Séminaire  P.~LELONG,  P.~DOLBEAULT,  H.~SKODA\\
(Analyse)  23e  année, 1982/83\\
Lecture Notes in Mathematics n° 1028, Springer, pages 96-1024



MAJORATION STATISTIQUE DE LA COURBURE D'UNE VARIÉTÉ ANALYTIQUE

par Jean-Pierre DEMAILLY et Bernard GAVEAU


0 - INTRODUCTION


L'objet  de  ce  travail  est  d'étudier la croissance de la courbure de
Ricci d'une sous-variété analytique dans un ouvert strictement
pseudoconvexe borné Çl C .(C . Une telle étude avait déjà été entreprise
dans [5], [4] pour le cas des diviseurs de la boule de E ou E . De
manière générale, étant donné une application analytique F = (F, ,...,F)
: Q ?*? ¼ ayant une certaine croissance, on regarde si la courbure des
surfaces de niveau de F peut-être estimée. En codimension p > 1, on sait
que la croissance de l'aire d'une surface de niveau prise isolément
n'est pas reliée à la croissance de F (cf.[ 2 ] ) , mais que
l'estimation de l'aire subsiste néanmoins en moyenne (cf.[ 7 ] ) . On
est donc amené à étudier de même des majorations statistiques de la
courbure.

Pour tout Ç £ E , on considère la surface de niveau X = F ( Ç).

La  variété  X  sera supposée sans singularités.  On munit alors X de la
métrique kahlérienne a =  -  dd |z|  induite par la métrique euclidienne
usuelle  de  C  ,  et  on  désigne  par  R la forme de courbure de Ricci
correspondante  de  X  (la  définition  précise est donnée au §3).  Nous
montrons le résultat suivant.

Théorème 1. Soit 6(z) = d(z,9^) la distance de z au bord dÛ. On suppose
que F.,...,F sont bornées. Alors pour tout entier q = 0, 1,...,n-p on
a l'estimation

ç e cp

dX(ç) 6p+q [Log(l + 1/6)] q Rq A an p q < + -

avec dX = mesure de Lebesgue de Ç

Une estimation plus générale valable pour un ordre de croissance
quelconque des fonctions F. sera énoncée dans le th. 3.6. Le th. 1
équivaut  respectivement  pour q =  0,  q =  1,  q =  dim X =  n-p à une
majoration  de l'aire,  de la courbure scalaire K =  trace(R),  et de la
courbure totale

r - Il Rn~P/(n-p)!ll de V Lors

que  q  est  quelconque,  on  a  simplement  une  estimée  des fonctions
symétriques  élémentaires  des  courbures  principales  de X (=  valeurs
propres  de  la  forme  R).  La démonstration consiste essentiellement à
effectuer  de multiples intégrations par parties,  en exploitant le fait
qu'on  dispose  d'un  bon  contrôle du potentiel de la forme R.  Même en
codimension  p  =  1,  il  semble  peu probable qu'on puisse obtenir une
version individuelle du th.  1 (i.e.  pour tout Ç,  (---)<  + OT ) : les
résultats obtenus dans [3]  indiquent que la croissance des singularités
d'une  hypersurface  quelconque  n'est  pas  liée  à  la  croissance  de
l'équation.

Dans  le  dernier  paragraphe,  on  montre  que la courbure totale d'une
hypersurface  vérifie  une  équation de type Monge-Ampère,  généralisant
ainsi  le  résultat  analogue  de  [4]  dans  le  cas des courbes et des
surfaces.

Théorème  2.  Soit  X  une  hypersurface de Ci dont la courbure totale Y
n'est  identiquement  nulle sur aucune composante de X.  Alors T vérifie
l'équation

i38 Log r = -(n + 1) R + 2 tt[Z]

où [ Z ] est le diviseur des zéros de F .

Cette  formule  pourrait s'avérer utile pour obtenir des estimées fin.es
de  F  et  de  ses  dérivées  covariantes,  en  utilisant  la théorie du
potentiel le long de 1Thypersurface X elle-même.

1. MAJORATION DE L'AIRE D'UN DIVISEUR.

Les  résultats de ce paragraphe sont tout à fait classiques.  Nous avons
préféré cependant reproduire l'essentiel des démonstrations,  d'une part
pour  fixer les notations,  et d'autre part parce que nous aurons besoin
de toute façon des éléments techniques qui interviennent ici.

Soit  U  C C un ouvert strictement pseudoconvexe borné de classe C .  On
sait qu'il existe une fonction p G C (fi) ayant les propriétés suivantes
:

(3.5)p < 0 sur fi ;

(3.6)p = 0 , dp i 0 sur le bord 9fi ;

(3.7)p est strictement plurisousharmonique (p.s.h. en abrégé) sur fi. On
pose $ = dd p = 2i33p où d = i(3 - 5), et pour tout a < 0

'on définit :

fi (a) = {z S Çl ; p(z) < a}, S (a) = {z ¤ fi ; p(z) = a}.

Soit a <  0 tel que dn^  0 pour p >^  a .  L'ensemble S(a), a >/ a , est
donc

o r o o

une  sous-variété  compacte de classe C ,  canoniquement orientée par la
forme

c n_ 1

volume d pA B .  Dans l'intégrale du th. 1, il sera commode de remplacer
la

distance au bord ô par | p| et la (1.1) forme a = ~r dd |z|2 par .$ (il

existe en effet des constantes C > C? > 0 telles que C"6 < [p| < C.<5 et

C"a < 3 < C-a sur fi). Nous serons alors amenés à effectuer de multiples

intégrations par parties du type suivant.

- 4 -

Lemme 1.1. Soit X une sous-variété analytique fermée de codimension p

dans fi, V une fonction p.s.h. sur X, G une forme fermée de bidegré

(n-p-1, n-p-1) à coefficients continus sur X. On se donne une fonction X
-

]_co)  0]  -*? 3R convexe décroissante, de classe C sur ]-°°, 0[ , telle
que

X(0) = X'(0) - 0.



