Bourbaki

§ 9. Công thức của hermann Weyl

Trong tiết này, ta giữ các ký hiệu tổng quát của §6 và §7.

1. Các đặc trưng của các g\mathfrak{g}-môđun hữu hạn chiều

Cho (eλ)λ∈h∗(e^{\lambda})_{\lambda\in\mathfrak{h}^*} là cơ sở chính tắc của vành Z[h∗]\mathbf{Z}[\mathfrak{h}^*]. Trang bị cho không gian Zh∗\mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*} của mọi ánh xạ từ h∗\mathfrak{h}^* vào Z\mathbf{Z} tôpô tích của các tôpô rời rạc trên các thừa số. Nếu φ∈Zh∗\varphi \in \mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*}, họ (φ(ν)eν)ν∈h∗(\varphi (\nu )e^{\nu})_{\nu\in\mathfrak{h}^*} là khả tổng, và

φ=∑ν∈h∗φ(ν)eν \varphi =\sum_{\nu\in\mathfrak{h}^*}\varphi (\nu )e^{\nu}

Gọi Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle là tập hợp các φ∈Zh∗\varphi \in \mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*} mà giá của chúng được chứa trong một hợp hữu hạn các tập hợp có dạng ν−P+\nu -P_+, trong đó ν∈h∗\nu \in \mathfrak{h}^*. Khi đó Z[P]⊂Z⟨P⟩⊂Zh∗\mathbf{Z}[P]\subset \mathbf{Z}\langle P\rangle \subset \mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*}. Định nghĩa trên Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle một cấu trúc vành mở rộng cấu trúc của Z[P]\mathbf{Z}[P] bằng cách đặt, với φ,ψ∈Z⟨P⟩\varphi , \psi \in \mathbf{Z}\langle P\rangle và ν∈h∗\nu \in \mathfrak{h}^*,

(φψ)(ν)=∑μ∈h∗φ(μ)ψ(ν−μ) (\varphi \psi )(\nu ) =\sum_{\mu\in\mathfrak{h}^*}\varphi (\mu)\psi (\nu -\mu)

(họ (φ(μ)ψ(ν−μ))μ∈h∗(\varphi (\mu)\psi (\nu -\mu))_{\mu\in\mathfrak{h}^*} có giá hữu hạn, xét theo điều kiện được thỏa bởi các giá của φ\varphi và ψ\psi). Nếu φ=∑νxνeν\varphi =\sum_{\nu}x_{\nu}e^{\nu} và ψ=∑νyνeν\psi =\sum_{\nu}y_{\nu}e^{\nu}, thì φψ=∑ν,μxνyμeν+μ\varphi \psi =\sum_{\nu ,\mu}x_{\nu}y_\mu e^{\nu+\mu}.

Cho ν∈h∗\nu \in \mathfrak{h}^*. Một phân hoạch của ν\nu thành các nghiệm dương là một họ (nα)α∈R+(n_{\alpha})_{\alpha\in R_+}, trong đó các nαn_{\alpha} là các số nguyên ≥0\geq 0 sao cho ν=∑α∈R+nαα\nu =\sum_{\alpha\in R_+}n_{\alpha}\alpha. Ta ký hiệu bởi P(ν)\mathfrak{P}(\nu ) số các phân hoạch của ν\nu thành các nghiệm dương. Ta có

P(ν)>0⇐⇒ν∈Q+ \mathfrak{P}(\nu )>0\Leftarrow \Rightarrow \nu \in Q_+

Trong đoạn này, chúng tôi ký hiệu bởi K phần tử sau của Z⟨P⟩:\mathbf{Z}\langle P\rangle :

K=∑γ∈Q+P(γ)e−γ K =\sum_{\gamma\in Q_+}\mathfrak{P}(\gamma )e^{-\gamma}

Bây giờ nhắc lại rằng (Ch. VI, §3, no. 3, Mệnh đề 2)

d=∏α∈R+(eα/2−e−α/2)=∑w∈Wε(w)ewρ d=\prod_{\alpha\in R_+}(e^{\alpha /2}-e^{-\alpha /2}) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\rho}

là một phần tử phản bất biến của Z[P]\mathbf{Z}[P].

