Nous étudions dans cette thése la relation entre certaines hauteurs d'Arakelov de cycles de variétés toriques et les caractéristiques arithmétiques des polynômes de Laurent qui les définissent. Pour cela, nous associons _a un polynôme de Laurent des fonctions concaves que nous appelons fonctions de Ronkin et fonctions supérieures. Nous donnons des bornes supérieures pour la hauteur d'une intersection compléte faisant intervenir les fonctions supérieures associées. Dans le cas d'une hypersurface, nous montrons une formule liant sa hauteur _a la fonction de Ronkin de son polynôme de Laurent. Nous proposons une égalité analogue pour des hauteurs moyennes appropriées en codimension supérieure et nous indiquons une stratégie pour la preuve d'un cas particulier. Dans ces travaux, nous utilisons des notions de géométrie convexe telles que les polytopes, les mesures de Monge-Ampére réelles et la dualité de Legendre- Fenchel de fonctions concaves. Nous les présentons dans un cadre algébrique adapté et nous développons l'étude des intégrales mixtes. / We investigate in this work the relation between suitable Arakelov heights of a cycle in a toric variety and the arithmetic features of its defining Laurent polynomials. To this purpose, we associate to a Laurent polynomial certain concave functions which we call Ronkin functions and upper functions. We give upper bounds for the height of a complete intersection in terms of the associated upper functions. For a hypersurfaces, we prove a formula relating its height to the Ronkin function of the associated Laurent polynomial. We conjecture an analogous equality for a suitable average height in higher codimensions and indicate a strategy for the proof of a particular case. In all the treatment, we deal with convex geometrical objects such as polytopes, real Monge-Ampère measures and Legendre-Fenchel duality of concave functions. We suggest an algebraic framework for such a study and deepen the understanding of mixed integrals.

<div>Let A be a d by n integer matrix. Gel'fand et al.\ proved that most A-hypergeometric systems have an interpretation as a Fourier–Laplace transform of a direct image. The set of parameters for which this happens was later identified by Schulze and Walther as the set of not strongly resonant parameters of A. A similar statement relating A-hypergeometric systems to exceptional direct images was proved by Reichelt. In the first part of this thesis, we consider a hybrid approach involving neighborhoods U of the torus of A and consider compositions of direct and exceptional direct images. Our main results characterize for which parameters the associated A-hypergeometric system is the inverse Fourier–Laplace transform of such a "mixed Gauss–Manin system". </div><div><br></div><div>If the semigroup ring of A is normal, we show that every A-hypergeometric system is "mixed Gauss–Manin". </div><div><br></div><div>In the second part of this thesis, we use our notion of mixed Gauss–Manin systems to show that the projection and restriction of a normal A-hypergeometric system to the coordinate subspace corresponding to a face are isomorphic up to cohomological shift; moreover, they are essentially hypergeometric. We also show that, if A is in addition homogeneous, the holonomic dual of an A-hypergeometric system is itself A-hypergeometric. This extends a result of Uli Walther, proving a conjecture of Nobuki Takayama in the normal homogeneous case.</div>

No description available.

We use toric symmetry and blowups to study relationships in the Gromov-Witten theories of $\mathbb{P}^3$ and $\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1$. These two spaces are birationally equivalent via the common blowup space, the permutohedral variety. We prove an equivalence of certain invariants on blowups at only points of $\mathbb{P}^3$ and $\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1$ by showing that these invariants descend from the blowup. Further, the permutohedral variety has nontrivial automorphisms of its cohomology coming from toric symmetry. These symmetries can be forced to descend to the blowups at just points of $\mathbb{P}^3$ and $\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1\!\times\!\mathbb{P}^1$. Enumerative consequences are discussed.