X(P) dd^VAG = - i V|xT (p)|dd^p AG + '(p)dpAdCpA0

X ^x ^X

sous réserve que les trois intégrales soient absolument convergentes.

Dans le cas particulier X =  fi, p = 0, on obtient pour tout a ¤ [a ,0 [
:

(1.5)

j(a-p)ddCVA6 = VdpAG - V ddCpA0

fi(a) JS(a) Jfi(a)

Démonstration.  Pour  vérifier  (1.4),  on  commence  par  tronquer  les
 intégrales

en remplaçant X par X n fi(a)  et X par X (t)  =  X(t)  -  X(a)  - XT(a)
 (t-a),

a

a  <  0,  puis  on  passe à la limite quand a ->  0.  Grâce aux procédés
 standards de

co

régularisation,  on se ramène également au cas où P,6,V sont de classe C
 . La formule (1.4) s'obtient alors à partir des identités :

(1.6) d[x (p)d°VA6] = X (P) dd°VAG + x' (p) dp A d°V AG

a a a

= x (P) dd^AG + x' (P) dV A dCp AG,

a a

(1.7)  d[V x' (p)dCpAe] = xT dV A d°p AG + V x' (p) ddCpA0 + Vx"(p) dp A
d°p A6

a a a a

c c

en appliquant deux fois la formule de Stokes.  LTégalité dp A d VA0 = dV
A d pAG

utilisée  implicitement  dans  (1.7)  se  démontre  en  observant que la
2-forme

ce -

dp  A  d  V  -  dV A d p ne contient pas de terme de bidegré (1,1).  Les
intégrales de

bord sont nulles car X (a)  =  XT(a)  =0.  La vérification de (1.5)  est
analogue

a a

à celle de (1.4)  avec X =  fi et X (t)  =  a -  t,  mais ici (1.7) fait
apparaître

a

- 5 -

l'intégrale de bord

S (a)

Vd pA9. ?

Lemme 1.2.  Soit T un courant >  0 fermé de bidegré (n-p-1, n-p-1) sur X
et X -  ]-°°,0 [  -y ]R une fonction décroissante de classe C1 telle que
X(0_) = 0. Alors

(1.8)

|Xf (P) | dp A d°P A T = X(P) dd°p A T.

X -'X

La  démonstration  est  semblable  à celle du lemme 1.1.  On applique la
formule de Stokes sur X n Q(a) en écrivant

d[X (p)  dCp A T =  X (P)  ddCp A T +  X'  (P)  dp AdCp A T avec X (t) =
X(t)~x(a).E

a a a a

Lorsque  V  est  une  fonction  p.s.h.,  on sait que les moyennes de V =
sup(V,o)  sur  les  pseudo-sphères  S(a)  majorent les moyennes de V_  =
sup(-V,0). De façon précise :

Lemme 1.3.  Soit n une fonction croissante >  0 sur l'intervalle [a ,0[.
On

suppose que la fonction p.s.h.  V vérifie une condition de croissance au
bord du typ e

S(a)

V dCn A 3n l < n(a) , a e [a ,0 [

Alors il existe une constante C >0 telle que

(1.9)

S(a)

V_ d"p A 3 < C. (n(a) + v H )



où a e [a ,0[ et ! |v I

o '' -''o

Q(a ) o

,n



Démonstration.  En  choisissant  pour 8 la (n-l,n-l)-  forme positive la
formule (1.5) entraîne

,n-l

- 6 -

(1.10)

S(a)

V+dCp A 3n_1

V d p A

S(a)

ver > o

fi(a)



v_dcp A 6n ! < ri(a) + S(a)

fl(a)

v 3

Puisque dp ^ 0 pour p > a , il existe une constante C2 > 0 telle que

(1.12) 6n < C2 dp A dCp A 6n_1 sur fi\fi(a ).

o

Posons À(a)

S(a)

c n- 1

V_d p A B - Pour a > a , l'égalité (1.11) implique



À (a) < n(a) + V . + C,

fi(a) \fi(a )

V dp A dCp A 3n"



n(a) + ||v_||o + c2

ra

X(t)dt

Il  suffit  maintenant  de  reproduire  la  démonstration  du  lemme  de
Gronwall.  La for-le de Stokes montre que la fonction À est continue sur
[a ,0[, car dV_ = dV - dV

mu

C.a

est à coefficients L: . En posant A(a) = e 2

loc

A1 (a) = e"C2a (A(a) - C2 X(t)dt) ^ e~C2ao(n(a) + I I VJ I Q)

Comme X] est croissante, on obtient donc

A(a) « e ^0 (a - a ) (n(a) + V | I )

d'où X(a) « C1 (n(a) + ( [V_| | )

avec C-, = 1 + Cj a e 2 o. ?

Certaines  classes  de  fonctions  holomorphes  seront d'un intérêt tout
particulier dans la suite.

Définition 1.4.  Soit rt : [-°°,0 [ ?+- B une fonction croissante > 0 de
classe C1

On définit les classe A (Q.) C N (P.) de fonctions holomorphes sur Q par

n ri F

les conditions suivantes :

(1.13) F £ A (P) si et seulement si il existe une constante M ^ 0 telle

que

Log |F(z)I ^ M n(p(z>) , z G Q ;

(1.14) F ^ N (fi) si et seulement si il existe une constante m ^ 0 telle

que

Log^ |F(z) | d° p A gn 1 <: m n(t) , t6[a,0[

S(t) °

On considère sur A (fi), N (J2) les fonctionnelles

n n

(1.15)

*n(F) = Mn(F) + ||Log_ |P| ||o , *n(P) = mn(F) + ||Log_ |F| ||o ,

M  (F)  et  m  (F)  étant  respectivement  les  plus  petites constantes
possibles M,m dans (1. 13) et (1. 14).