Bổ đề 1 015T

Trong vành Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle, ta có K.∏α∈R+(1−e−α)=Ke−ρd=1K.\prod_{\alpha\in R_+}(1-e^{-\alpha}) = Ke^{-\rho}d= 1.

Thật vậy,

K=∏α∈R+(e0+e−α+e−2α+⋯ ) K =\prod_{\alpha\in R_+}(e^0+e^{-\alpha}+e^{-2\alpha}+\cdots )

nên

Ke−ρd=∏α∈R+(1+e−α+e−2α+⋯ )∏α∈R+(1−e−α)=1 Ke^{-\rho}d=\prod_{\alpha\in R_+}(1 +e^{-\alpha}+e^{-2\alpha}+\cdots )\prod_{\alpha\in R_+}(1-e^{-\alpha}) = 1

Bổ đề 2 015U

Cho λ∈h∗\lambda \in \mathfrak{h}^*. Môđun Z(λ)(Z(\lambda ) (§6, no. 3) thừa nhận một đặc trưng là một phần tử của Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle, và ta có dd. ch Z(λ)=eλ+ρZ(\lambda ) =e^{\lambda+\rho}.

Cho α1,...,αq\alpha_1, . . . , \alpha_q là các phần tử phân biệt của R+R_+. Các X−α1n1X−α2n2...X−αqnq⊗1X_{-\alpha_1}^{n_1}X_{-\alpha_2}^{n_2}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q}\otimes 1 tạo thành một cơ sở của Z(λ)(Z(\lambda ) (§6, Prop. 6 (iii)). Với h∈hh\in \mathfrak{h}, ta có

h.(X−α1n1X−α2n2...X−αqnq⊗1) h.(X_{-\alpha_1}^{n_1}X_{-\alpha_2}^{n_2}. . .X_{-\alpha_q}^{n_q}\otimes 1)
=[h,X−α1n1...X−αqnq]⊗1+(X−α1n1...X−αqnq)⊗h.1 = [h, X_{-\alpha_1}^{n_1}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q}]\otimes 1 + (X_{-\alpha_1}^{n_1}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q})\otimes h.1
=(λ−n1α1−⋯−nqαq)(h)(X−α1n1...X−αqnq⊗1) = (\lambda -n_1\alpha_1- \cdots -n_q\alpha_q)(h)(X_{-\alpha_1}^{n_1}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q}\otimes 1)

Vậy chiều của Z(λ)λ−μZ(\lambda )^{\lambda-\mu} là P(μ)\mathfrak{P}(\mu). Điều này chứng minh rằng ch Z(λ)Z(\lambda ) được xác định, là một phần tử của Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle, và rằng

ch Z(λ)=∑μP(μ)eλ−μ=KeλZ(\lambda ) =\sum_\mu\mathfrak{P}(\mu)e^{\lambda-\mu}= Ke^{\lambda}.

Bây giờ chỉ còn cần áp dụng Bổ đề 1.

Bổ đề 3 015V

Cho M là một g\mathfrak{g}-môđun thừa nhận một đặc trưng ch(M) mà giá đỡ của nó được chứa trong một hợp hữu hạn của các tập hợp μ−P+\mu-P_+. Gọi U là đại số bao của g\mathfrak{g}, Z là tâm của U,λ0∈h∗,\lambda_0\in \mathfrak{h}^*, và χλ0\chi_{\lambda_0} là đồng cấu tương ứng từ Z tới k(k(§8, Hệ quả 1 của Định lý 2). Giả sử rằng, với mọi z∈Z,zMz\in Z,z_M là phép vị tự với tỉ số χλ0(z)\chi_{\lambda_0}(z). Gọi DMD_M là tập hợp các λ∈W(λ0+ρ)−ρ\lambda \in W(\lambda_0+\rho )-\rho sao cho λ+Q+\lambda + Q_+ cắt Supp(ch M). Khi đó ch(M) là một tổ hợp tuyến tính trên Z\mathbf{Z} của các ch Z(λ)Z(\lambda ) với λ∈DM\lambda \in D_M.

