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§ 4。 根系与紧凑型群相关
在第4至8段中,我们用G表示连接的紧李群,用T表示G的最大环面。我们用G的g \mathfrak{g} g (分别t \mathfrak{t} t )李代数(分别T)表示,用g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C (分别t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C )表示复数g \mathfrak{g} g (或t \mathfrak{t} t )的李代数,以及W 相对于T (§2, no. 5) 的G 的Weyl 群。
1. 群X(H)
令 H 为紧李群。用 X(H) 表示从 H 到拓扑群 C ∗ \mathbf{C}^* C ∗ 连续同态的(交换)群。由章。 III, §8, no. 1,周四。 1、X(H)元素为李群态射;对于所有a ∈ X ( H ) a\in X(H) a ∈ X ( H ) ,a a a 的微分是R \mathbf{R} R 线性映射L ( a ) : L ( H ) → L ( C ∗ ) L(a) : L(H)\rightarrow L(\mathbf{C}^*) L ( a ) : L ( H ) → L ( C ∗ ) 。从现在开始,我们将C ∗ \mathbf{C}^* C ∗ 的认同李代数与C \mathbf{C} C 进行计算,使得C ∗ \mathbf{C}^* C ∗ 重合的指数映射与映射z → e z z \rightarrow e^z z → e z 从C \mathbf{C} C 到C ∗ \mathbf{C}^* C ∗ 。然后,与任意元素a ∈ X ( H ) a\in X(H) a ∈ X ( H ) 相关联的是元素L ( a ) ∈ L(a)\in L ( a ) ∈ HomR ( L ( H ) , C ) _{\mathbf{R}}(L(H),\mathbf{C}) R ( L ( H ) , C ) ;我们用HomC ( L ( H ) ( C ) , C ) _{\mathbf{C}}(L(H)_{(\mathbf{C})},\mathbf{C}) C ( L ( H ) ( C ) , C ) 的δ ( a ) \delta (a) δ ( a ) 元素表示它的对应(即,其限制到L ( H ) ⊂ L ( H ) ( C ) L(H)\subset L(H)_{(\mathbf{C})} L ( H ) ⊂ L ( H ) ( C ) 等于L ( a ) L(a) L ( a ) )。
对于所有 x ∈ L ( H ) x\in L(H) x ∈ L ( H ) 和所有 a ∈ X ( H ) a\in X(H) a ∈ X ( H ) ,我们有
a a a (expH x _Hx H x ) = e δ ( a ) ( x ) =e^{\delta(a)(x)} = e δ ( a ) ( x ) ,
由指数映射的函数性(第 III, §6, no. 4 章,命题 10)。
我们经常将群 X(H) 表示为相加;在这种情况下,我们用 g a g^a g a 表示 C ∗ \mathbf{C}^* C ∗ 的元素 a ( g ) a(g) a ( g ) 。有了这个记号,我们就有了公式
g a + b = g a g b , g ∈ H , a , b ∈ X ( H )
g^{a+b}=g^ag^b,g\in H, a, b\in X(H)
g a + b = g a g b , g ∈ H , a , b ∈ X ( H )
和
(经验H x _Hx H x )a = e δ ( a ) ( x ) , x ∈ L ( H ) , a ∈ X ( H ) ^a=e^{\delta(a)(x)}, x\in L(H), a\in X(H) a = e δ ( a ) ( x ) , x ∈ L ( H ) , a ∈ X ( H ) 。
由于H是紧的,X(H)的元素取绝对值1的复数的子群U = U ( 1 , C ) \mathbf{U}=\mathbf{U}(1,\mathbf{C}) U = U ( 1 , C ) 中的值,这样X(H)就可以用连续的群来辨识(或者解析)同态从H到U \mathbf{U} U 。由此可见,对于所有a ∈ L ( H ) a\in L(H) a ∈ L ( H ) ,映射L ( a ) L(a) L ( a ) 在C \mathbf{C} C 的子空间R i \mathbf{R}i R i 中取值,因此δ ( a ) \delta (a) δ ( a ) 映射L(H) R i \mathbf{R}i R i 。
如果 H 是可交换的,X(H) 只是 H 的(离散)对偶群(谱理论,第 II, §1, no. 1)。如果 H 是可交换的且有限的,则 X(H) 可以用对偶有限群 D(H) = HomZ ( H , Q / Z ) _{\mathbf{Z}}(H,\mathbf{Q}/\mathbf{Z}) Z ( H , Q / Z ) 来识别(其中,如VII, §4, no. 9、例 1 章中的代数所示,我们将认同 Q / Z \mathbf{Q}/\mathbf{Z} Q / Z 与子群 / C ∗ \mathbf{C}^* C ∗ 由同态 r → r \rightarrow r → exp(2π i r \pi ir π i r ))。
对于紧李群中的任何态射f : H → H ′ f: H\rightarrow H' f : H → H ′ ,我们用X ( f ) X(f) X ( f ) 同态a → a ∘ f a \rightarrow a\circ f a → a ∘ f 表示从X ( H ′ ) X(H') X ( H ′ ) 到X(H)。如果K是闭集
正常的子群 / 紧李群 H,我们有正合序列 / Z \mathbf Z Z -模块
0 ⟶ X ( H / K ) ⟶ X ( H ) ⟶ X ( K ) .
0\longrightarrow X(H/K)\longrightarrow X(H)\longrightarrow X(K).
0 ⟶ X ( H / K ) ⟶ X ( H ) ⟶ X ( K ) .
— 对于任何紧李群 H,** Z \mathbf Z Z -*模* X ( H ) X(H) X ( H ) 是有限的型。如果 H *连通,则免费。
首先假设H是连通的; X ( H ) X(H) X ( H ) 的每个元素都消失在H的导出群D ( H ) D(H) D ( H ) 上,因此我们有同态X ( H / D ( H ) ) ⟶ X ( H ) X(H/D(H))\longrightarrow X(H) X ( H / D ( H )) ⟶ X ( H ) 。但H / D ( H ) H/D(H) H / D ( H ) 是连通且可交换的,因此是环面,而X ( H / D ( H ) ) X(H/D(H)) X ( H / D ( H )) 是有限型的自由Z \mathbf Z Z 模(*谱理论*,第II, §2, no. 1章,第1条命题的Cor.2)。一般情况下,根据序列的正确性得出
0 ⟶ X ( H / H 0 ) ⟶ X ( H ) ⟶ X ( H 0 ) ,
0\longrightarrow X(H/H_0)\longrightarrow X(H)\longrightarrow X(H_0),
0 ⟶ X ( H / H 0 ) ⟶ X ( H ) ⟶ X ( H 0 ) , 其中
X ( H 0 ) X(H_0) X ( H 0 ) 不受有限型的影响,
X ( H / H 0 ) X(H/H_0) X ( H / H 0 ) 是有限的,
X ( H ) X(H) X ( H ) 是有限的型。
— 设 H 是可交换的紧李群,并且 ( a i ) i ∈ I (a_i)_{i\in I} ( a i ) i ∈ I 元素的族 X ( H ) X(H) X ( H ) ; 该 a i a_i a i 生成 X ( H ) X(H) X ( H ) 当且仅当 Ker a i \operatorname{Ker}a_i Ker a i *约化到单位元素的交。
被以下引用 1 被以下引用 命题 6
作者:*光谱理论*,第一章。 II, §1, no. 7,周四。 4、a i a_i a i 的核的正交补为a i a_i a i 生成的X ( H ) X(H) X ( H ) 的子群A i A_i A i ;由*loc。引用。*,Cor。 2 Th。 4、⋂ Ker a i \bigcap\operatorname{Ker}a_i ⋂ Ker a i 的正交补是由A i A_i A i 生成的X ( H ) X(H) X ( H ) 的子群,因此是命题。
2. 节点群环面
环面 S 的*节点群*,用 Γ ( S ) \Gamma(S) Γ ( S ) 表示,是指数映射 L ( S ) ⟶ S \mathscr L(S)\longrightarrow S L ( S ) ⟶ S 的核。这是L ( S ) \mathscr L(S) L ( S ) 的离散子群,其秩等于S的维数,以及Γ ( S ) \Gamma(S) Γ ( S ) 的扩展典范嵌入的R \mathbf R R 线性映射R ⊗ Z Γ ( S ) ⟶ L ( S ) \mathbf R\otimes_{\mathbf Z}\Gamma(S)\longrightarrow\mathscr L(S) R ⊗ Z Γ ( S ) ⟶ L ( S ) L ( S ) \mathscr L(S) L ( S ) 是双射的。通过商同构得到诱导
R / Z ⊗ Z Γ ( S ) ⟶ S .