La classe N (Q) correspondant à n = 1 est usuellement dénommée classe de
Nevanlinna  (d'où  la  notation).  Cette  classe  intervient  de manière
naturelle  lorsqu'on  cherche  à  obtenir des majorations de l'aire d'un
diviseur (cf [1] , [ 6] )

Théorème 1.5.  Soit F G N (9.) et [ Z] le diviseur des zéros de F. Etant
donné £ > 0, on considère la fonction convexe de classe C

x(t)

-^V- . t < 0. t n(u)

Il existe des constantes C"(e) , C,(e) > 0 indépendantes de F telles que

(1.16) Condition de Blaschke :

X (P) [z] A Bn !< C3(e) * (F)

(1.17) Condition de Malliavin :

-^ [Z]Adp Adcp A Bn 2 < C4 (e) * (F)

n(p)

La    démonstration    repose    essentiellement   sur   l'équation   de
Lelong-Poincaré

(1.18)  [  Z]  =  -7^-  dd Log |f| et sur les formules d'intégration par
parties

2tt des lemmes 1.1 et 1.2. Avec X = Q et T = [ Z] A

que

1 - [ Z] A dp A dcp A Bn 2

n(p)

X(P) [Z] A 3

n-1

Les  conditions  de  Blaschke  et  de  Malliavin sont donc équivalentes.
Raisonnons d'abord dans le cas où n est non bornée,  c'est-à-dire X1 (0)
= 0- D'après l'équation (1.18) et le lemme 1.1 (1.4) il vient :

2tt

X(P) [ Z] A 6

n-1

Log|F|.|X'(p)| ddCp ABnl +

Log|F| X"(p) dpAdCp A 3n 1

l Log_|F|.|x,(p)| 3n+ I Lo? Jf| X"(p) dp A dCp A Bn 1

L'hypothèse F G N (fi) entraîne que

,(a) Log+ |F| d°p A 3n l <n(a)^(F) , ae[ao,0[

L'inégalité (1.10) appliquée à V = Log |f| donne alors

Log |F| 3n < I Log+|F[ dCp A Bn ] < n(aj * (F), d'où

"Uo; >S(a ) ° n

o

(1.20)

[ Log_|F|.ixf(p)| 3n + f Log+|F| X"(P) dpAdcpABn * < C, V> (F)

jfi (a ) 4Ka ) n

D'après (1.12),  les intégrales analogues sur fi \  fi(a ) sont majorées
par :

- 9 -

fi \fi(a ) o

(Log_|F|. C2|xf(p)| + ^og+ |f| x"(P» dpAdCp A

soit encore, grâce au théorème de Fubini, par

(1.21) C.

?'(t)ldt

S(t)

Log |f| dc o A Bn ]

(1.22) +

X"(t) dt Log+|F| dC p A 3.

"o S(t)

On a x" = -0+£)n' r)~2~Z , donc (1.22) < (1.23) avec

(1.23) x"^dt x n(t) *n<F> = V Ue *n<F> tC ; (1

n n UJ n

Enfin, le lemme 1.3 montre que

Log_|F| dCp A Bn < C (n(t)v (F) + ||Log_|F| || ) ,

S(t)

donc l'intégrale (1.21) est inférieure à

(1.24) = Cj C2

dt

n (t)

(n(t) «p (F) + ||Log_ |f| ||o<c7«p (f)

La condition (1.16)  résulte alors de (1.19),  (1.20)  et des inégalités
(1.21)  <  (1.24),  (1.22)  <  (1.23). Lorsque n est bornée, on applique
(1.5) au lieu de (1.4), ce qui fait apparaître le terme de bord

S (a)

Log |F| dCp a 3n < n(a) v m < c8 ^ (F).a

Remarque 1.6. Pour ri = 1, on trouve la condition de Blaschke classique

| p | t z] a en l < +

2. MAJORATION STATISTIQUE DE L'AIRE D!UNE SOUS-VARIÉTÉ.

Nous  allons  maintenant  étudier le problème de la majoration de l'aire
d1une variété intersection complète de codimension quelconque.  Soit F =
(F.,...,F ) : Q + ¼p une application analytique. Si Ç G ¼ , on note X la
surface de niveau X =  F (Ç).  D'après le théorème de Sard, la variété X
est sans singularités pour presque tout Ç G ¼p. L'estimation du théorème
1.5  n'est plus vraie en général pour chaque surface X fixée (cf.  [2]),
mais on a la version statistique suivante, inspirée de [7].

Théorème 2.1. Soient F, e N (Q), F0 G A (Q),...,F G A (Q)

(q..... ,q G \j (] - OT,0[ étant des fonctions croissantes > 0)

1 p

Pour tout e > 0 on pose

(u - t)P * du

(p-D

Il existe une constante C(p,e) > 0 telle que

(2.1)

Ç 6 (C1

(1+ Ç )

dX(ç)

(p) Bn p < C(P,e) B(F)

avec B(F) = (1 + m (F.)) II (1+M (F.)), cf. définition 1.4

1, j=2 rij J

Démonstration.  Par récurrence sur p.  Considérons d'abord le cas p = 1,
ri = ri , F = F, , l'hypersurface X étant définie par F - Ç = 0. D'après

le théorème 1.5, il suffit de vérifier :

(2.2)

Ç S ¼

(1 + |ç|2) ' £ ¥>n(F - ç) dX(ç) < C^e) (1 + ^(F))

- 11 -

Par définition,  <p (F)  =  m (F)  +  ||LogjFJ ||q où m (F)  est la plus
petite constante m qui intervient dans (1.14). Puisque Log (x + y) < Log
x + LoS.y + L°g2 si x,y > 0 , il vient

mn(F - Ç) < m^(F) + C2(l + Log+|ç|) ,

ç e ¼

(1 + kl2) X e m (F - ç) dX(ç) < C (e) (1 + m (F))

i i2 -1-e En majorant brutalement (1 +  |ç|  ) par I, on trouve d1 autre
part

(2.3)