Nếu Supp(ch M) là rỗng, bổ đề là hiển nhiên. Giả sử rằng Supp(ch MM)≠∅\not=\emptyset. Cho λ\lambda là một phần tử cực đại của giá này, và đặt dim Mλ=mM^{\lambda}=m. Tồn tại một g\mathfrak{g}-đồng cấu φ\varphi từ (Z(λ))m(Z(\lambda ))^m đến M ánh xạ (Z(λ)λ)m(Z(\lambda )^{\lambda})^m song ánh lên Mλ(M^{\lambda}(§6, no. 3, Mệnh đề 6 (i)). Do đó, đặc trưng trung tâm của Z(λ)Z(\lambda ) là χλ0\chi_{\lambda_0}, nên λ∈W(λ0+ρ)−ρ(\lambda \in W(\lambda_0+\rho )-\rho (§8, no. 5, Hệ quả 1 của Định lý 2). Điều này chứng minh rằng DM≠∅D_M\not=\emptyset, và cho phép ta lập luận bằng quy nạp theo Card DMD_M. Gọi L và N là hạt nhân và đối hạt nhân của φ\varphi. Khi đó ta có một dãy khớp các g\mathfrak{g}-đồng cấu:

0→L→(Z(λ))m→M→N→0 0\rightarrow L\rightarrow (Z(\lambda ))^m\rightarrow M\rightarrow N\rightarrow 0

do đó

ch(M) =−=-ch(L) +m+m ch Z(λ)+Z(\lambda ) + ch(N)

(§7, no. 7, công thức (6)). Các tập Supp(ch L) và Supp(ch N) được chứa trong một hợp hữu hạn các tập μ−P+\mu-P_+. Với z∈Z,zLz\in Z,z_L và zNz_N là các phép vị tự có tỉ số χλ0(z)\chi_{\lambda_0}(z). Rõ ràng, DN⊂DMD_N\subset D_M. Mặt khác, (λ+Q+)∩(\lambda + Q_+)\capSupp(ch MM) ={λ}=\{\lambda \}, và λ∉\lambda \notin Supp(ch N), nên λ∉DN\lambda \notin D_N và

Số lượng DN<D_N< số lượng DMD_M.

Mặt khác, L là một môđun con của (Z(λ))m(Z(\lambda ))^m; nếu λ′∈DL\lambda '\in D_L, thì λ′+Q+\lambda '+ Q_+ cắt Supp(ch LL)⊂\subset Supp ch Z(λ)Z(\lambda ), nên λ∈λ′+Q+(\lambda \in \lambda '+ Q_+(§6, no. 1, Prop. 1 (ii)); do đó suy ra DL⊂DMD_L\subset D_M. Vì L∩(Z(λ)λ)m=0L\cap (Z(\lambda )^{\lambda})^m= 0, ta có λ∉DL\lambda \notin D_L, nên

Số lượng DL<D_L< số lượng DMD_M.

Bây giờ chỉ còn đủ để áp dụng giả thiết quy nạp.

Định lý 1 (Công thức đặc trưng của H. Weyl) 015W

Cho M là một g\mathfrak{g}-môđun đơn hữu hạn chiều, và λ\lambda là trọng số cao nhất của nó. Khi đó

(∑w∈Wε(w)ewρ)(\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\rho}).ch M=∑w∈Wε(w)ew(λ+ρ)M =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w(\lambda+\rho)}.

Với các ký hiệu của Bổ đề 3, đặc trưng trung tâm của M là χλ(\chi_{\lambda}(§6, no. 4, Mệnh đề 7). Do đó, theo các Bổ đề 2 và 3,d3,d.ch M là một tổ hợp tuyến tính trên Z\mathbf{Z} của các eμ+ρe^{\mu+\rho} sao cho

μ+ρ∈W(λ+ρ) \mu+\rho \in W(\lambda +\rho )

Mặt khác, theo §7, no. 7, Bổ đề 7,d7,d.ch M là phản bất biến, và số hạng cực đại duy nhất của nó là eλ+ρe^{\lambda+\rho}, do đó suy ra định lý.