\mathbf R/\mathbf Z\otimes_{\mathbf Z}\Gamma(S)\longrightarrow S.
R / Z ⊗ Z Γ ( S ) ⟶ S .
对于例,U \mathbf U U 的节点群Γ ( U ) \Gamma(\mathbf U) Γ ( U ) 是L ( U ) = i R \mathscr L(\mathbf U)=i\mathbf R L ( U ) = i R 的子群2 π i Z 2\pi i\mathbf Z 2 π i Z 。
对于环f : S ⟶ S ′ f:S\longrightarrow S' f : S ⟶ S ′ 的任何态射,用L ( f ) L(f) L ( f ) 诱导的Γ ( f ) \Gamma(f) Γ ( f ) 同态Γ ( S ) ⟶ Γ ( S ′ ) \Gamma(S)\longrightarrow\Gamma(S') Γ ( S ) ⟶ Γ ( S ′ ) 表示。我们有一个可交换的图表
0 ⟶ Γ ( S ) ⟶ L ( S ) → exp S S ⟶ 0 ↓ Γ ( f ) ↓ L ( f ) ↓ f 0 ⟶ Γ ( S ′ ) ⟶ L ( S ′ ) → exp S ′ S ′ ⟶ 0. (1)
\begin{array}{ccccccccc}
0&\longrightarrow&\Gamma(S)&\longrightarrow&\mathscr L(S)&\xrightarrow{\exp_S}&S&\longrightarrow&0\\
&&\downarrow{\Gamma(f)}&&\downarrow{\mathscr L(f)}&&\downarrow f&&\\
0&\longrightarrow&\Gamma(S')&\longrightarrow&\mathscr L(S')&\xrightarrow{\exp_{S'}}&S'&\longrightarrow&0.
\end{array}
\tag{1}
0 0 ⟶ ⟶ Γ ( S ) ↓ Γ ( f ) Γ ( S ′ ) ⟶ ⟶ L ( S ) ↓ L ( f ) L ( S ′ ) e x p S e x p S ′ S ↓ f S ′ ⟶ ⟶ 0 0. ( 1 )
让a ∈ X ( S ) a\in X(S) a ∈ X ( S ) ;由a定义的应用到态射从S到U \mathbf U U ,我们看到no. 1映射Γ ( S ) \Gamma(S) Γ ( S ) 到2 π i Z 2\pi i\mathbf Z 2 π i Z 的C \mathbf C C 线性映射δ ( a ) : L ( S ) C ⟶ C \delta(a):\mathscr L(S)_{\mathbf C}\longrightarrow\mathbf C δ ( a ) : L ( S ) C ⟶ C 。因此,我们可以通过将 X ( S ) × Γ ( S ) X(S)\times\Gamma(S) X ( S ) × Γ ( S ) 定义 Z \mathbf Z Z 双线性形式
⟨ a , X ⟩ = 1 2 π i δ ( a ) ( X ) , a ∈ X ( S ) , X ∈ Γ ( S ) . (2)
\langle a,X\rangle=\frac{1}{2\pi i}\delta(a)(X),\qquad a\in X(S),\quad X\in\Gamma(S).
\tag{2}
⟨ a , X ⟩ = 2 π i 1 δ ( a ) ( X ) , a ∈ X ( S ) , X ∈ Γ ( S ) . ( 2 )
双线性形式 ( a , X ) → ⟨ a , X ⟩ (a, X) \rightarrow \langle a, X\rangle ( a , X ) → ⟨ a , X ⟩ 在 X ( S ) × Γ ( S ) X(S)\times \Gamma (S) X ( S ) × Γ ( S ) 上是可逆的。
被以下引用 1 被以下引用 定理 2
回想一下(代数,第IX),通过定义,这意味着与此双线性形式相关的线性映射X ( S ) → X(S)\rightarrow X ( S ) → HomZ ( Γ ( S ) , Z ) _{\mathbf{Z}}(\Gamma (S),\mathbf{Z}) Z ( Γ ( S ) , Z ) 和Γ ( S ) → \Gamma (S)\rightarrow Γ ( S ) → HomZ ( X ( S ) , Z ) _{\mathbf{Z}}(X(S),\mathbf{Z}) Z ( X ( S ) , Z ) 是双射的。
直接的,如果命题的结论对于两个花环成立,那么对于他们的乘积也成立。因此,由于维数n n n 的每个环面都同构于U n \mathbf{U}^n U n ,所以我们被简化为S = U S =\mathbf{U} S = U 的情况。在这种特殊情况下,断言是直接的。
设f : S → S ′ f: S\rightarrow S' f : S → S ′ 为环面的态射。然后,线性映射 X ( f ) : X ( S ′ ) → X ( S ) X(f) : X(S')\rightarrow X(S) X ( f ) : X ( S ′ ) → X ( S ) 和 Γ ( f ) : Γ ( S ) → Γ ( S ′ ) \Gamma (f) :\Gamma (S)\rightarrow \Gamma (S') Γ ( f ) : Γ ( S ) → Γ ( S ′ ) 都是另一个的转置:对于所有 a ′ ∈ X ( S ′ ) a'\in X(S') a ′ ∈ X ( S ′ ) 和所有 X ∈ Γ X\in \Gamma X ∈ Γ (S),
⟨ X ( f ) ( a ′ ) , X ⟩ = ⟨ a ′ , Γ ( f ) ( X ) ⟩ (3)
\langle X(f)(a'), X\rangle =\langle a', \Gamma (f)(X)\rangle \tag{3}
⟨ X ( f ) ( a ′ ) , X ⟩ = ⟨ a ′ , Γ ( f ) ( X )⟩ ( 3 )
令 S 和 S ′ S' S ′ 为环面。从S到S ′ S' S ′ 用李群态射M ( S , S ′ ) M(S,S') M ( S , S ′ ) 群表示。 映射 f → X ( f ) f \rightarrow X(f) f → X ( f ) 和 f → Γ ( f ) f \rightarrow \Gamma (f) f → Γ ( f ) 分别是从 M ( S , S ′ ) M(S,S') M ( S , S ′ ) 到 HomZ ( X ( S ′ ) , X ( S ) ) _{\mathbf{Z}}(X(S'),X(S)) Z ( X ( S ′ ) , X ( S )) 和到 HomZ ( Γ ( S ) , Γ ( S ′ ) ) _{\mathbf{Z}}(\Gamma (S), \Gamma (S')) Z ( Γ ( S ) , Γ ( S ′ )) 的同构或群。
被以下引用 2 被以下引用 注 2 , 命题 15
如果f f f 是从S到S ′ S' S ′ 的李群的态射,则同态X ( f ) X(f) X ( f ) 只是光谱理论意义上的f f f 的对偶,第1章。 II, §1, no. 7。 映射 φ → φ ^ \varphi \rightarrow \widehat{\varphi} φ → φ 从 HomZ ( X ( S ′ ) , X ( S ) ) _{\mathbf{Z}}(X(S'),X(S)) Z ( X ( S ′ ) , X ( S )) 到 M ( S , S ′ ) M(S,S') M ( S , S ′ ) 在 loc 中定义。引用。是映射 f → X ( f ) f \rightarrow X(f) f → X ( f ) 从 M ( S , S ′ ) M(S,S') M ( S , S ′ ) 到 HomZ ( X ( S ′ ) , X ( S ) ) _{\mathbf{Z}}(X(S'),X(S)) Z ( X ( S ′ ) , X ( S )) 的倒数;因此,后者是双射的。如果我们认同Γ ( S ) \Gamma (S) Γ ( S ) (或Γ ( S ′ ) \Gamma (S') Γ ( S ′ ) )与X(S)(或X ( S ′ ) X(S') X ( S ′ ) )的双Z \mathbf{Z} Z 模(道具3 3 3 ), Γ ( f ) ,\Gamma (f) , Γ ( f ) 重合与转置同态X ( f ) X(f) X ( f ) ,因此命题。
3. 权 / 线性表示
其中数k k k 表示域R \mathbf{R} R 或C \mathbf{C} C 之一。
令V是k k k 上的有限维向量空间,ρ : G → G L ( V ) \rho : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) ρ : G → GL ( V ) 是V上相连的紧李群G的连续(因此实解析,第III, §8, no. 1,第1章)表示。 定义复数向量空间V ~ \widetilde{V} V 和连续表示ρ ~ : G → G L ( V ~ ) \widetilde{\rho}: G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}( \widetilde{V}) ρ : G → GL ( V ) 如下:如果k = C k=\mathbf{C} k = C ,集合V ~ = V , ρ ~ = ρ \widetilde{V} = V, \widetilde{\rho}=\rho V = V , ρ = ρ ;如果k = R k=\mathbf{R} k = R 、集合、V ~ = V ( C ) \widetilde{V} = V_{(\mathbf{C})} V = V ( C ) 和ρ ~ \widetilde{\rho} ρ 是ρ \rho ρ 与典范同态G L ( V ) → G L ( V ~ ) \mathbf{G}\mathbf{L}(V)\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}( \widetilde{V}) GL ( V ) → GL ( V ) 的复合。
