: 1262: 1261: 1248: 1238:Springer-Verlag 1227: 1221: 1203:Springer-Verlag 1193: 1187: 1169:Springer-Verlag 1161:Deligne, Pierre 1159: 1156: 1102: 1071: 1070: 1047: 1042: 1041: 994: 957: 938: 885: 866: 827: 826: 813:field extension 781: 780: 715: 628: 579: 545: 452: 403: 380: 366: 336: 228: 227: 201: 200: 164: 159: 158: 133: 132: 97: 17: 12: 11: 5: 1285: 1283: 1275: 1274: 1264: 1263: 1260: 1259: 1246: 1225: 1219: 1191: 1185: 1155: 1152: 1126: 1122: 1119: 1115: 1109: 1105: 1100: 1095: 1091: 1086: 1083: 1078: 1056: 1051: 1038: 1037: 1026: 1023: 1018: 1013: 1006: 1003: 997: 993: 988: 983: 979: 972: 964: 960: 956: 953: 950: 945: 941: 937: 934: 931: 926: 923: 918: 915: 912: 908: 904: 901: 896: 890: 881: 873: 869: 865: 862: 859: 854: 851: 848: 845: 842: 839: 835: 790: 762: 761: 747: 744: 739: 734: 727: 724: 718: 714: 709: 706: 701: 697: 690: 684: 681: 678: 675: 672: 669: 666: 663: 660: 657: 652: 647: 640: 637: 631: 627: 622: 617: 613: 606: 600: 597: 594: 591: 588: 585: 582: 577: 574: 569: 564: 557: 554: 548: 544: 539: 536: 533: 530: 525: 521: 514: 508: 505: 502: 499: 496: 493: 490: 487: 484: 481: 476: 471: 464: 461: 455: 451: 446: 441: 437: 430: 424: 421: 418: 415: 412: 409: 406: 400: 393: 390: 387: 383: 379: 376: 373: 369: 365: 360: 355: 348: 345: 339: 335: 330: 325: 321: 314: 308: 305: 302: 299: 296: 293: 290: 285: 282: 277: 274: 271: 267: 263: 260: 257: 254: 249: 244: 241: 238: 235: 210: 173: 168: 157:constructible 142: 111:invertible in 96: 89: 15: 13: 10: 9: 6: 4: 3: 2: 1284: 1273: 1270: 1269: 1267: 1257: 1253: 1249: 1243: 1239: 1235: 1231: 1226: 1222: 1220:3-540-08248-4 1216: 1212: 1208: 1204: 1200: 1196: 1192: 1188: 1182: 1178: 1174: 1170: 1166: 1162: 1158: 1157: 1153: 1151: 1149: 1145: 1141: 1120: 1107: 1103: 1098: 1089: 1084: 1081: 1054: 1011: 1001: 995: 986: 981: 977: 962: 958: 951: 948: 943: 935: 932: 924: 921: 916: 913: 910: 906: 902: 894: 871: 867: 860: 857: 849: 843: 840: 837: 833: 825: 824: 823: 821: 817: 814: 810: 806: 778: 776: 771: 767: 732: 722: 716: 707: 704: 699: 695: 682: 679: 676: 673: 670: 661: 645: 635: 629: 620: 615: 611: 598: 595: 592: 589: 586: 562: 552: 546: 537: 534: 531: 528: 523: 519: 506: 503: 500: 497: 494: 485: 469: 459: 453: 444: 439: 435: 422: 419: 416: 413: 410: 398: 391: 388: 385: 377: 374: 353: 343: 337: 328: 323: 319: 306: 303: 300: 297: 294: 283: 280: 275: 272: 269: 265: 261: 255: 252: 242: 239: 233: 226: 225: 224: 198: 196: 191: 187: 171: 130: 127:of dimension 126: 124: 118: 114: 110: 106: 102: 94: 90: 88: 86: 82: 78: 76: 72: 68: 67:zeta function 63: 61: 57: 52: 50: 46: 42: 38: 34: 30: 26: 22: 1233: 