Ví dụ 015X

Lấy g=sl(2,k),h=kH\mathfrak{g}=\mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k),\mathfrak{h}=kH. Gọi α\alpha là nghiệm của (g,h)(\mathfrak{g},\mathfrak{h}) sao cho α(H)=2\alpha (H) = 2. g\mathfrak{g}-môđun V(m)V(m) có trọng số cao nhất (m/2)α(m/2)\alpha. Do đó

ch(V(mm)) =(e(m/2)α+21α−e−(m/2)α−21α)/(e21α−e−21α)= (e^{(m/2)\alpha+^1_2\alpha}-e^{-(m/2)\alpha-^1_2\alpha})/(e^{^1_2\alpha}-e^{-^1_2\alpha})

=e−(m/2)α.(e(m+1)α−1)/(eα−1) =e^{-(m/2)\alpha}.(e^{(m+1)\alpha}-1)/(e^{\alpha}-1)
=e−(m/2)α(emα+e(m−1)α+⋯+1) =e^{-(m/2)\alpha}(e^{m\alpha}+e^{(m-1)\alpha}+\cdots + 1)
=e(m/2)α+e(m−2)α/2+⋯+e−(m/2)α =e^{(m/2)\alpha}+e^{(m-2)\alpha /2}+\cdots +e^{-(m/2)\alpha}

điều này cũng dễ dàng suy ra từ §1, no. 2, Mệnh đề 2.

2. Số chiều của các g\mathfrak{g}-môđun đơn

Nếu μ∈h∗\mu\in \mathfrak{h}^*, đặt J(eμ)=∑w∈Wε(w)ewμJ(e^\mu) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\mu}, xem Chương VI, §3, no. 3.

Định lý 2 015Y

Cho E là một g\mathfrak{g}-môđun đơn hữu hạn chiều, λ\lambda là trọng số cao nhất của nó và (⋅∣⋅)(\cdot | \cdot ) là một dạng song tuyến tính đối xứng dương, không suy biến, bất biến dưới W trên h∗\mathfrak{h}^*. Khi đó:

∏⟨λ+ρ,Hα⟩∏((λ∣α)) \prod\langle \lambda +\rho , H_{\alpha}\rangle \prod((\lambda |\alpha ))

dim E = = 1 +.

α∈R+⟨ρ,Hα⟩α∈R+(ρ∣α)‾ _{\alpha\in R_+}\langle \rho , H_{\alpha}\rangle_{\alpha\in R_+}\overline{(\rho|\alpha)}

Cho T là một ẩn. Với mọi ν∈P\nu \in P, ký hiệu fνf_{\nu} là đồng cấu từ Z[P]\mathbf{Z}[P] vào R[[T]]\mathbf{R}[[T]] biến eμe^\mu thành e(ν∣μ)Te^{(\nu|\mu)T} với mọi μ∈P\mu\in P. Khi đó dim E là số hạng hằng của chuỗi fνf_{\nu}(ch E).

Với mọi μ,ν∈P\mu, \nu \in P, ta có

fν(J(eμ))=∑w∈Wε(w)e(ν∣wμ)T f_{\nu}(J(e^\mu)) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{(\nu|w\mu)T}
=∑w∈Wε(w)e(w−1ν∣μ)T=fμ(J(eν)) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{(w^{-1}\nu|\mu)T}=f_\mu(J(e^{\nu}))

Đặc biệt, theo Chap. VI, §3, no. 3, công thức (3),

fρ(J(eμ))=fμ(J(eρ))=e(μ∣ρ)T∏α∈R+(1−e−(μ∣α)T) f_{\rho}(J(e^\mu)) =f_\mu(J(e^{\rho})) =e^{(\mu|\rho)T}\prod_{\alpha\in R_+}(1-e^{-(\mu|\alpha)T})

Do đó, đặt Card(R+_+) =N= N,

fρ(J(eμ))≡TN∏α∈R(μ∣α)f_{\rho}(J(e^\mu))\equiv T^N\prod_{\alpha\in R}(\mu|\alpha ) (mod TN+1R[[T]]T^{N+1}\mathbf{R}[[T]]).