Ç e E

(1 + |ç|2) ! £ Logja - ç| dX(Ç) < C4 =

Log - dX(Ç),

d<i kl



d'où

(1 + kl2)"1"6 ||Log_|F-ç| || < C,

(2.2)  résulte  immédiatement  de  là.  Supposons maintenant le théorème
démontré

). Posons - pt"l/-ri

FT =  (F.,...F ,)  ,  X ,  =  F!  (Ç*). Après remplacement de e par e/2,
l'hypothèse

(2.4)

ç'e ¼pM

(1 + |çi|2)-P+I-e/2 dX(C') X _!(P> Bn"P+1 < --^ B(^

V

Un calcul immédiat donne

x'i(t> = -^i7- ' xp (t)

n, (t)

0 l nP"2 A

(u - t) du

(p-2)! 't (rij n2.--np)(u)

, P > 2 ;



xâ(t)

(nj1+en2)(t)

. x"(t) =

(p - 3) !

(V3- t)P 3 du

(ri! en2---n )(u)

p > 3 .

On en déduit pour p > 2 les inégalités

(2.5)

XpCt) I < c6 Vl(t) Sl t ^ [InfP'0] »

x" <« n(t) < Ixl , (t)

- 12 -

Choisissons ç' tel que X , soit sans singularités, et Ç valeur non

critique de la restriction de F à X . Appliquons le lemme 1.1 (1.4) à X-
Xç. , V = Jjj; Log |Fp - Çp| , G = 3n_P.

L'équation de Lelong-Poincaré dd V = [X ] considérée sur X , implique

(2.6)

X_

X_(p) 3

n-P _ _

V

V|X'(P) I Bn P+1 + I Vx"(p)dpAdcpA6n p

'V



Log_|Fp - Ç| . |Xp(p)| 3

V

n-p+1

V

LogjF -ç .x"(p)dpAd p A 3 + p p Ap

n-p

Comme ci-dessus on voit que

L°g+|Fp - çp| < c7(M^(Fp) + i + Log+|çp|) np(P) ;

les inégalités (2.5) donnent donc la majoration

(2.7)

Log |F- ç | Xn (p) 3n"P+1

b -' p p Ap-1

V

+ C7 (Mn(V + X + L°g+Upl> { lx'p_iCp)| dpAdCp A 3

P X T

n-p

D'après le lemme 1.2, on a :

(2.8)

Kt

|X' 1(p)|dpAdCp A B

n-p

V

Vi

(p) 3

n-p+

On intègre maintenant (2.6)  avec le poids (l +  |ç|2)  P , qu'on majore
par  (1  +  |ç'|2)-P+ï-e/2  (1  +  |ç |2j-l-e/2t si 1Ion tient compte de
(2.3), (2.4),

(2.8)  et (2.6)  <  (2.7)  ,  on obtient finalement l'inégalité attendue
(2.1). ?

1 +£

Posons n (t) = (n n ... n ) ((1-e)t). Des minorations triviales

donnent y (t) > £P ]t|P/p! n (t) , Xf 00 > £P * |t|P * /(p-1 ) !r. (t)

P b p e

Une nouvelle application du lemme 1.2 permet d'énoncer :

- 13 -

Corollaire 2.2. Sous les hypothèses du théorème 2.1 on a

|p|p n (P)"1 Bn"p < + -

(2.9) (1 + |ç|')

L G (CP

X

ç

i id-1 - .-1 - . ,c . _n-t)-l

+ 00.

(2.11) les fonctions F. sont bornées et n (t) = 1.

J ^

(2.12) Les fonctions F. sont à croissance pôlynomiale au bord ,

(i.e. Log|F.|<C Log(l + l/|p|)) ; n (t) = [ Log( lf V | 11 )] P+£.

J J ^

(2.13) Les fonctions F. sont d'ordre fini x > 0, i.e. pour tout £ > 0,

3

il existe C(e) > 0 telle que Log|F.\< .C(e)|p| ; on peut prendre alors

s*.\ i-i~PT~£ / x i .ip(l+r)+e

ne(t) » \t\ * et X (P) = IpI

3. INTEGRALES DE COURBURE

Soit X une sous-variété analytique de dimension d dans l'ouvert

.n

Q(Çl  CC  (C  strictement  pseudoconvexe).  On  désigne  par TX le fibre
tangent à X.

Définition 3.  1.  TX étant muni de la métrique euclidienne standard a =
-r dd |z|'

on appellera forme de courbure de Ricci de (X,a) la forme de courbure du
fibre

.d * canonique ATX:

R = i c (AdT*X) = - i c(AdTX).

Cette définition diffère des conventions usuelles,  suivant lesquelles R
=  i c (A TX). Le choix que nous avons fait sera commode parce que i c(A
T  X)  est  toujours  une  (l,l)-forme  >  0,  comme le montre le calcul
explicite suivant.

Lemme 3.2. On suppose que X est définie par le système d'équations

F =  (F.,...,F )  =  (0,...,0) et que l'application linéaire tangente dF
est

- 14 -

surjective en tout point de X (on a donc d = dim X = n - p) . Pour tout

multi-indice croissant L = {l.,...,l } C {l,2,...,n} , on pi

JL(F) = dët [ S~J

\ 1 < j , k < p

J (F) = ( Z |JT (F) j2)1/2 > 0

iLl-p L

Alors on a les formules suivantes

(3.1) || F*(dÀ) || = J(F)2 ,

où dX est la (p,p)-forme associée à la mesure de Lebesgue sur tC1

(3.2) R = [ ddC Log J(F)] ? (restriction de dd° Log J(F) à X).

Preuve  de  (3.1).  Soient  (Ç19....t )  ,  (z,_...,z )  des coordonnées
orthonormées

I p 1 n

sur ¼P et (Cn. On a

dA = 2 p ip dç, A...A dç A dç. A...A dç

pi p

(3.3) F (dç. A... A dç ) = E ? JT(F) àz.