对于所有λ ∈ X ( G ) \lambda \in X(G) λ ∈ X ( G ) ,用v ∈ V ~ v\in \widetilde{V} v ∈ V 的V ~ \widetilde{V} V 由……组成的V ~ λ ( G ) \widetilde{V}_{\lambda}(G) V λ ( G ) 向量子空间表示,这样ρ ~ ( g ) v = g λ v \widetilde{\rho}(g)v=g^{\lambda}v ρ ( g ) v = g λ v 对于所有g ∈ G g\in G g ∈ G (cf.) VII, §1, no. 1)。按地点。引文,第 3 号提案,V ~ λ ( G ) \widetilde{V}_{\lambda}(G) V λ ( G ) (对于 λ \lambda λ 属于到 X(G))的和是直接的。此外:
由于ρ \rho ρ 是半单(§1, no. 1),因此在ρ \rho ρ 很简单的情况下证明引理就足够了。 在这种情况下,End( V ~ \widetilde{V} V ) 约化中ρ ( G ) \rho (G) ρ ( G ) 的交换子 Z 与同位 (代数,第 VIII, §3, no. 2,第 1 章);因而,同态ρ ~ \widetilde{\rho} ρ 的像包含在GL(V ~ \widetilde{V} V )的子群C ∗ .1 V \mathbf{C}^*.1_V C ∗ . 1 V 中,并且存在λ ∈ X ( G ) \lambda \in X(G) λ ∈ X ( G ) 使得V ~ = V ~ λ ( G ) \widetilde{V} = \widetilde{V}_{\lambda}(G) V = V λ ( G ) 。
G 的表示 ρ \rho ρ 的权,相对于 G 的最大环面 T,是 X(T) 的元素 λ \lambda λ ,使得 V ~ λ ( T ) ≠ 0 \widetilde{V}_{\lambda}(T)\not= 0 V λ ( T ) = 0 。
引用了 2 引用了 引理 1 , 定理 2, IX § 2
用P ( ρ , T ) P(\rho ,T) P ( ρ , T ) 表示,如果T的选择、ρ \rho ρ 的权相对于T的集合不存在混淆的可能性,则用P ( ρ ) P(\rho ) P ( ρ ) 表示。用引理1,
V ~ = ⨁ λ ∈ P ( ρ , T ) V ~ λ ( T ) (7)
\widetilde{V} =\bigoplus_{\lambda\in P(\rho ,T)}\widetilde{V}_{\lambda}(T) \tag{7}
V = λ ∈ P ( ρ , T ) ⨁ V λ ( T ) ( 7 )
令T ′ T' T ′ 为G的另一个最大环面和G的g g g 元素,使得(Intg g g )T = T ′ ( T = T'( T = T ′ ( §2, no. 2,Th。 2)。对于所有λ ∈ X ( T ) \lambda \in X(T) λ ∈ X ( T ) ,
ρ ~ ( g ) ( V ~ λ ( T ) ) = V ~ λ ′ ( T ′ ) \widetilde{\rho}(g)( \widetilde{V}_{\lambda}(T)) = \widetilde{V}_{\lambda'}(T') ρ ( g ) ( V λ ( T )) = V λ ′ ( T ′ ) ,其中 λ ′ = \lambda '= λ ′ = X(Int g − 1 g^{-1} g − 1 )( λ ) (\lambda ) ( λ ) 。 (8)
最后,
X(整数g g g )( P ( ρ , T ′ ) ) = P ( ρ , T ) (P(\rho ,T')) = P(\rho ,T) ( P ( ρ , T ′ )) = P ( ρ , T ) 。 (9)
Weyl 群 W = W G ( T ) W = W_G(T) W = W G ( T ) 在 Z \mathbf{Z} Z 模 X(T) 的左侧通过 w → X ( w − 1 ) w \rightarrow X(w^{-1}) w → X ( w − 1 ) 进行运算;因而,对于t ∈ T , λ ∈ X ( T ) , w ∈ W t\in T, \lambda \in X(T), w\in W t ∈ T , λ ∈ X ( T ) , w ∈ W ,我们有t w λ = ( w − 1 ( t ) ) λ t^{w\lambda}= (w^{-1}(t))^{\lambda} t w λ = ( w − 1 ( t ) ) λ 。
集合 P ( ρ , T ) P(\rho ,T) P ( ρ , T ) 在Weyl 群 W 的运算下是稳定的。设n ∈ N G ( T ) n\in N_G(T) n ∈ N G ( T ) ,并令w w w 为其在W中的类;对于λ ∈ X ( T ) \lambda \in X(T) λ ∈ X ( T ) ,我们有ρ ( n ) ( V ~ λ ( T ) ) = V ~ w λ ( T ) \rho (n)( \widetilde{V}_{\lambda}(T)) = \widetilde{V}_{w\lambda}(T) ρ ( n ) ( V λ ( T )) = V w λ ( T ) 和暗淡V ~ w λ ( T ) = \widetilde{V}_{w\lambda}(T) = V w λ ( T ) = 暗淡V ~ λ ( T ) \widetilde{V}_{\lambda}(T) V λ ( T ) 。
被以下引用 2 被以下引用 推论 2 , IX § 7. 。 不可约表示已连接紧李群
公式(9),与T ′ = T , g = n T'= T, g=n T ′ = T , g = n ,意味着P ( ρ , T ) P(\rho ,T) P ( ρ , T ) 在w w w 下是稳定的;此外,ρ ~ ( n ) \widetilde{\rho}(n) ρ ( n ) 诱导同构从V ~ λ ( T ) \widetilde{V}_{\lambda}(T) V λ ( T ) 到V ~ w λ ( T ) \widetilde{V}_{w\lambda}(T) V w λ ( T ) (公式(8)),因此命题。
同态 ρ \rho ρ 是单射的当且仅当其限制到 T 是单射的(§2, no. 6,命题 9)。此外,由于典范同态G L ( V ) → G L ( V ~ ) \mathbf{G}\mathbf{L}(V)\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}( \widetilde{V}) GL ( V ) → GL ( V ) 是单射的,我们可以通过ρ ~ \widetilde{\rho} ρ 来替换ρ \rho ρ 。则从(7)可知,ρ \rho ρ 到T的限制到T的核是P ( ρ , T ) P(\rho ,T) P ( ρ , T ) 的元素核的交。因而,结论由no. 1的命题2得出。
g l ( V ~ ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}( \widetilde{V}) gl ( V ) 扩展至 C \mathbf{C} C 的同态 - 李代数中的 t \mathfrak{t} t 线性表示 L ( ρ ) L(\rho ) L ( ρ )
L ~ ( ρ ) : t C → g l ( V ~ )
\widetilde{L}(\rho ) :\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\rightarrow \mathfrak{g}\mathfrak{l}( \widetilde{V})
L ( ρ ) : t C → gl ( V )
此外,回想一下 (no. 1),我们已将 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 上的 X(T) 线性形式 δ ( λ ) \delta (\lambda ) δ ( λ ) 的每个元素 λ \lambda λ 关联起来,这样
(expT x _Tx T x )λ = e δ ( λ ) ( x ) , x ∈ t ^{\lambda}=e^{\delta(\lambda)(x)},x\in \mathfrak{t} λ = e δ ( λ ) ( x ) , x ∈ t 。 (10)
最后回想一下(第 VII, §1, no. 1 章),对于任何映射 μ : t C → C \mu:\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\rightarrow \mathbf{C} μ : t C → C ,我们用 v v v 的 V ~ \widetilde{V} V 由……组成的 V ~ μ ( t C ) \widetilde{V}_\mu(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) V μ ( t C ) 向量子空间表示,这样对于所有( L ~ ( ρ ) ( u ) ) ( v ) = μ ( u ) . v (\widetilde{L}(\rho )(u))(v) =\mu(u).v ( L ( ρ ) ( u )) ( v ) = μ ( u ) . v u ∈ t C u\in \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} u ∈ t C 。
我们现在从 (7) 和 loc 中推出。引文,提案 3:
a) 对于所有λ ∈ X ( T ) \lambda \in X(T) λ ∈ X ( T ) ,我们有V ~ λ ( T ) = V ~ δ ( λ ) ( t C ) \widetilde{V}_{\lambda}(T) = \widetilde{V}_{\delta(\lambda)}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) V λ ( T ) = V δ ( λ ) ( t C ) 。
被以下引用 2 被以下引用 命题 11 , IX § 7. 。 不可约表示已连接紧李群
b) V ~ \widetilde{V} V t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 权P ( ρ , T ) P(\rho ,T) P ( ρ , T ) 至集合映射δ : X ( T ) → \delta : X(T)\rightarrow δ : X ( T ) → 坎C ( t C , C ) _{\mathbf{C}}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}},\mathbf{C}) C ( t C , C ) 诱导双射。