Vì vậy đẳng thức J(eλ+ρ)=J(e^{\lambda+\rho}) = ch(E).J(eρ).J(e^{\rho}) (Định lý 1) suy ra rằng

TN∏α∈R+(λ+ρ∣α)≡fρT^N\prod_{\alpha\in R_+}(\lambda +\rho |\alpha )\equiv f_{\rho}(ch EE).TN∏α∈R+(ρ∣α).T^N\prod_{\alpha\in R_+}(\rho |\alpha ) (mod TN+1R[[T]]T^{N+1}\mathbf{R}[[T]])

nên

dim E=((∏α∈R+(λ+ρ∣α))/((∏α∈R+(ρ∣α))=∏α∈R+(1+(λ∣α)(ρ∣α))E =((\prod_{\alpha\in R_+}(\lambda +\rho |\alpha ))/((\prod_{\alpha\in R_+}(\rho |\alpha ))=\prod_{\alpha\in R_+}(1 +\frac{(\lambda|\alpha)}{(\rho|\alpha)}).

Bây giờ, nếu α∈R+,α\alpha \in R_+,\alpha được đồng nhất với một phần tử của hR\mathfrak{h}_{\mathbf{R}} tỉ lệ với HαH_{\alpha}, nên

(λ+ρ∣α)/(ρ∣α)=⟨λ+ρ,Hα⟩/⟨ρ,Hα⟩ (\lambda +\rho |\alpha )/(\rho |\alpha ) =\langle \lambda +\rho , H_{\alpha}\rangle /\langle \rho , H_{\alpha}\rangle

Ví dụ 1 015Z

Trong Ví dụ của no. 1, ta thấy rằng

số chiều V(m)=(m2α+α2)(Hα)/α2(Hα)=m+1V(m) =(\frac{m}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2})(H_{\alpha})/\frac{\alpha}{2}(H_{\alpha}) =m+ 1,

điều mà ta đã biết ở §1.

Ví dụ 2 0160

Lấy g\mathfrak{g} là đại số Lie đơn phân rã được kiểu G2G_2 và dùng các ký hiệu của Chương VI, Bảng IX. Trang bị cho hR∗\mathfrak{h}^*_{\mathbf{R}} dạng đối xứng dương bất biến dưới W (⋅∣⋅)(\cdot | \cdot ) sao cho (α1∣α1)=1(\alpha_1|\alpha_1) = 1. Khi đó ρ=ϖ1+ϖ2\rho =\varpi_1+\varpi_2 và

(ϖ1∣α1)=12,(ϖ1∣α2)=0,(ϖ1∣α2+α1)=12 (\varpi_1|\alpha_1) =\frac{1}{2},(\varpi_1|\alpha_2) = 0,(\varpi_1|\alpha_2+\alpha_1) =\frac{1}{2}
(ϖ1∣α2+2α1)=1,(ϖ1∣α2+3α1)=32,(ϖ1∣2α2+3α1)=32 (\varpi_1|\alpha_2+ 2\alpha_1) = 1,(\varpi_1|\alpha_2+ 3\alpha_1) =\frac{3}{2},(\varpi_1|2\alpha_2+ 3\alpha_1) =\frac{3}{2}
(ϖ2∣α1)=0,(ϖ2∣α2)=32,(ϖ2∣α2+α1)=32 (\varpi_2|\alpha_1) = 0,(\varpi_2|\alpha_2) =\frac{3}{2},(\varpi_2|\alpha_2+\alpha_1) =\frac{3}{2}
(ϖ2∣α2+2α1)=32,(ϖ2∣α2+3α1)=32,(ϖ2∣2α2+3α1)=3 (\varpi_2|\alpha_2+ 2\alpha_1) =\frac{3}{2},(\varpi_2|\alpha_2+ 3\alpha_1) =\frac{3}{2},(\varpi_2|2\alpha_2+ 3\alpha_1) = 3