1 p |L| L L

La formule (3. 1) résulte immédiatement de là.

Preuve de (3.2). Pour tout multi-indice L de longueur p, 1'égalité (3.3)

implique

F (dç. A... A dç ) A dzr,T = ± JT(F) dz. A... A dz

1 p \.h L I n

±  étant la signature de la permutation qui réordonne LU ÇL en l,2,...,n
Fixons z° G X et un multi-indice M,  |  m|  =  p,  tel que JM(F)  =^0 au
voisinage  de  z°.  Puisque  dz/f  et dzn sont des formes holomorphes de
degré maximal d = n-p sur X, on trouve

- 15 -

dz

Cl

JL(F)

± - ^zPm ^en restri-ctlon à TX) , et

VF>



d a

d!

Ll- P



2 P iP dzr> A dz

2 _ 2

-rr 2 p ip dzn.. A dz,



Il  vient  donc  lldzn  II  =  2p/2  |j"(F)|/J(F)  aV X est alors donnée
classiquement par

la forme de courbure de



R = i c (AdT*X) = dd° Lo;

dz

M

= dd Log J(F) ,

car JM(F) est une fonction holoraorphe non nulle. ?

Nous pouvons maintenant énoncer le résultat essentiel de ce travail

Théorème 3.  3.  Soit F -  (F.  ,  . . . ,F ) : Ù -*? ¼1 une application
holoraorphe,

avec F e N (Q)  , F2 S A (fi) ,....,F G A (Q) . On suppose que Log J(F)<
y(p)

G? 1 p

sur fi, avec une fonction y e G (]-°°,0[ croissante > 0. Quel que soit

e > 0, on pose :

(u-t)r _ du

1+e q, .

l l p

Pour tout entier q =  0,1,...,n-p,  la courbure de Ricci des surfaces de
niveau X - F (Ç) vérifie l'estimation

(3.4)

ç e {C]

(l+|H2)-p-£ dX(ç)

X.

X (P) Rq A 3n~p"q < + ». Ap,q

Démonstration.  Par  récurrence  sur  q.  Pour  q =  0 l'inégalité (3,4)
résulte  de (2.1).  Nous aurons besoin des lemmes techniques suivants au
cours de l'étape de récurrence.

- 16 -

Lemme 3.4. Soit V G & (ft) une fonction p. s.h. telle que 0 < V < y(pî)

sur  fi.  Pour  tout entier k =  l,...,n et tout e >  0,  on définit des
fonctions

1 r° -k-£

convexes 4V : ]-°°,0[ -»? H par \(t) = Tirrrrr lu_tl Vi(u) du.

Alors

Vk(p) (ddCV)k A 3n k < (!+«?)

Q

y(p)

-e "n

Preuve  :  Il n'est pas restrictif de supposer y non bornée ;  lorsque y
est  bornée,  on  peut  toujours  écrire  y comme limite décroissante de
fonctions  non  bornées  et  passer à la limite dans les inégalités.  On
raisonne alors par récurrence sur k. Des calculs élémentaires donnent :

y;(t>

y(t) e, r (t)

(k-2) !

0

u-11 y(u) du si k > 2



^i'(t)

^(t)

(1+e) yT(t) y(t) -0

(k-3)!

2-e

^(t) = y(t)

?2-e

On en déduit

(3.8)Vj'Ct) y(t) = (1 + 1) -^ (-y £)

(3.9)^'(t) u(t) < |T£_j(t)| pour k>2

c k- 1 t\-k

Le lemme 1.1 (1.4) appliqué à 0 = (dd V) A3 entraine pour tout

k > 1 :

¥ (p) (ddcV)k A en k

= -| V |r(p)| (dd^ l A

V Y" (p) (ddcv)k * Adp A dcp A 3n k

r (p) y(p) (ddcV)k lA dp A dcp A 3n k

Si k = 1, (3.5) donne le majorant

- 17 -

(1 + 7 ) d(-u(p) £) dcpA 3n l « (i + I ) [ y(p) £ 3n ,

compte tenu de la formule de Stokes et de ce que lim ]i(p) = 0

p->o

Si k > 2, (3.6) implique

( \(P) (ddcV)k A Bn k < [ \V ,(p)| (ddcV)k } A dp A dcp A 3n k,

Jfi k Jq k_1

et l'intégrale de droite est égale à Y . (p) (dd V) A $

fe k grâce au lemme 1.2. Q

Lemme 3.5.  Soit V une fonction p.s.h.  telle que V <  u(p)  sur Çl.  On
suppose que V est de classe C2 sur un ouvert Q,1 C Q, Soit ¥

k

comme dans le lemme 3.4 si k > 1 et f - 1. Alors pour tout

£ >  0 et tout entier k >  0, il existe une constante C > 0 indépendante
de V et fi1 , telle que

\(p) eV (ddCV)k A 6n"k < C < + oo. fi'n {v < 0} k

Preuve. Pour k > 1, soit y la fonction convexe > 0 définie par

a(t) - et/k si t < 0 et Y(t) = 1 + Vk si t > 0.

La fonction p.s.h. YoV est de classe C2 sur l'ouvert

fi' n {v < 0} et vérifie 0<YoV<l+f y(p) < C y(p) .

K. 1

Soit a < 0 fixé. On peut écrire yoV comme limite décroissante sur

fi(a) = {p-a < 0} d'une suite de fonctions p.s.h. V G <S (fi(a)),

obtenues  par le procédé habituel de convolution,  et vérifiant 0 <  V <
(C,+-) y(p)

Le lemme 3.4 appliqué sur Q(a) entraîne

y (p-a) (ddCV )k A 3n k £2(a) n fiT n {v < 0} k v

< (C + ±)k (1 +1) u(p-a) £ 3n. V V k (a)

- 18 -

On fait tendre V vers + °° , puis a vers 0, ce qui donne

\ (p) (ddC eV/k)k A 3n k < C, = Ck (1 + 1) | u(p) £ Bn

Q1 n {v < 0} k l l e k

L'inégalité évidente

,,c V/k 1 V/k ...(L. 1 JTT . ,c TTN ^ 1 V/k _,c TT dd e = r- e ' (dd V +
r dV A d V) > - e dd V

implique le lemme 3.5 avec C = k C". ?