注首先,如果 W 通过关联到 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的 W 自同态 L ( w ) ( C ) L(w)_{(\mathbf{C})} L ( w ) ( C ) 中的任意元素 w w w 对 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 进行操作,则映射 δ \delta δ 与 W 上的运算兼容X(T)和坎C ( t C , C ) _{\mathbf{C}}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}},\mathbf{C}) C ( t C , C ) 。
现在假设k = R k=\mathbf{R} k = R 。用σ \sigma σ 表示V ~ \widetilde{V} V 相对于V的共轭,由σ ( x + i y ) = x − i y \sigma (x+iy) =x-iy σ ( x + i y ) = x − i y 定义为V中的x , y x, y x , y ;对于V ~ \widetilde{V} V 的每个复数向量子空间E,V ~ \widetilde{V} V 有理数R \mathbf{R} R 的最小的子空间和包含E是E + σ ( E ) E +\sigma (E) E + σ ( E ) 。特别是,对于所有λ ∈ X ( T ) \lambda \in X(T) λ ∈ X ( T ) ,存在V的实向量子空间V ( λ ) V(\lambda ) V ( λ ) ,使得V ~ \widetilde{V} V 的子空间V ( λ ) ( C ) V(\lambda )_{(\mathbf{C})} V ( λ ) ( C ) 是V ~ λ ( T ) + V ~ − λ ( T ) \widetilde{V}_{\lambda}(T) + \widetilde{V}_{-\lambda}(T) V λ ( T ) + V − λ ( T ) (注即σ ( V ~ λ ( T ) ) = V ~ − λ ( T ) \sigma ( \widetilde{V}_{\lambda}(T)) = \widetilde{V}_{-\lambda}(T) σ ( V λ ( T )) = V − λ ( T ) )。我们有V ( λ ) = V ( − λ ) V(\lambda ) = V(-\lambda ) V ( λ ) = V ( − λ ) ,V ( λ ) V(\lambda ) V ( λ ) 是由ρ \rho ρ 诱导的V上T的表示的同型成分。
4. 根
G 相对于 T 的根是 G 的伴随表示的非零权。G 相对于 T 的根的集合表示为 R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) ,或者在不存在混淆风险的情况下简单地表示为 R。根据第 6 号提案,映射
δ : X ( T ) → t C ∗
\delta : X(T)\rightarrow \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}}
δ : X ( T ) → t C ∗
( t C ∗ (\mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} ( t C ∗ 表示复数向量空间t C ) \mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) t C ) 映射R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 双射到分裂的还原代数的根的集合R ( g C , t C ) R(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) R ( g C , t C ) ( g C , t C ) (\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) ( g C , t C ) (第VIII, §2, no. 2、注4章)。如果我们把
g α = ( g C ) α ( T ) = ( g C ) δ ( α ) ( t C ) (11)
\mathfrak{g}^{\alpha}= (\mathfrak{g}_{\mathbf{C}})_{\alpha}(T) = (\mathfrak{g}_{\mathbf{C}})_{\delta(\alpha)}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) \tag{11}
g α = ( g C ) α ( T ) = ( g C ) δ ( α ) ( t C ) ( 11 )
对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,则每个g α \mathfrak{g}^{\alpha} g α 在C ( \mathbf{C}( C ( loc上有维数1。引用,Th。 1) 和
g C = t C ⊕ ⨁ α ∈ R g α (12)
\mathfrak{g}_{\mathbf{C}}=\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\oplus \bigoplus_{\alpha\in R}\mathfrak{g}^{\alpha} \tag{12}
g C = t C ⊕ α ∈ R ⨁ g α ( 12 )
对于每个α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,用V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 表示g \mathfrak{g} g 的二维子空间,使得V ( α ) ( C ) = g α + g − α V(\alpha )_{(\mathbf{C})}=\mathfrak{g}^{\alpha}+\mathfrak{g}^{-\alpha} V ( α ) ( C ) = g α + g − α ; T 的伴随表示的g \mathfrak{g} g 的非零同型分量是t \mathfrak{t} t 和V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 。此外,令 K 为与 g \mathfrak{g} g 的杀戮形式相关的二次方形式;它是负数(§1, no. 3,命题1)并且它的限制K ( α ) K(\alpha ) K ( α ) 到V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 是负数并且是分离的。对于 T 的每个元素 t t t ,Ad t t t 使 K ( α ) K(\alpha ) K ( α ) 保持稳定,因此给出态射或李群
ι α : T → S O ( K ( α ) )
\iota_{\alpha}: T\rightarrow \mathbf{S}\mathbf{O}(K(\alpha ))
ι α : T → SO ( K ( α ))
存在唯一的同构ρ α : U → S O ( K ( α ) ) \rho_{\alpha}:\mathbf{U}\rightarrow \mathbf{S}\mathbf{O}(K(\alpha )) ρ α : U → SO ( K ( α )) 使得ι α = ρ α ∘ α \iota_{\alpha}=\rho_{\alpha}\circ \alpha ι α = ρ α ∘ α 。事实上,让X X X 是g α \mathfrak{g}^{\alpha} g α 的非零元素,并且在g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 相对于g \mathfrak{g} g 的共轭下,让Y Y Y 是X X X 的像;然后Y ∈ g − α Y\in \mathfrak{g}^{-\alpha} Y ∈ g − α ,我们通过放入U = X + Y , V = i ( X − Y ) U=X+Y, V=i(X-Y) U = X + Y , V = i ( X − Y ) 得到V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 的基( U , V ) (U, V) ( U , V ) ;由Ad t , t ∈ T t,t\in T t , t ∈ T 诱发的V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 自同态矩阵,相对于基( U , V ) (U, V) ( U , V ) 为
( R ( t α ) − I ( t α ) )
(\mathscr{R}(t^{\alpha})-\mathscr{I}(t^{\alpha}))
( R ( t α ) − I ( t α ))
I ( t α ) R ( t α )
\mathscr{I}(t^{\alpha})\mathscr{R}(t^{\alpha})
I ( t α ) R ( t α )
因此断言。
a) G 的中心 C(G) 是 T 的闭子群,等于根的核的交。规范映射 X ( T / C ( G ) ) → X ( T ) X(T/C(G))\rightarrow X(T) X ( T / C ( G )) → X ( T ) 与像 Q(R) 是单射的。
b) 紧致群 C(G) 同构于离散群 X ( T ) / Q ( R ) ( X(T)/Q(R) ( X ( T ) / Q ( R ) ( 谱理论,第 1 章。 II, §1, no. 1,防御。 2)。
c) C(G) 约化到单位元素当且仅当 Q(R) 等于 X(T)。
§2, no. 2,科。 2 Th。 2、C(G)包含在T中。由于这是伴随表示的核,所以它是根的核交,在其他字子群Q(R)的正交补X(T)。因此,命题来自光谱理论,第 1 章。 II, §1, no. 7,周四。 4 和 no. 5,Th。 2.