Do đó, nếu n1,n2n_1, n_2 là các số nguyên ≥0\geq 0, thì chiều của biểu diễn đơn có trọng số cao nhất n1ϖ1+n2ϖ2n_1\varpi_1+n_2\varpi_2 là

(1+n1/212‾)((1+3n2/232‾)((1+n1/2+3n2/212‾+32)((1+n1+3n2/21+32‾) (1 +\frac{n_1/2}{1\overline{2}})((1 +\frac{3n_2/2}{3\overline{2}})((1 +\frac{n_1/2 + 3n_2/2}{_{1\overline{2}} + \frac{3}{2}})((1 +\frac{n_1 + 3n_2/2}{1 +^{3\overline{2}}})
×(1+3n1/2+3n2/232‾+32)((1+3n1/322+3+3n2) \times (1 +\frac{3n_1/2 + 3n_2/2}{_{3\overline{2}} + \frac{3}{2}})((1 +3n_1\frac{/_3}{2}2 + 3+ 3n_2)
=(1+n1)(1+n2)(1+n1+3n24)((1+2n1+3n25)((1+n1+n22) = (1 +n_1)(1 +n_2)(1 +\frac{n_1 + 3n_2}{4})((1 +\frac{2n_1 + 3n_2}{5})((1 +\frac{n_1 + n_2}{2})
×(1+n1+2n23) \times (1 +\frac{n_1 + 2n_2}{3})
(1+n1)(1+n2)(2+n1+n2)(3+n1+2n2)(4+n1+3n2)(5+2n1+3n2) (1+n_1)(1+n_2)(2+n_1+n_2)(3+n_1+2n_2)(4+n_1+3n_2)(5+2n_1+3n_2)

=.

5!

Đặc biệt, biểu diễn cơ bản có trọng số cao nhất ϖ1\varpi_1 (tương ứng ϖ2\varpi_2) có chiều bằng 7 (tương ứng 14).

3. Bội số của các trọng số của các g\mathfrak{g}-môđun đơn

Mệnh đề 1 0161

Cho ω∈P++\omega \in P_{++}. Với mọi λ∈P\lambda \in P, bội số của λ\lambda trong E(ω)E(\omega ) là

mλ=∑w∈Wε(w)P(w(ω+ρ)−(λ+ρ)) m_{\lambda}=\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(w(\omega +\rho )-(\lambda +\rho ))

Theo Định lý 1 và Bổ đề 1,

ch E(ω)=Ke−ρdE(\omega ) = Ke^{-\rho}d ch E(ω)=Ke−ρ∑w∈Wε(w)ew(ω+ρ)E(\omega ) = Ke^{-\rho}\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w(\omega+\rho)}

nên

ch E(ω)=∑w∈W,γ∈Q+ε(w)P(γ)e−ρ+w(ω+ρ)−γE(\omega ) =\sum_{w\in W,\gamma\in Q_+}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(\gamma )e^{-\rho+w(\omega+\rho)-\gamma}

và

mλ=∑ε(w)P(γ) m_{\lambda}=\sum\varepsilon (w)\mathfrak{P}(\gamma )
w∈W,γ∈Q+,γ=−λ−ρ+w(ω+ρ)w\in W,\gamma \in Q_+,\gamma =-\lambda -\rho +w(\omega +\rho )

Hệ quả 0162

Nếu λ\lambda là một trọng số của E(ω)E(\omega ) phân biệt với ω\omega,

mλ=−∑w∈W,w≠1ε(w)mλ+ρ−wρ m_{\lambda}=-\sum_{w\in W,w\not=1}\varepsilon (w)m_{\lambda+\rho-w\rho}