Revenons maintenant au th.  3.3,  en supposant le théorème démontré pour
q-1 (q>l). Des calculs analogues à ceux effectués au §2 (2.5) donnent



p,q (p+q-2) !

0 / .NP+q-2 a (u-t)r n du

I+e q, N

t ru ru.«n y^(u)

I L p



(3.7) X"p;q (t) u(t) < |x- (t)

si p > 1, q > 1

On va utiliser le lemme 3.5 avec e =  1,  k = q - 1, en remarquant qu'il
existe une constante CL telle que

(3.8) |x'n (t)| < C" Y (t) pour t g [ Inf p,0] .

p ,q s> q i

D'après (3.7) , (3.8), l'hypothèse Log J(F) < u(p) et le lemme 1.1 (avec
V = Log J(F) , R = dd°V , 0 = Rq~ * A Sn_P~q) on obtient :

X.

Xp>q(p) ^ A f?

X.

X^jq (p)| Log J(F) R*"1 A3n"P"q+1

X" (p) Log J(F) R4 A dp A dp A

< C.

Y ^(p) Log_ J(F) Rq_1 A 3n"P_q+1 +

- 19 -

(3.9) + [ | x' (p)|Rql A dp A dCp A 3n P q.

Le lemme 1.2 et l'hypothèse de récurrence montrent que l'intégrale (3.9)
fournit  une contribution finie dans l'estimation (3.4).  La preuve sera
achevée si on vérifie que

dX(ç) f Vl(p) L°ê-J(F) Rq_1 A 3n"P~q+1 < + ».

EP 1* q"

Soit Q%  =  {z G Q ;  J(F)  (z) £ 0}. Avec le changement de variable Ç =
F(z), le théorème de Fubini donne

Y .(p) Log_J(F) Rq l A 3n P q+1 A F*(d\). ?W q i

La formule (3.1) implique Bn~P~q+1 AF*(dÀ)< C^ J (Y)2 &n"q+1, d'où

I < C ? Y ,(p) J(F)2 Log^J(F) Rq l A 3n q+1

tf q

La fonction à intégrer est nulle en dehors de l'ouvert {J(F)<1} , et

2 sur cet ouvert on a J(F) Log J(F) < J(F), ce qui donne :

¥ .(p) J(F) Rq 1 A 6n q+1 4 Wn {j(f)<i} q [

La finitude de I résulte alors du lemme 3.5 avec V =  Log J(F), k = q-1.
?

Supposons en particulier que F.  £ A (£"2)  ,  1 <  j <p.  On a donc par
définition |F.(z)|  <  exp [  M.  ri(p(z))]  ? z £ Çl. Les inégalités de
Cauchy appliquées sur le disque

- 20 -

D = (w e Çl ; |wfe - z,| < C5 e |p(z) | , w1 = z si 1 Al

fournissent

3F. J

3z,

< "i-tt exp [M. n(Cl-e)p)]

ou Log J(F) < C7(£) u(p) ,

avec u(t) = n((l-G)t) + Log(l+|-.)

Les fonctions X (t) et I Y1 (t)I admettent alors les minorations

p>q p>q

Xp (t)> c8(e) |t|*" v ((l-e)t)

lxf" #I(t>|>C9(e) |t|p+q *v_ J(l-e)t) p+£ [n + Log(i + i/|t|) ]q

Le théorème 3.3 et le lemme 1.2 permettent donc de donner l'énoncé

suivant

Théorème 3.6. Soit F. E A (£}) , 1 < i < p. La courbure R de X^ vérifie

les estimations

(3.10)

Ç G ÎE!

(l+|çf2)

q 0n-p-q

pr H v ((l-e)p) RH A

p>q

< + co



(3.11) ( (I+|ç| ) p £ f |p|p+q lv ((l-e)p) * Rq A dp Adcp A 3

ç e ½

avec n (t) = nP+E [ri + Log(l + 7|t|)]q

P >q

Corollaire  3.7.  Dans  les  cas  particuliers suivants,  les intégrales
(3.10)

et (3.11) sont finies avec le choix de V indiqué

p.q

- 21 -

(3.12) F. bornées ; V (t) = [ Log (1+Vl tl )] q.

j p>q

(3.13) F. à coissance polynomiale (cf. (2.12)) ; v (t) = [ Log(1+!/|11)]
P+q+£

1 P ? 1

(3.14) F. d'ordre fini t>0 (cf. (2.13)) ; v (t) - 111 " ^P+<l)T"G.

J P ? 3

4. CAS DES FONCTIONS ENTIERES.

Soient F.,...F des fonctions entières dans C . On se donne des 1 P

fonctions croissantes n.,..., n , y G G°([0,+co[) croissantes > 0 telles

que

Log |F.(z) | < M. n-( |z| ) , M. > 0, Log J(F) < M ]i( |z| ) , M > 0.

On note a = r dd |z| et B(r) la boule de centre 0 et de rayon r dans

e.

Théorème 4.1. Il existe une constante C > 0 telle que pour r > 1 on ait

d + kl2)~p~£

(r2 - |zt2)p+q Rq A an"P"q

B(r) n x^_

< C r2n[(n...n Pq) (r) + r2P U^1 (r)]

1 P

La  démonstration  est  pratiquement identique à celle du théorème 3.3.,
aussi

nous  contenterons-nous d!en indiquer les grandes lignes.  La boule B(r)
est

i i 9 9 e

définie par la fonction p.s.h. p(z) = 7- (]z| ~ r ) et on a : a = dd p .

