Bourbaki

Exercice 6, § 3

Groupes et algèbres de Lie, III

Bourbaki marks this one as harder than the rest.

Soit F l’espace vectoriel des matrices complexes hermitiennes à 2 lignes et 2 colonnes. Pour tout s ∈ SL(2, C), on définit un automorphisme σ(s) de F par σ(s)(m) = sms*. On identifie l’élément (t+xy+izy−izt−x)\begin{pmatrix} t + x & y + iz \\ y - iz & t - x \end{pmatrix} de F à l’élément (t, x, y, z) de R4\mathbf{R}^4, et on pose

q(t,x,y,z)=t2−x2−y2−z2. q(t, x, y, z) = t^2 - x^2 - y^2 - z^2.

Soit C l’ensemble des (t, x, y, z) ∈ R4\mathbf{R}^4 tels que t2−x2−y2−z2>0t^2 - x^2 - y^2 - z^2 > 0, t>0t > 0. Soit SO⁺(q) l’ensemble des g ∈ SO(q) tels que g(C) = C; c’est un sous-groupe distingué ouvert de SO(q), d’indice 2 dans SO(q) (cf. exerc. 4)). Montrer que σ est un morphisme du groupe de Lie réel sous-jacent à SL(2, C) sur le groupe de Lie réel SO⁺(q), de noyau {I, −I}. (Pour la surjectivité, utiliser l’exerc. 5)). En déduire que le groupe de Lie réel SO⁺(q) est isomorphe au groupe de Lie réel sous-jacent à SL(2, C)/{I, −I}, c’est-à-dire (exerc. 3) au groupe de Lie réel sous-jacent à SO(3, C).

Solution

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Transcrit du volume imprimé. Non traduit.