首先假设C(G)约化到单位元素,在其他字中X(T) = Q(R)(命题8)。设f f f 为G的自同构在T上的恒等式,以及φ = L ( f ) ( C ) \varphi = L(f)_{(\mathbf{C})} φ = L ( f ) ( C ) ;那么φ \varphi φ 是g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的自同构,归纳出t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 上的恒等式。由章。 VIII, §5, no. 2,命题2,存在唯一同态θ : Q ( R ) → C ∗ \theta : Q(R)\rightarrow \mathbf{C}^* θ : Q ( R ) → C ∗ ,使得每个g α \mathfrak{g}^{\alpha} g α 位似上都有φ \varphi φ 诱导,比率为θ ( α ) \theta (\alpha ) θ ( α ) 。由于φ \varphi φ 使g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的实形式g \mathfrak{g} g 保持稳定,因此它与g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的共轭σ \sigma σ 相对于g \mathfrak{g} g 交换;但是 σ ( g α ) = g − α \sigma (\mathfrak{g}^{\alpha}) =\mathfrak{g}^{-\alpha} σ ( g α ) = g − α ,所以 θ ( − α ) = θ ( α ) ‾ \theta (-\alpha ) =\overline{\theta(\alpha)} θ ( − α ) = θ ( α ) 对于所有 α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 。这意味着θ ( α ) θ ( α ) = θ ( α ) θ ( − α ) = 1 \theta (\alpha )\theta (\alpha ) =\theta (\alpha )\theta (-\alpha ) = 1 θ ( α ) θ ( α ) = θ ( α ) θ ( − α ) = 1 。由此可见,θ \theta θ 在U \mathbf{U} U 中取值,因此对应通过对偶性与T的元素t t t ,使得(Adt t t )( C ) = φ _{(\mathbf{C})}=\varphi ( C ) = φ ,因此Intt = f t=f t = f 。
一般情况下,上述适用于群G / C ( G ) G/C(G) G / C ( G ) ,其中心约化至单位元素,及其最大值环面T / C ( G ) T/C(G) T / C ( G ) 。由此可见,如果f f f 是G的自同构归纳出T上的恒等式,则存在T的元素t t t ,使得f f f 和Intt t t 诱导通过通向与G / C ( G ) G/C(G) G / C ( G ) 相同的自同构商。但是,由于规范的态射 D ( G ) → G / C ( G ) D(G)\rightarrow G/C(G) D ( G ) → G / C ( G ) 是有限覆盖(§1, no. 4,第 4 条命题的 Cor.1),f f f 和 Int t t t 诱导与 D(G) 相同的自同构,因此与 D ( G ) × C ( G ) D(G)\times C(G) D ( G ) × C ( G ) 相同,因此也与 G (loc.1) 相同。引用。)。
设u u u 为G的自同构,H为u u u 的固定点的G由……组成的闭子群。那么,自同构u u u 是内部当且仅当H 0 H_0 H 0 是最大的秩。
引用了 2 引用了 推论 3, IX § 2 , 命题 9
如果 u u u 等于 Int g g g ,则 g ∈ G g\in G g ∈ G ,子群 H 0 = Z ( g ) 0 H_0= Z(g)_0 H 0 = Z ( g ) 0 的最大值为秩(§2, no. 2,Cor. 3)。相反,如果 H 包含最大环面 S,则自同构 u u u 为形式 Int s s s 和 s ∈ S s\in S s ∈ S (命题 9)。
5. 节点向量和逆根
(i) R ( Z ( S ) 0 , T ) R(Z(S)_0,T) R ( Z ( S ) 0 , T ) 是α ∈ R ( G , T ) \alpha \in R(G,T) α ∈ R ( G , T ) 的集合,使得α ( S ) = { 1 } \alpha (S) =\{1\} α ( S ) = { 1 } 。
(ii) Z ( S ) 0 Z(S)_0 Z ( S ) 0 的中心是α ∈ R ( Z ( S ) 0 , T ) \alpha \in R(Z(S)_0,T) α ∈ R ( Z ( S ) 0 , T ) 的 Kerα \alpha α 的交。
(iii) 如果 S 连通,则 Z(S) 连通。
李代数 L ( Z ( S ) ) ( C ) L(Z(S))_{(\mathbf{C})} L ( Z ( S ) ) ( C ) 由 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 上的 S 不变量组成(第 III, §9, no. 3 章,命题 8),因此是 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的直和和g α \mathfrak{g}^{\alpha} g α ,α ( S ) = { 1 } \alpha (S) =\{1\} α ( S ) = { 1 } ,因此 (i)。 断言(ii)由第8条命题(no. 4)得出,并且断言(iii)已经被证明(§2, no. 2,Th.2的Cor.5)。
让α ∈ R ( G , T ) \alpha \in R(G,T) α ∈ R ( G , T ) 。 α \alpha α 的核的扶正器Z α Z_{\alpha} Z α 是G的连通闭子群;它的中心是Kerα \alpha α ;它的导出群D ( Z α ) = S α D(Z_{\alpha}) = S_{\alpha} D ( Z α ) = S α 是秩1的G的连通闭半单子群。我们有R ( Z α , T ) = { α , − α } R(Z_{\alpha},T) =\{\alpha ,-\alpha \} R ( Z α , T ) = { α , − α } 和暗淡Z α = Z_{\alpha}= Z α = 暗淡T + 2。
引用了 3 · 被以下引用 2 引用了 引理 2 , 推论 1, IX § 1 , 定理 2, VIII § 2
被以下引用 推论 , 命题 16
令 Z α ′ Z'_{\alpha} Z α ′ 为 (Ker α \alpha α )0 _0 0 的中心化子。到引理 2,这是 G 的连通闭子群,R ( Z α ′ , T ) R(Z'_{\alpha},T) R ( Z α ′ , T ) 是 β ∈ R ( G , T ) \beta \in R(G,T) β ∈ R ( G , T ) 的集合,使得 β \beta β ((Kerα \alpha α )0 _0 0 ) = { 1 } =\{1\} = { 1 } 。显然,{ α , − α } ⊂ R ( Z α ′ , T ) \{\alpha ,-\alpha \} \subset R(Z'_{\alpha},T) { α , − α } ⊂ R ( Z α ′ , T ) 。反之,设 β ∈ R ( Z α ′ , T ) \beta \in R(Z'_{\alpha},T) β ∈ R ( Z α ′ , T ) ;由于 (Ker α \alpha α )0 _0 0 在 Ker α \alpha α 中具有有限指标,因此存在整数 r ≠ 0 r\not= 0 r = 0 ,使得 t r β = 1 t^{r\beta}= 1 t r β = 1 对于 t ∈ t\in t ∈ Ker α \alpha α 。从序列的精确度来看
0 ⟶ Z ⟶ X ( T ) ⟶ 0\longrightarrow \mathbf{Z}\longrightarrow X(T)\longrightarrow 0 ⟶ Z ⟶ X ( T ) ⟶ X(克α \alpha α )⟶ 0 \longrightarrow 0 ⟶ 0
相应的由对偶性变为正合序列
0 ⟶ \longrightarrow ⟶ Kerα ⟶ \alpha \longrightarrow α ⟶ T ⟶ α U ⟶ 0 \longrightarrow^{\alpha}\mathbf{U}\longrightarrow 0 ⟶ α U ⟶ 0 ,
由此可见,r β r\beta r β 是 α \alpha α 的倍数;由章。 VIII, §2, no. 2,周四。 2 (i),这意味着 β ∈ { α , − α } \beta \in \{\alpha ,-\alpha \} β ∈ { α , − α } 。因此,R ( Z α ′ , T ) = { α , − α } R(Z'_{\alpha},T) =\{\alpha ,-\alpha \} R ( Z α ′ , T ) = { α , − α } 。由此可见 (引理 2) Z α ′ Z'_{\alpha} Z α ′ 的中心是 Kerα \alpha α ,因此Z α ′ = Z α Z'_{\alpha}= Z_{\alpha} Z α ′ = Z α 。最后,由 Cor.第 4 条命题 1 (§1, no. 4),D ( Z α ) D(Z_\alpha) D ( Z α ) 是 G G G 的连通闭半单子群;它是秩1 1 1 ,因为L ( Z α ) ( C ) = g α + g − α + [ g α , g − α ] \mathscr{L}(Z_\alpha)(\mathbf C)=\mathfrak{g}^\alpha+\mathfrak{g}^{-\alpha}+[\mathfrak{g}^\alpha,\mathfrak{g}^{-\alpha}] L ( Z α ) ( C ) = g α + g − α + [ g α , g − α ] 。
— 存在态射或李群 ν : S U ( 2 , C ) → G \nu:\mathbf{SU}(2,\mathbf C)\to G ν : SU ( 2 , C ) → G *具有以下属性:
引用了 7 · 被以下引用 1 引用了 命题 6, IX § 3 , 定理 1 , 命题 1, IX § 2 , 定理 2, IX § 2 , IX § 3. 。 紧形式复半单李代数 , 命题 9 , VIII § 2. 。 根系分裂的半单李代数
被以下引用 命题 10
a) 像共 ν \nu ν 通勤需核共 α \alpha α 。
b) 对于所有人 a ∈ U a\in\mathbf U a ∈ U ,*我们有*
ν ( a 0 0 a ˉ ) ∈ T and α ∘ ν ( a 0 0 a ˉ ) = a 2 .