Áp dụng Mệnh đề 1 với ω=0\omega = 0. Nếu μ∈P\mu\in P-- {0}\{0\}, ta thấy rằng

0=∑w∈Wε(w)P(wρ+μ−ρ) 0 =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(w\rho +\mu-\rho )

do đó

P(μ)=−∑w∈W,w≠1ε(w)P(μ+wρ−ρ)(1) \mathfrak{P}(\mu) =-\sum_{w\in W,w\not=1}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(\mu+w\rho -\rho ) \tag{1}

Mệnh đề 1 cũng cho

mλ=−∑w∈Wε(w)∑w′∈W,w′≠1ε(w′)P(w(ω+ρ)−(λ+ρ)+w′ρ−ρ) m_{\lambda}=-\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\sum_{w'\in W,w'\not=1}\varepsilon (w')\mathfrak{P}(w(\omega +\rho )-(\lambda +\rho ) +w'\rho -\rho )

vì w(ω+ρ)≠λ+ρw(\omega +\rho )\not=\lambda +\rho với mọi w∈W(w\in W (§7, Mệnh đề 5 (iii)). Do đó,

mλ=−∑w′∈W,w′≠1ε(w′)∑w∈Wε(w)P(w(ω+ρ)−(λ+ρ−w′ρ+ρ)) m_{\lambda}=-\sum_{w'\in W,w'\not=1}\varepsilon (w')\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(w(\omega +\rho )-(\lambda +\rho -w'\rho +\rho ))

=−∑w′∈W,w′≠1ε(w′)mλ+ρ−w′ρ=-\sum_{w'\in W,w'\not=1}\varepsilon (w')m_{\lambda+\rho-w'\rho} (Mệnh đề.1.1).

4. Phân tích của các tích tenxơ của các g\mathfrak{g}-môđun đơn

Mệnh đề 2 0163

Cho λ,μ∈P++\lambda , \mu\in P_{++}. Trong R(g)\mathscr{R}(\mathfrak{g}), ta có

[λ].[μ]=∑ν∈P++m(λ,μ,ν)[ν] [\lambda ].[\mu] =\sum_{\nu\in P_{++}}m(\lambda , \mu, \nu )[\nu ]

với

m(λ,μ,ν)=∑w,w′∈Wε(ww′)P(w(λ+ρ)+w′(μ+ρ)−(ν+2ρ)) m(\lambda , \mu, \nu ) =\sum_{w,w'\in W}\varepsilon (ww')\mathfrak{P}(w(\lambda +\rho ) +w'(\mu+\rho )-(\nu + 2\rho ))

Cho E,FE,F là các g\mathfrak{g}-môđun đơn hữu hạn chiều có các trọng số cao nhất λ,μ\lambda , \mu. Gọi lνl_{\nu} là độ dài của thành phần đẳng kiểu của E⊗FE\otimes F có trọng số cao nhất ν\nu. Chỉ cần chứng minh rằng

lν=∑w,w′∈Wε(ww′)P(w(λ+ρ)+w′(μ+ρ)−(ν+2ρ))(2) l_{\nu}=\sum_{w,w'\in W}\varepsilon (ww')\mathfrak{P}(w(\lambda +\rho ) +w'(\mu+\rho )-(\nu + 2\rho )) \tag{2}

Đặt c1=c_1= ch(E) =∑σ∈Pmσeσ,c2==\sum_{\sigma\in P}m_{\sigma}e^{\sigma},c_2= ch(F), và d=J(eρ)d= J(e^{\rho}), trong đó J được định nghĩa như ở no. 2. Ta có ∑ξ∈P++lξ\sum_{\xi\in P_{++}}l_{\xi}ch[ξ]=\xi ] = ch(E ⊗F\otimes F) =c1c2=c_1c_2

nên, sau khi nhân với dd và dùng Định lý 1,

∑ξ∈P++lξJ(eξ+ρ)=c1J(eμ+ρ)=(∑σ∈Pmσeσ)((∑w∈Wε(w)ew(μ+ρ))(3) \sum_{\xi\in P_{++}}l_{\xi}J(e^{\xi+\rho}) =c_1J(e^{\mu+\rho}) =(\sum_{\sigma\in P}m_{\sigma}e^{\sigma})((\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w(\mu+\rho)}) \tag{3}
=∑τ∈P(∑w∈Wε(w)mτ+ρ−w(μ+ρ))eτ+ρ =\sum_{\tau\in P}(\sum_{w\in W}\varepsilon (w)m_{\tau+\rho-w(\mu+\rho)})e^{\tau+\rho}

