Topologie différentielle

8.3 Suite exacte des paires de variétés

Dans cette section on relie la cohomologie d'une variété, d'une sous-variété et de son complémentaire. La partie algébrique de la démonstration est strictement la même, elle consiste à invoquer le théorème 8.1, mais la partie géométrique demande un peu plus d'efforts et la théorie des voisinages tubulaires du chapitre 3.

Théorème 8.7
Soit une variété compacte sans bord et une sous-variété compacte sans bord. On note l'inclusion et l'inclusion . On a une suite exacte longue :
où les flèches de proviennent de et les flèches de proviennent de .

Démonstration

On donne maintenant un exemple d'application de cette suite exacte pour calculer la cohomologie à support compact de . On peut faire ce calcul de façon plus élémentaire (mais sans doute pas plus éclairante) et plus calculatoire. Mais on insiste ici sur la magie des suites exactes longues. À partir de la cohomologie d'un point, on a calculé la cohomologie de en utilisant l'invariance par homotopie. En utilisant la suite de Mayer-Vietoris, on a en a déduit la cohomologie des sphères. On utilise maintenant la suite des paires pour déduire de la cohomologie de et la cohomologie à support compact de . Dans toute cette succession de calculs on ne calcule jamais une dérivée ou une primitive d'une forme différentielle.

Corollaire 8.8
Pour tout , la cohomologie de de Rham à support compact de est isomorphe à en degré et triviale pour les autres degrés.

Démonstration