En  reprenant  le  raisonnement  qui  mène aux théorèmes 1.5 et 2.1,  on
obtient alors

pour a > 1 :

d + ld2)~p'e

- 22 -

de volume

S(r)

d p A a

B(r)

n

Les lemmes 3.4 et 3.5 admettent de même les analogues suivants. Soit V

t 9 n il

une fonction p. s. h. de classe C sur ¼ telle que V<p(|z|). Alors

pour tout entier k > 0 et tout £ > 0 :

B(r)

ik+e f , ,cltv k . n-k - " , ,k

p| (dd V) A a < c2 y^

IpI «

pourvu que V soit > 0, d'où l'on déduit en général

(r) n {v<0}

|k+£ V,,,c.k a n-k ^ _ 2n+2e , .k

p e (dd V) A a < C. r p(r) ,

On  est  alors  amené  à choisir e =  p ,  k =  q-1,  ce qui explique la
présence du terme r p yq (r) dans l'estimation du Théorème 4.1. D

Corollaire 4.2.  Pour presque tout Ç G ¼, il existe une constante C(Ç,e)
telle que pour r > 2 on ait

B(r) n x;

Rq A an~p_q < c(ç,e) r2(n"p_q) (Logr)1+E v(r(l+e))

avec u(t) = (nr..n Pq) (t) + t2p uq '(t)

Démonstration. En remplaçant r par r(l+e) le théorème 4.1 implique

ç e tcJ

d + k|2)"p"e

B(r) n x

Rq n-p-q < r

2(n-p-q)

V(r(l+£))

Il suffit alors d'appliquer le lemme élémentaire qui suit.

Lemme 4.3. Soit E un espace mesurable, m une mesure > 0 a-finie sur E

g(Ç,r)  une  fonction  mesurable >  0 sur E x [  2,+°4 ,  croissante par
rapport

- 23 -

à la variable r. On suppose que

g(Ç,r) dm(Ç) < v(r) Ç e E

où v est une fonction croissante > 0. Alors pour m-presque tout Ç G E ,

il existe une constante CT(Ç,e) telle que

g(ç,r) < C'(ç,e) (Logr)1+e v(r(l+e)).

Démonstration. Soit e > 0. Le théorème de Fubini implique

+ CO s + CO

8(g»r) g dm(ç) < ^ < + -

Ç e E ^2 r(Logr) Cv(r) >2" r(Logr)î + £

Pour m-presque tout Ç £ E on a donc

f + co

i(C,e) = ëU'r)1+dFr < + M

^2 r(Log r) \<r)

Puisque g et v sont croissantes en r on obtient

g(ç,r) fr(1+£) dt

::;ï } " Jr t(Logt)1+

> C.e g(Ç'r)

v(r(l+e)) (Log r)1+e

Le lemme 4.3 est donc vrai avec C'(Ç,e) = ! .?

C6E

Corollaire  4.4.  On  suppose  que  F.,...,F sont des fonctions entières
d'ordre

T au plus, i.e. pour tout e> 0 il existe une constante M. (e) telle que

Log| F (z)| < M.(e) (1 + |zI)T+e.

- 24 -

Alors pour presque tout Ç £ ¼ ,  il y a une constante C(z,e)  >  0 telle
que pour r > 2 on ait :

B(r) n X,

RqAan_p-q < C(Ç,e) r2<n-P-<ï>+£ (r<P+^ +r2P+(q-DT

Les inégalités de Cauchy montrent en effet quTon peut choisir

r, (t) = ... - n (t) - y(t) - (1 + t)

1 P

T+e

dans le corollaire 4.3. ?

5. EQUATION DE MONGE-AMPERE SATISFAITE PAR LA COURBURE TOTALE.

Soit X une hyperface (lisse) dans un ouvert Q C (E . On note

R la forme de la courbure de Ricci de X, K(z) = Trace(R) la courbure



la courbure totale. K(z) est donc

(n-1)!  la somme des (n-1)  courbures principales de X (=valeurs propres
de R) ,

T(z) en est le produit

On se place en un point z° £ X au voisinage duquel X a

une équation de la forme z = y? (z.,..., z .) et on note

n 1 n-1

r. i - n

*. = ~^- , 1 < j < n-1 , a = T ddC I z I 2 = i I dz. A dz. , et

i 3z, J n 4 ' ' 2..1 i

J J J-l J J

n- 1

1T : X -*? ¼ la projection sur les (n-1) premières coordonnées.

Lemme 5.1. La métrique kahlérienne induite a i" et la forme de

Ricci R vérifient les relations

n-1

(5.1) c£T; = (1 + ï k.|2) n* cr; ,

j-l

n-1

(5.2) R - j dd° Log(l + Z |*.| ' )

- 25 -

Dans les coordonnées z ,...,z sur X, on a en effet

a I_ - a , + ?=? àp A d v>

n X n-1 z



n-1 " n-1

1 + Z \v.\2 n-1 J

Dans cette formule | Iî a . || est le carré du module d'une (n-1)-forme

holomorphe sur X.  La relation (5.2)  est donc bien vraie par définition
de R - ic(An_1 T*X). ?

Nous  aurons  besoin  du  calcul  classique qui donne l'expression de la
forme volume de ¼ '  " induite par la forme volume canonique de l'espace
projectif 1P11"1 = ]P(En).