\nu\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}\in\mathbf T
\quad\text{and}\quad
\alpha\circ\nu\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}=a^2.
ν ( a 0 0 a ˉ ) ∈ T and α ∘ ν ( a 0 0 a ˉ ) = a 2 .
如果 ν 1 \nu_1 ν 1 和 ν 2 \nu_2 ν 2 是两个态射,从 S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 到 G G G 具有前述属性,则存在 a ∈ U a\in\mathbf U a ∈ U 这样
ν 2 = ν 1 ∘ Int ( a 0 0 a ˉ ) .
\nu_2=\nu_1\circ\operatorname{Int}
\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}.
ν 2 = ν 1 ∘ Int ( a 0 0 a ˉ ) .
由 Th. 1和§3, no. 6的命题6,李群存在态射
ν : S U ( 2 , C ) → S α
\nu:\mathbf{SU}(2,\mathbf C)\to S_\alpha
ν : SU ( 2 , C ) → S α 这是具有离散核的满射。那么
ν − 1 ( T ∩ S α ) \nu^{-1}(\mathbf T\cap S_\alpha) ν − 1 ( T ∩ S α ) 是
S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 的最大环面(§2, no. 3,命题1)。由于
S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 的最大环面为共轭(§2, no. 2,Th.2),如果需要,我们可以假设替换
ν \nu ν 乘
ν ∘ Int s \nu\circ\operatorname{Int}s ν ∘ Int s (与
s ∈ S U ( 2 , C ) s\in\mathbf{SU}(2,\mathbf C) s ∈ SU ( 2 , C ) ),
ν − 1 ( T ∩ S α ) \nu^{-1}(\mathbf T\cap S_\alpha) ν − 1 ( T ∩ S α ) 是对角线的群矩阵
S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 。然后
ν ( a 0 0 a ˉ ) ∈ T
\nu\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}\in\mathbf T
ν ( a 0 0 a ˉ ) ∈ T 对于所有
a ∈ U a\in\mathbf U a ∈ U 和映射
( a 0 0 a ˉ ) ⟼ α ∘ ν ( a 0 0 a ˉ )
\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}
\longmapsto
\alpha\circ\nu\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}
( a 0 0 a ˉ ) ⟼ α ∘ ν ( a 0 0 a ˉ ) 是
S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 的根,因此等于两个映射之一
( a 0 0 a ˉ ) ⟼ a 2
\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}\longmapsto a^2
( a 0 0 a ˉ ) ⟼ a 2 或
( a 0 0 a ˉ ) ⟼ a − 2
\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}\longmapsto a^{-2}
( a 0 0 a ˉ ) ⟼ a − 2 (§3, no. 6,公式(19))。在第一种情况下,同态
ν \nu ν 具有所需的属性;在第二种情况下,同态
ν ∘ Int θ \nu\circ\operatorname{Int}\theta ν ∘ Int θ 有它们(loc.cit.,公式(18))。
如果ν 1 \nu_1 ν 1 和ν 2 \nu_2 ν 2 是两个态射,从S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 到G G G 满足指定的条件,它们都映射S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 到S α S_\alpha S α (条件a)),因此是S α S_\alpha S α 的两种通用覆盖物。因此,存在S U ( 2 , C ) \mathbf{SU}(2,\mathbf C) SU ( 2 , C ) 的自同构φ \varphi φ 使得ν 2 = ν 1 ∘ φ \nu_2=\nu_1\circ\varphi ν 2 = ν 1 ∘ φ ,并且我们通过使用no. 4的第9条命题结论。
根据前面的推论,同态ν T \nu_{\mathbf T} ν T 从U \mathbf U U 到T \mathbf T T ,定义为
ν T ( a ) = ν ( a 0 0 a ˉ )
\nu_{\mathbf T}(a)=\nu\begin{pmatrix}a&0\\0&\bar a\end{pmatrix}
ν T ( a ) = ν ( a 0 0 a ˉ ) 对于
a ∈ U a\in\mathbf U a ∈ U ,独立于
ν \nu ν 的选择。用
Γ ( U ) = 2 π i Z \Gamma(\mathbf U)=2\pi i\mathbf Z Γ ( U ) = 2 π i Z 元素
2 π i 2\pi i 2 π i Γ ( ν T ) \Gamma(\nu_{\mathbf T}) Γ ( ν T ) 下的
K α ∈ Γ ( T ) K_\alpha\in\Gamma(\mathbf T) K α ∈ Γ ( T ) 像表示;它被称为与根*
α \alpha α 伴随的
节点向量。我们有⟨ α , K α ⟩ = 2 \langle\alpha,K_\alpha\rangle=2 ⟨ α , K α ⟩ = 2 ,其他字(no. 2,公式(2))δ ( α ) ( K α ) = 4 π i \delta(\alpha)(K_\alpha)=4\pi i δ ( α ) ( K α ) = 4 π i ;从t \mathfrak t t 和L ( S α ) ( C ) \mathscr L(S_\alpha)(\mathbf C) L ( S α ) ( C ) 的K α K_\alpha K α 属于到交,我们有 K α = 2 π i H δ ( α ) , (13)
K_\alpha=2\pi iH_{\delta(\alpha)},
\tag{13}
K α = 2 π i H δ ( α ) , ( 13 ) 其中 H δ ( α ) H_{\delta(\alpha)} H δ ( α ) 是与 ( g C , t C ) (\mathfrak g_{\mathbf C},\mathfrak t_{\mathbf C}) ( g C , t C ) 的根 δ ( α ) \delta(\alpha) δ ( α ) 相关的*逆根(第 VIII, §2, no. 2 章)。在其他字中,当
Γ ( T ) ⊗ R \Gamma(\mathbf T)\otimes\mathbf R Γ ( T ) ⊗ R 通过配对与
X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 对偶识别时,
⟨ , ⟩ , K α \langle ,\rangle ,K_{\alpha} ⟨ , ⟩ , K α 与逆根
α ∨ ∈ ( X ( T ) ⊗ R ) ∗ \alpha^{\vee}\in (X(T)\otimes \mathbf{R})^* α ∨ ∈ ( X ( T ) ⊗ R ) ∗ 识别。
映射 u → L ( u ) ( C ) u \rightarrow L(u)_{(\mathbf{C})} u → L ( u ) ( C ) 从 Aut(T) 到 G L ( t C ) \mathbf{G}\mathbf{L}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) GL ( t C ) 诱导同构从 W 到分裂约化李代数 ( g C , t C ) (\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) ( g C , t C ) 的 Weyl 群。对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,W Z α ( T ) W_{Z_{\alpha}}(T) W Z α ( T ) 是阶2,W Z α ( T ) W_{Z_{\alpha}}(T) W Z α ( T ) 的非恒等元素前面的同构下的像是反射s H δ ( α ) s_{H_{\delta(\alpha)}} s H δ ( α ) 。
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 VIII § 5. 。 自同构半单李代数 , IX § 3. 。 紧形式复半单李代数 , 推论
被以下引用 命题 17
所考虑的映射是单射的。还需要证明它的像等于W ( g C , t C ) W(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) W ( g C , t C ) 。