Cette thèse concerne l'étude des variétés de Fano, qui sont des objets centraux de la classification des variétés algébriques. La première question abordée concerne les variétés de Fano lisses de dimension quatre. On cherche a étudier les potentielles singularités d'un diviseur anticanonique de sorte qu'on puisse les écrire sous une forme locale explicite. En tant qu'étape intermédiaire, on démontre aussi que ces points sont au plus des singularités terminales, c'est-à-dire les singularités les plus proches du cas lisse du point de vue de la géométrie birationnelle. On montre ensuite que ce dernier résultat se généralise en dimension arbitraire en admettant une conjecture de non-annulation de Kawamata.De façon complémentaire, on s¿intéresse à des variétés de Fano de dimension plus petite, mais admettant des singularités. Il s¿agit des surfaces de del Pezzo ayant des singularités de type 1/3(1,1). Ceci est l'exemple le plus simple de singularité rigide, c'est-à-dire qui reste inchangée à une déformation Q-Gorenstein près. On classifie entièrement ces objets en trouvant 29 familles. On obtient ainsi un tableau contenant des modèles de ces surfaces, qui pour la plupart sont des intersections complètes dans des variétés toriques. Ce travail s'inscrit dans un contexte plus large, qui a pour cible de calculer leur cohomologie quantique pour ensuite vérifier si deux conjectures en symmetrie miroir. / This thesis concerns Fano varieties, which are central objects within the classification of algebraic varieties.The first problem we discuss involves smooth Fano varieties of dimension four. We study the potential singularities of an anticanonical divisor and determine their explicit local expression. As an intermediate step, we show that they are terminal points, that is the singularities which are closest to the smooth case from the point of view of birational geometry. We then show that the latter result generalizes in arbitrary dimension if we suppose that a nonvanishing conjecture of Kawamata holds.The second approach is to examine Fano varieties of smaller dimensions which admit singularities. The objects we consider are log del Pezzo surfaces with 1/3(1,1) points. This is the simplest example of a rigid singularity, that is it remains unchanged under Q-Gorenstein deformations. We give a complete classification of these surfaces, finding 29 families. We also provide a table describing almost all of them as complete intersections in toric varieties. This work belongs to an overarching project that aims at studying mirror symmetry for del Pezzo surfaces with cyclic quotient singularities.

Dans la première partie de cette thèse, on présente des bornes supérieures fines pour le nombre de sous-variétés irréductibles de torsion maximales dans une sous-variété du tore complexe algébrique $(\mathbb{C}^{\times})^n$ et d'une variété abélienne. Dans les deux cas, on donne une borne explicite en termes du degré des polynômes définissants et la variété ambiante. De plus, la dépendance en le degré des polynômes est optimale. Dans le cas du tore complexe, on donne aussi une borne explicite en termes du degré torique de la sous-variété. En conséquence de ce dernier résultat, on démontre les conjectures de Ruppert, et Aliev et Smyth pour le nombre de points de torsion isolés dans une hypersurface. Ces conjectures bornent ce nombre en terme, respectivement, du multi-degré et du volume du polytope de Newton d'un polynôme définissant l'hypersurface.Dans la deuxième partie de cette thèse, on présente une borne supérieure pour la hauteur des zéros isolés, dans le tore, d'un système de polynômes de Laurent sur un corps adélique qui satisfait la formule du produit. Cette borne s'exprime en termes des intégrales mixtes des fonctions toit locales associées à la hauteur choisie et le système des polynômes de Laurent. On montre aussi que cette borne est presque optimale dans quelques familles d'exemples. Ce résultat est un analogue arithmétique du théorème de Bern\v{s}tein-Ku\v{s}nirenko. / In the first part of this thesis we present sharp bounds on the number of maximal torsion cosets in a subvariety of a complex algebraic torus $(\mathbb{C}^{\times})^n$ and of an Abelian variety. In both cases, we give an explicit bound in terms of the degree of the defining polynomials and the ambient variety. Moreover, the dependence on the degree of the polynomials is sharp. In the case of the complex torus, we also give an effective bound in terms of the toric degree of the subvariety. As a consequence of the latter result, we prove the conjectures of Ruppert, and Aliev and Smyth on the number of isolated torsion points of a hypersurface. These conjectures bound this number in terms of the multidegree and the volume of the Newton polytope of a polynomial defining the hypersurface, respectively.In the second part of the thesis, we present an upper bound for the height of isolated zeros, in the torus, of a system of Laurent polynomials over an adelic field satisfying the product formula. This upper bound is expressed in terms of the mixed integrals of the local roof functions associated to the chosen height function and to the system of Laurent polynomials. We also show that this bound is close to optimal in some families of examples. This result is an arithmetic analogue of the classical Bern\v{s}tein-Ku\v{s}nirenko theorem.

