Courbes hyperelliptiques à multiplications réelles et une construction de Shih

http://dx.doi.org/10.4153/CMB-2000-037-x
Canad. Math. Bull. 43(2000), 304-311

  Published:2000-09-01
 Printed: Sep 2000

Soient $r$ et $p$ deux nombres premiers distincts, soit $K = \Q(\cos \frac{2\pi}{r})$, et soit $\F$ le corps r\'esiduel de $K$ en une place au-dessus de $p$. Lorsque l'image de $(2 - 2\cos \frac{2\pi}{r})$ dans $\F$ n'est pas un carr\'e, nous donnons une construction g\'eom\'etrique d'une extension r\'eguliere de $K(t)$ de groupe de Galois $\PSL_2 (\F)$. Cette extension correspond \`a un rev\^etement de $\PP^1_{/K}$ de \og{} signature $(r,p,p)$ \fg{} au sens de [3, sec.~6.3], et son existence est pr\'edite par le crit\`ere de rigidit\'e de Belyi, Fried, Thompson et Matzat. Sa construction s'obtient en tordant la representation galoisienne associ\'ee aux points d'ordre $p$ d'une famille de vari\'et\'es ab\'eliennes \`a multiplications r\'eelles par $K$ d\'ecouverte par Tautz, Top et Verberkmoes [6]. Ces vari\'et\'es ab\'eliennes sont d\'efinies sur un corps quadratique, et sont isog\`enes \`a leur conjugu\'e galoisien. Notre construction g\'en\'eralise une m\'ethode de Shih [4], [5], que l'on retrouve quand $r = 2$ et $r = 3$. Let $r$ and $p$ be distinct prime numbers, let $K = \Q(\cos \frac{2\pi}{r})$, and let $\F$ be the residue field of $K$ at a place above $p$. When the image of $(2 - 2\cos \frac{2\pi}{r})$ in $\F$ is not a square, we describe a geometric construction of a regular extension of $K(t)$ with Galois group $\PSL_2 (\F)$. This extension corresponds to a covering of $\PP^1_{/K}$ of ``signature $(r,p,p)$'' in the sense of [3, sec.~6.3], and its existence is predicted by the rigidity criterion of Belyi, Fried, Thompson and Matzat. Its construction is obtained by twisting the mod $p$ galois representation attached to a family of abelian varieties with real multiplications by $K$ discovered by Tautz, Top and Verberkmoes [6]. These abelian varieties are defined in general over a quadratic field, and are isogenous to their galois conjugate. Our construction generalises a method of Shih [4], [5], which one recovers when $r = 2$ and $r = 3$.