让g ∈ N G ( T ) g\in N_G(T) g ∈ N G ( T ) 。第 1 章中有记号。 VIII, §5, no. 2,我们有 Ad g ∈ g\in g ∈ Aut(g C , t C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}} g C , t C )∩ \cap ∩ Int(g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C ),所以 Ad g ∈ g\in g ∈ Aut0 ( g C , t C ) ( _0(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) ( 0 ( g C , t C ) ( loc。前述,no. 5,提案 11)。按地点。前述,no. 2,第 4 号提案,由广告 g g g 属于至 W ( g C , t C ) W(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) W ( g C , t C ) 诱导的 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 自同构。因此,G L ( t C ) \mathbf{G}\mathbf{L}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) GL ( t C ) 中的W的像包含在W ( g C , t C ) W(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) W ( g C , t C ) 中。
令α ∈ R ( G , T ) \alpha \in R(G,T) α ∈ R ( G , T ) ,并令ν : S U ( 2 , C ) → G \nu :\mathbf{S}\mathbf{U}(2,\mathbf{C})\rightarrow G ν : SU ( 2 , C ) → G 为具有Cor中属性的李群的态射。的 Th。 1. The image under ν \nu ν of the element θ \theta θ of S U ( 2 , C ) \mathbf{S}\mathbf{U}(2,\mathbf{C}) SU ( 2 , C ) has the following properties (§3, no. 6, formulas (17)):
a)(Intν ( θ ) \nu (\theta ) ν ( θ ) )( t ) = t (t) =t ( t ) = t 如果t ∈ t\in t ∈ Kerα \alpha α ,
b) (Intν ( θ ) \nu (\theta ) ν ( θ ) )( t ) = t − 1 (t) =t^{-1} ( t ) = t − 1 如果t ∈ T ∩ S α t\in T\cap S_{\alpha} t ∈ T ∩ S α 。
由此可见,Ad ν ( θ ) \nu (\theta ) ν ( θ ) 诱导是 Ker δ ( α ) ⊂ t C \delta (\alpha )\subset \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} δ ( α ) ⊂ t C 上的身份,诱导映射 x → − x x \rightarrow -x x → − x 是 [ g α , g − α ] [\mathfrak{g}^{\alpha},\mathfrak{g}^{-\alpha}] [ g α , g − α ] 上的身份,因此重合具有反射 s H δ ( α ) s_{H_{\delta(\alpha)}} s H δ ( α ) 。因此,W 包含中的像全部为 s H δ ( α ) s_{H_{\delta(\alpha)}} s H δ ( α ) ,因此等于 W ( g C , t C ) W(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) W ( g C , t C ) 。特别是 W Z α ( T ) W_{Z_{\alpha}}(T) W Z α ( T ) 的值为阶 2,因此由恒等式和 Int ν ( θ ) \nu (\theta ) ν ( θ ) 组成。这样就完成了命题的证明。
令 c c c 为 Weyl 群 W ( g C , t C ) W(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) W ( g C , t C ) (第 V, §6, no. 1 章)的 Coxeter 变换,并令 n n n 为 N G ( T ) N_G(T) N G ( T ) 的元素,其 W 中的类通过同构与 c c c 标识,定义于命题。从T到T用f c f_c f c 态射t → ( n , t ) t \rightarrow (n, t) t → ( n , t ) 表示;对于x ∈ t C x\in \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} x ∈ t C ,我们有L ( f c ) ( C ) ( x ) = L(f_c)_{(\mathbf{C})}(x) = L ( f c ) ( C ) ( x ) = (广告n n n )( x ) − x = (x)-x= ( x ) − x = c ( x ) − x c(x)-x c ( x ) − x 。
由 Th.第 1 章t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的V, §6, no. 2、自同态c c c 没有特征值等于1。因而,L ( f c ) L(f_c) L ( f c ) 是满射,因而f c f_c f c 也是满射。由此可见,T 的每个元素都是 G 的两个元素的换位子,这暗示了针对 Th 的推论。 2、§2, no. 2。
6. 基础群
在下面的命题中,f ( G , T ) f(G,T) f ( G , T ) 表示从Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 到π 1 ( G ) \pi_1(G) π 1 ( G ) 的同态,它是Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 到π 1 ( T ) \pi_1(T) π 1 ( T ) 的典范同构(no. 2,注3)和同态的合成π 1 ( ι ) \pi_1(\iota ) π 1 ( ι ) ,其中 ι \iota ι 是典范嵌入 T → G T\rightarrow G T → G 。
同态 f ( G , T ) : Γ ( T ) → π 1 ( G ) f(G,T) :\Gamma (T)\rightarrow \pi_1(G) f ( G , T ) : Γ ( T ) → π 1 ( G ) 是满射。它的核是由节点向量( K α ) α ∈ R ( G , T ) (K_{\alpha})_{\alpha\in R(G,T)} ( K α ) α ∈ R ( G , T ) 家族产生的Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 中的子群N ( G , T ) N(G,T) N ( G , T ) 。
引用了 6 · 被以下引用 3 引用了 命题 3, IX § 2 , 命题 7 , 定理 1, VIII § 7 , 命题 4, IX § 1 , 命题 1, IX § 2 , 注 1
被以下引用 例 4 , 推论 3 , IX § 5. 。 共轭类
根据命题 3 (§2, no. 4),同态 f ( G , T ) f(G,T) f ( G , T ) 是满射。我们用A ( G , T ) A(G,T) A ( G , T ) 断言表示:“f ( G , T ) f(G,T) f ( G , T ) 的核是由K α K_{\alpha} K α 生成的”,这还有待证明,并区分几种情况:
a ) G a) G a ) G 是单连通的。在有限维复数向量空间 V 上,令 ρ : g C → g l ( V ) \rho :\mathfrak{g}_{\mathbf{C}}\rightarrow \mathfrak{g}\mathfrak{l}(V) ρ : g C → gl ( V ) 为 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的线性表示。限制在g \mathfrak{g} g ,我们在真实的向量空间V ( R ) V_{(\mathbf{R})} V ( R ) 上得到g \mathfrak{g} g 的表示;由于 G 是单连通的,因此存在 G 在 V ( R ) V_{(\mathbf{R})} V ( R ) 上的解析线性表示 π \pi π ,使得 ρ = L ( π ) \rho = L(\pi ) ρ = L ( π ) 。根据no. 3的第7条命题,t C ∗ \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} t C ∗ 包含中X(T)的像δ ( X ( T ) ) \delta (X(T)) δ ( X ( T )) 在V上ρ \rho ρ 的所有权。对于 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的每一个表示 ρ \rho ρ 都是如此,这是从第 1 章得出的结论。 VIII, §7, no. 2,周四。 1 δ \delta δ (R) 的权 δ ( X ( T ) ) \delta (X(T)) δ ( X ( T )) 包含群,即 λ ∈ t C ∗ \lambda \in \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} λ ∈ t C ∗ 的定义集合,使得 λ ( H δ ( α ) ) ∈ Z \lambda (H_{\delta(\alpha)})\in \mathbf{Z} λ ( H δ ( α ) ) ∈ Z 对于所有 α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,在其他情况下字,λ ( K α ) ∈ 2 π i Z \lambda (K_{\alpha})\in 2\pi i\mathbf{Z} λ ( K α ) ∈ 2 π i Z 适合所有 α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 。因而,X ( T ) ⊗ Q X(T)\otimes \mathbf{Q} X ( T ) ⊗ Q 的群X(T)包含所有元素λ \lambda λ 使得⟨ λ , K α ⟩ ∈ Z \langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \in \mathbf{Z} ⟨ λ , K α ⟩ ∈ Z 对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,这通过对偶性意味着Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 是由K α K_{\alpha} K α 生成的,因此断言A ( G , T ) A(G,T) A ( G , T ) 。