No description available.

Diese Dissertation befasst sich mit Fragen über den Modulraum M_{0,n} der stabilen punktierten rationalen Kurven, die durch das Mori-Programm motiviert sind. Insbesondere studieren wir den nef-Kegel (Chapter 2), den Cox-Ring (Chapter 3), und den Kegel der beweglichen Kurven (Chapter 4). In Kapitel 2 beweisen wir Fultons Vermutung für M_{0,n}, n / We investigate questions motivated by Mori''s program for the moduli space of stable pointed rational curves, M_{0,n}. In particular, we study its nef cone (Chapter 2), its Cox ring (Chapter 3), and its cone of movable curves (Chapter 4). In Chapter 2, we prove Fulton''s conjecture for M_{0,n} for n less than or equal to 7, which states that any divisor on these moduli spaces non-negatively intersecting all so-called F-curves is linearly equivalent to an effective sum of boundary divisors. As a corollary, it follows that a divisor is nef if and only if the divisor intersects all F-curves non-negatively. By duality, we thus recover Keel and McKernan''s result that the F-curves generate the closed cone of curves when n is less than or equal to seven, but with methods that do not rely on negativity properties of the canonical bundle that fail for higher n. Chapter 3 initiates a study of relations among generators of the Cox ring of M_{0,n}. We first prove a `relation-free'' result that exhibits polynomial subrings of the Cox ring in boundary section variables. In the opposite direction, we exhibit multidegrees such that the corresponding graded parts meet the ideal of relations non-trivially. In Chapter 4, we study the so-called complete intersection cone for the three-fold M_{0,6}. For a smooth projective variety X, this cone is defined as the closure of curve classes obtained as intersections of the dimension of X minus one very ample divisors. The complete intersection cone is contained in the cone of movable curves, which is dual to the cone of pseudoeffective divisors. We show that, for a series of toric birational models for M_{0,6}, the complete intersection and movable cones coincide, while for M_{0,6}, there is strict containment.