Bây giờ, nếu ξ∈P++,ξ+ρ\xi \in P_{++},\xi +\rho thuộc buồng được xác định bởi B (Chương VI, §1, no. 10); do đó, với mọi w∈Ww\in W phân biệt với 1, ta có w(ξ+ρ)∉P++w(\xi +\rho )\notin P_{++}. Do đó, hệ số của eν+ρe^{\nu+\rho} trong ∑ξ∈P++lξJ(eξ+ρ)\sum_{\xi\in P_{++}}l_{\xi}J(e^{\xi+\rho}) bằng lνl_{\nu}. Xét (3), ta thu được

lν=∑w∈Wε(w)mν+ρ−w(μ+ρ) l_{\nu}=\sum_{w\in W}\varepsilon (w)m_{\nu+\rho-w(\mu+\rho)}

nghĩa là, theo Mệnh đề 1,

lν=∑w,w′∈Wε(w)ε(w′)P(w′(λ+ρ)−(ν+ρ−w(μ+ρ)+ρ)) l_{\nu}=\sum_{w,w'\in W}\varepsilon (w)\varepsilon (w')\mathfrak{P}(w'(\lambda +\rho )-(\nu +\rho -w(\mu+\rho ) +\rho ))

điều này chứng minh (2).

Ví dụ 0164

Ta trở lại Ví dụ ở no. 1. Cho λ=(n/2)α,μ=(p/2)α\lambda = (n/2)\alpha , \mu= (p/2)\alpha, ν=(q/2)α\nu = (q/2)\alpha với n≥pn\geq p. Ta có

m(λ,μ,ν)=P(n2α+α2+p2α+α2−q2α−α) m(\lambda , \mu, \nu ) =\mathfrak{P}(\frac{n}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}+\frac{p}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
−P(n2α+α2−p2α−α2−q2α−α) -\mathfrak{P}(\frac{n}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}-\frac{p}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
−P(−n2α−α2+p2α+α2−q2α−α) -\mathfrak{P}(-\frac{n}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}+\frac{p}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
+P(−n2α−α2−p2α−α2−q2α−α) +\mathfrak{P}(-\frac{n}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}-\frac{p}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
=P(n+p−q2α)−P(n−p−q−22α) =\mathfrak{P}(\frac{n + p-q}{2}\alpha )-\mathfrak{P}(\frac{n-p-q- 2}{2}\alpha )

Biểu thức này bằng không nếu n+p+qn+p+q không chia được cho 2, hoặc nếu q≥n+pq\geq n+p. Nếu

q=n+p−2r q=n+p-2r

với rr là một số nguyên ≥0\geq 0, ta có

m(λ,μ,ν)=P(rα)−P((r−p−1)α) m(\lambda , \mu, \nu ) =\mathfrak{P}(r\alpha )-\mathfrak{P}((r-p-1)\alpha )

do đó m(λ,μ,ν)=1m(\lambda , \mu, \nu ) = 1 nếu r≤pr\leq p và m(λ,μ,ν)=0m(\lambda , \mu, \nu ) = 0 nếu r>pr > p. Cuối cùng, g\mathfrak{g}-môđun V(n)⊗V(p)V(n)\otimes V(p) đẳng cấu với

V(n+p)⊕V(n+p−2)⊕V(n+p−4)⊕⋯⊕V(n−p) V(n+p)\oplus V(n+p-2)\oplus V(n+p-4)\oplus \cdots \oplus V(n-p)

(công thức Clebsch-Gordan).

Bài tập

Mọi g\mathfrak{g}-môđun được xét đều được giả thiết là hữu hạn chiều.

Xem các bài tập của § 9.

Machine translation of the English, by gpt-5.4, against glossary version 34. Not checked by a person.