1 n"^ -1

Lemme 5.2. Soit to = j dd° Log (1 + Z |z, | 2) sur ¼n . Alors

3-1 J

n-1

i a 'i

n-1 n-1

tu =

Soit (j>  :  X -*?  (Cn l'application $  =  Qp .  ,V>2,  ..  . ,<P _,) .
L'égalité (5.2)

montre que R = 2 <J) to. On a donc d après le lemme 5.2 :

i i a* n~1 , |dét (tfM ) I2 . ,

(5.3) R11"1 = 2n_1 -*-£! - 2n"! ^_ H*an-

d + |*l2f d- l|dHI2)n n

où dét(^>  )  ,  1 < j,k < n-1 , est le jacobien de cj) relativement aux
coordonnées

z ,. . . ,z _.. En comparant (5.1) et (5.3) il vient :

- 26 -

n-1

Rn_1 n-I ]dët ( jk)|2 an|x

(n-1)! (1+ ||d^||2)n+1 (n-1)!

d'où l'égalité des normes :

Proposition 5.3. On a T(z) = 2

(H|dHI2)n+1

On  suppose  désormais  que  Y  ne  s'annule  identiquement  sur  aucune
composante connexe de X (la condition Y = 0 signifie géométriquement que
X  est  une  surface  developpable,  c'est-à-dire  que  X est réunion de
droites le long desquelles le plan tangent reste fixe). D'après (5.2) et
l'équation  de  Lelong-Poincaré,  on  obtient  l'équation  annoncée dans
l'introduction, et déjà démontrée dans [4 ] pour n = 2,3.

Théorème 5.4. i39 Log T(z) = -(n+1) R + 2 [ Z] où Z est le diviseur

des  zéros  de  dét(»P.,)  ,  i.e.  des zéros de la courbure totale.  En
particulier Log T est une fonction plurisurharmonique en dehors de Z.

Si  on calcule successivement la trace et le déterminant dans l'identité
du théorème 5.4, on obtient le corollaire suivant.

Corollaire 5.5. Sur 1'hypersurface X on a l'identité

A Log T - -(2n+2)K + 4tt do

où A est le laplacien euclidien de X et da l'élément d'aire

du diviseur Z. De plus, Y vérifie 1'équation de type Monge-Ampère

/. r/K , pvii-1 , ,. n- 1 , , .. n-1 _ n-1

(i93 Log T) = (-1) (n+1) T a \

nlX en dehors du support de Z.

- 27 -

On  suppose  maintenant que X est définie globalement par une équation F
== 0, avec F holomorphe dans Çl et |f| + | dF| ^ 0 sur X. La proposition
5.3 n'est pas tout à fait satisfaisante, car l'expression de r qui y est
donnée dépend du choix de la coordonnée z . On va donc transformer cette
expression pour obtenir Y en fonctions des dérivées F.  et F., de F, 1 <
j ,k < n.

Théorème 5.6. R, K et Y vérifient les formules suivantes

(5.4)

R = I [dd° Log ||dF||2] |X ;

(5.5) K(z) = A Log | dF

(5.6) r(z) = 2

n-1 IV^I2

2n+2

où Q-^Cz) es t le déterminant d' ordre n+1

r .

QF(Z)









Fl



Fjk



F n

Fl

? - ?

F n

0

On a en effet w . = - ~-, r- , et les formules (5.4), (5.5)

découlent  de  (5.2).  On  notera  d'ailleurs que (5.4)  n'est qu'un cas
particulier de la formule (3.2).  Un calcul immédiat montre d'autre part
que



Vzr"-'Vi^

F (zl9...,z .

ni n-1

n

F.

6. F. - -J- Ô\ F

k j k n

n

où 1 < j,k < n-1 , et où Ô, est l'opérateur différentiel

- 28 ~

(5.7) ô\. -

k 8 . + ^k 8

zk zn

zk

k 8

F 3 n zn

On obtient donc

dÉt(*:jk) - (-j-) dét(ôkF. - -1 6k Fn)

F....F , 1 n-1

iFl-Vn-l

Ô.F 1 n

un-l 1 n-1 n-1 n-1 n

comme  on  le  voit  en  effectuant  des  combinaisons linéaires sur les
colonnes  pour  remplacer  les  coefficients F.,...,F _,  de la première
ligne  par 0.  En travaillant de même sur les lignes et en tenant compte
de (5.7) on obtient

dët(Y>-k)

(-D

,n+l

11

In

(-D QF(z)

n



ni

nn



On a donc bien Y (z)

2n_1 |QFU)|2

211+2 (l+||d^P)2n+2

2n_1 |QF (-)l2

2n+2

- 29 -

BIBLIOGRAPHIE

[1]  CHEE  PAK  SONG.  -  The Blaschke condition for bounded holomorphic
functions ; trans. Amer. Math. Soc. , t. 148 1970, p. 248-263.

[2]   CORNALBA  (M.)  and  SHIFFMAN  (B.).  -  A  countrexample  to  the
"transcendental Bezout problem"  ;  Vol. 96(2) , 1972, Vol. 96(2), 1972,
p. 402-406.

[3]  DEMAILLY (J.-P.). - Construction d'hypersurfaces irréductibles avec
lieu singulier donne dans E ; Ann. Inst. Fourier , t. 30, fasc. 3, 1980,
p. 219-236.

[4]  GAVEAU  (B.)*  ~  Intégrales  de  courbure  et  potentiels  sur les
hypersurfaces analytiques de ¼ ; séminaire P. Lelong-H. Skoda 1980/1981,
à paraître.

[5]  GAVEAU (B.)  et MALLIAVIN (P.).  -  Courbure des surfaces de niveau
d'une fonction holomorphe bornée ;  C.  R.  Acad.  Se.  Paris ,  t.  293
(1981), série I, p. 135-138.

[6]  MALLIAVIN  (P.)  -  Fonctions  de  Green  d'un  ouvert  strictement
pseudoconvexe et classe de Nevanlinna ;  C.R,  Acad. Se. Paris , t. 2 78
(1974) , série A, p. 141-144.

[7] STOLL (W.). - A Bezout estimate for complète intersections ; Ann. of
Math., Vol. 96(2) , 1972, p. 361-401.


J.-P.  DEMAILLY  et  B.  GAVEAU  
LA  213  ANALYSE  COMPLEXE ET GEOMETRIE
UNIVERSITE DE PARIS VI -  Tour 45-46,  5ème étage
4, Place Jussieu 75005
PARIS