Das erste Thema dieser Dissertation ist der Defekt projektiver Hyperflächen. Es scheint, dass Hyperflächen mit Defekt einen verhältnismäßig großen singulären Ort besitzen. Diese Aussage wird im ersten Kapitel der Dissertation präzisiert und für Hyperflächen mit beliebigen isolierten Singularitäten über einem Körper der Charakteristik null, sowie für gewisse Klassen von Hyperflächen in positiver Charakteristik bewiesen. Darüber hinaus lässt sich die Dichte von Hyperflächen ohne Defekt über einem endlichen Körper abschätzen. Schließlich wird gezeigt, dass eine nicht-faktorielle Hyperfläche der Dimension drei mit isolierten Singularitäten stets Defekt besitzt. Das zweite Kapitel der Dissertation behandelt Bertini-Sätze über endlichen Körpern, aufbauend auf Poonens Formel für die Dichte glatter Hyperflächenschnitte in einer glatten Umgebungsvarietät. Diese wird auf quasiglatte Hyperflächen in simpliziellen torischen Varietäten verallgemeinert. Die Hauptanwendung ist zu zeigen, dass Hyperflächen mit einem in Relation zum Grad großen singulären Ort die Dichte null haben. Weiterhin enthält das Kapitel einen Bertini-Irreduzibilitätssatz, der auf einer Arbeit von Charles und Poonen beruht. Im dritten Kapitel werden ebenfalls Dichten über endlichen Körpern untersucht. Zunächst werden gewisse Faserungen über glatten projektiven Basisvarietäten in einem gewichteten projektiven Raum betrachtet. Das erste Resultat ist ein Bertini-Satz für glatte Faserungen, der Poonens Formel über glatte Hyperflächen impliziert. Der letzte Abschnitt behandelt elliptische Kurven über einem Funktionskörper einer Varietät der Dimension mindestens zwei. Die zuvor entwickelten Techniken ermöglichen es, eine untere Schranke für die Dichte solcher Kurven mit Mordell-Weil-Rang null anzugeben. Dies verbessert ein Ergebnis von Kloosterman. / The first topic of this dissertation is the defect of projective hypersurfaces. It is indicated that hypersurfaces with defect have a rather large singular locus. In the first chapter of this thesis, this will be made precise and proven for hypersurfaces with arbitrary isolated singularities over a field of characteristic zero, and for certain classes of hypersurfaces in positive characteristic. Moreover, over a finite field, an estimate on the density of hypersurfaces without defect is given. Finally, it is shown that a non-factorial threefold hypersurface with isolated singularities always has defect. The second chapter of this dissertation deals with Bertini theorems over finite fields building upon Poonen’s formula for the density of smooth hypersurface sections in a smooth ambient variety. This will be extended to quasismooth hypersurfaces in simplicial toric varieties. The main application is to show that hypersurfaces admitting a large singular locus compared to their degree have density zero. Furthermore, the chapter contains a Bertini irreducibility theorem for simplicial toric varieties generalizing work of Charles and Poonen. The third chapter continues with density questions over finite fields. In the beginning, certain fibrations over smooth projective bases living in a weighted projective space are considered. The first result is a Bertini-type theorem for smooth fibrations, giving back Poonen’s formula on smooth hypersurfaces. The final section deals with elliptic curves over a function field of a variety of dimension at least two. The techniques developed in the first two sections allow to produce a lower bound on the density of such curves with Mordell-Weil rank zero, improving an estimate of Kloosterman.

Dans cette thèse, d’une part, nous généralisons au cas équivariant un résultat de J. Denef et F. Loeser sur les sommes trigonométriques sur un tore ; d’autre part, nous étudions la stratification de Thom-Boardman associée à la multiplication des sections globales des fibrés en droites sur une courbe. Nous montrons une inégalité subtile sur les dimensions de ces strates. Notre motivation vient du programme de Langlands géométrique. En s’appuyant sur les travaux de W. T. Gan, N. Gurevich, D. Jiang et de S. Lysenko, nous proposons, pour le groupe réductif G de type G2, une construction conjecturale du faisceau automorphe dont le paramètre d’Arthur est unipotent et sous-régulier. En utilisant nos deux résultats ci-dessus, nous déterminons les rangs génériques de toutes les composantes isotypiques d’un faisceau S₃-équivariant qui apparaît dans notre conjecture, ce S₃ étant le centralisateur du SL2 sous-régulier dans le groupe dual de Langlands de G. / In this thesis, on the one hand, we generalise to the equivariant case a result of J. Denef and F. Loeser about trigonometric sums on tori ; on the other hand, we study the Thom-Boardman stratification associated to the multiplication of global sections of line bundles on a curve. We prove a subtle inequaliity about the dimensions of these strata. Our motivation comes from the geometric Langlands program. Based on works of W. T. Gan, N. Gurevich, D. Jiang and S. Lysenko, we propose, for the reductive group G of type G2, a conjectural construction of the automorphic sheaf whose Arthur parameter is unipotent and sub-regular. Using our two results above, we determine the generic ranks of all isotypic components of an S3-equivaraint sheaf which appears in our conjecture, this S3 being the centraliser of the sub-regular SL2 inside the Langlands dual group of G.