1198: 1164: 1147: 1143: 1139: 1039: 819: 815: 774: 765: 763: 194: 189: 128: 122: 116: 112: 109:prime number 104: 100: 98: 92: 79: 64: 53: 33:finite field 24: 18: 1146:-points of 1069:(viewed as 1154:References 772:action on 95:-functions 1121:⊗ 1090:⁡ 1085:← 1005:¯ 952:⁡ 933:− 907:∑ 861:⁡ 841:∈ 834:∑ 803:. Taking 726:¯ 680:⋅ 674:− 662:⋯ 639:¯ 596:⋅ 590:− 556:¯ 535:− 504:⋅ 498:− 486:⋯ 463:¯ 420:⋅ 414:− 375:− 347:¯ 304:⋅ 298:− 266:∏ 197:-function 1266:Category 1232:(1988), 1197:(1977). 1163:(1977). 807:of both 71:L-series 1256:0926276 223:holds: 125:-scheme 121:smooth 43:on its 39:of the 31:over a 29:variety 1254:  1244:  1217:  1183:  764:where 186:-sheaf 131:, and 23:, the 49:sheaf 37:trace 1242:ISBN 1215:ISBN 1181:ISBN 99:Let 1207:doi 1173:doi 1082:lim 665:det 581:det 489:det 405:det 289:det 199:of 188:on 58:in 19:In 1268:: 1252:MR 1250:, 1240:, 1213:. 1205:. 1179:. 1171:. 1150:. 949:tr 858:tr 822:: 155:a 119:a 115:, 107:a 87:. 77:. 62:. 1223:. 1209:: 1189:. 1175:: 1148:X 1144:E 1140:l 1125:Q 1118:) 1114:Z 1108:n 1104:l 1099:/ 1094:Z 1077:( 1055:l 1050:Q 1025:) 1022:) 1017:F 1012:, 1002:k 996:X 992:( 987:i 982:c 978:H 971:| 963:E 959:F 955:( 944:i 940:) 936:1 930:( 925:n 922:2 917:0 914:= 911:i 903:= 900:) 895:x 889:F 880:| 872:E 868:F 864:( 853:) 850:E 847:( 844:X 838:x 820:k 816:E 789:F 775:l 766:F 746:) 743:) 738:F 733:, 723:k 717:X 713:( 708:n 705:2 700:c 696:H 689:| 683:F 677:t 671:1 668:( 659:) 656:) 651:F 646:, 636:k 630:X 626:( 621:0 616:c 612:H 605:| 599:F 593:t 587:1 584:( 576:) 573:) 568:F 563:, 553:k 547:X 543:( 538:1 532:n 529:2 524:c 520:H 513:| 507:F 501:t 495:1 492:( 483:) 480:) 475:F 470:, 460:k 454:X 450:( 445:1 440:c 436:H 429:| 423:F 417:t 411:1 408:( 399:= 392:1 389:+ 386:i 382:) 378:1 372:( 368:) 364:) 359:F 354:, 344:k 338:X 334:( 329:i 324:c 320:H 313:| 307:F 301:t 295:1 292:( 284:n 281:2 276:0 273:= 270:i 262:= 259:) 256:t 253:, 248:F 243:, 240:X 237:( 234:L 209:F 195:L 190:X 172:l 167:Q 141:F 129:n 123:k 117:X 113:k 105:l 101:k 93:L

Index

algebraic geometry
variety
finite field
trace
Frobenius endomorphism
cohomology groups
sheaf
Lefschetz fixed-point theorem
algebraic topology
zeta function
L-series
Weil conjectures
Behrend's trace formula
algebraic stacks
prime number
smooth k-scheme
constructible Q l {\displaystyle \mathbb {Q} _{l}} -sheaf
L-function
geometric Frobenius
l-adic cohomology
logarithmic derivatives
formal power series
field extension
Deligne, Pierre
Springer-Verlag
doi
10.1007/BFb0091516
ISBN
978-3-540-08066-4
Grothendieck, Alexander

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