b ) G b) G b ) G 是单连群 G ′ G' G ′ 和环面 S 的直接乘积。则 T 是 G ′ G' G ′ 的最大环面 T ′ T' T ′ 与 S , Γ ( T ) S,\Gamma (T) S , Γ ( T ) 的直接乘积可以识别为Γ ( T ′ ) × Γ \Gamma (T')\times \Gamma Γ ( T ′ ) × Γ (S)、π 1 ( G ) \pi_1(G) π 1 ( G ) 与 π 1 ( G ′ ) × π 1 \pi_1(G')\times \pi_1 π 1 ( G ′ ) × π 1 (S) 以及 f ( G , T ) f(G,T) f ( G , T ) 与同态以及组件 f ( G ′ , T ′ ) f(G',T') f ( G ′ , T ′ ) 和 f ( S , S ) f(S,S) f ( S , S ) 。由于 f ( S , S ) f(S,S) f ( S , S ) 是双射的,因此规范的映射 Γ ( T ′ ) → Γ ( T ) \Gamma (T')\rightarrow \Gamma (T) Γ ( T ′ ) → Γ ( T ) 映射 Ker f ( G ′ , T ′ ) f(G',T') f ( G ′ , T ′ ) 双射到 Ker f ( G , T ) f(G,T) f ( G , T ) 。而且,G的导出群G ′ G' G ′ 的K α K_{\alpha} K α 属于到李代数,因此到Γ ( T ′ ) \Gamma (T') Γ ( T ′ ) 的像,所以A ( G ′ , T ′ ) A(G',T') A ( G ′ , T ′ ) 蕴涵A ( G , T ) A(G,T) A ( G , T ) 是直接的,因此断言A ( G , T ) A(G,T) A ( G , T ) ,鉴于a)。
c) 一般情况。存在一个具有有限核的满射态射 p : G ′ → G p: G'\rightarrow G p : G ′ → G ,其中 G ′ G' G ′ 是由环面简单连接的群的直接乘积(§1, no. 4,命题 4)。如果T ′ T' T ′ 是G ′ G' G ′ 中T的逆像(这是§2, no. 3乘以G ′ G' G ′ 的最大环面,命题1),并且p p p 的N核,我们有正合序列0 → N → G ′ → G → 0 0\rightarrow N\rightarrow G'\rightarrow G\rightarrow 0 0 → N → G ′ → G → 0 和 0 → N → T ′ → T → 0 0\rightarrow N\rightarrow T'\rightarrow T\rightarrow 0 0 → N → T ′ → T → 0 ,因此是具有精确行的交换式图表(no. 2、注 1 和一般拓扑,第 XI 章,正在准备中)
0 ⟶ Γ ( T ′ ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ \longrightarrow \Gamma (T')\longrightarrow \Gamma (T)\longrightarrow ⟶ Γ ( T ′ ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ N ⟶ \longrightarrow ⟶ 0
f ( G ′ , T ′ ) f ( G , T ) f(G',T')f(G,T) f ( G ′ , T ′ ) f ( G , T ) IDN _N N
0 ⟶ π 1 ( G ′ ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ \longrightarrow \pi_1(G')\longrightarrow \pi_1(G)\longrightarrow ⟶ π 1 ( G ′ ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ N ⟶ 0 \longrightarrow 0 ⟶ 0 。
直接从蛇图表(代数,第X,p. 4,命题2)得出A ( G ′ , T ′ ) A(G',T') A ( G ′ , T ′ ) 意味着A ( G , T ) A(G,T) A ( G , T ) ,因此鉴于b),命题。
G 是单连通的当且仅当族 ( K α ) α ∈ R ( G , T ) (K_{\alpha})_{\alpha\in R(G,T)} ( K α ) α ∈ R ( G , T ) 生成 Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 。
令 H 为 G 包含 T 的连通闭子群;有正合序列
0 ⟶ N ( H , T ) ⟶ N ( G , T ) ⟶ π 1 ( H ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ 0
0\longrightarrow N(H,T)\longrightarrow N(G,T)\longrightarrow \pi_1(H)\longrightarrow \pi_1(G)\longrightarrow 0
0 ⟶ N ( H , T ) ⟶ N ( G , T ) ⟶ π 1 ( H ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ 0
这是从代数,第 1 章得出的。 X,p. 4,命题 2(蛇图表),应用于交换律图表
0 ⟶ N ( H , T ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ π 1 ( H ) ⟶ \longrightarrow N(H,T)\longrightarrow \Gamma (T)\longrightarrow \pi_1(H)\longrightarrow ⟶ N ( H , T ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ π 1 ( H ) ⟶ 0
0 ⟶ N ( G , T ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ 0 \longrightarrow N(G,T)\longrightarrow \Gamma (T)\longrightarrow \pi_1(G)\longrightarrow 0 ⟶ N ( G , T ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ 0 。
同态π 1 ( D ( G ) ) → π 1 ( G ) \pi_1(D(G))\rightarrow \pi_1(G) π 1 ( D ( G )) → π 1 ( G ) 相应的将D(G)纳入G诱导同构,从π 1 ( D ( G ) ) \pi_1(D(G)) π 1 ( D ( G )) 到挠元子群π 1 ( G ) \pi_1(G) π 1 ( G ) 。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 IX § 2. 。最大环面紧李群 , 命题 11
被以下引用 推出 1, IX § 5
事实上,T ∩ D ( G ) T\cap D(G) T ∩ D ( G ) 是D(G)的最大环面(§2, no. 3,命题1 c 1c 1 c )) ) ) ; 正合序列起
0 ⟶ Γ ( T ∩ D ( G ) ) ⟶ Γ ( T ) ⟶ Γ ( T / ( T ∩ D ( G ) ) ) ⟶ 0
0\longrightarrow \Gamma (T\cap D(G))\longrightarrow \Gamma (T)\longrightarrow \Gamma (T/(T\cap D(G)))\longrightarrow 0
0 ⟶ Γ ( T ∩ D ( G )) ⟶ Γ ( T ) ⟶ Γ ( T / ( T ∩ D ( G ))) ⟶ 0
和命题 11,我们得到正合序列
0 ⟶ π 1 ( D ( G ) ) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ Γ ( T / ( T ∩ D ( G ) ) ) ⟶ 0
0\longrightarrow \pi_1(D(G))\longrightarrow \pi_1(G)\longrightarrow \Gamma (T/(T\cap D(G)))\longrightarrow 0
0 ⟶ π 1 ( D ( G )) ⟶ π 1 ( G ) ⟶ Γ ( T / ( T ∩ D ( G ))) ⟶ 0
因此推论,因为π 1 ( D ( G ) ) \pi_1(D(G)) π 1 ( D ( G )) 是有限的而Γ ( T / ( T ∩ D ( G ) ) ) \Gamma (T/(T\cap D(G))) Γ ( T / ( T ∩ D ( G ))) 是自由的。
7. 最大子群秩
回想一下(第 VI, §1, no. 7 章),如果( P + P ) ∩ R ⊂ P (P + P)\cap R\subset P ( P + P ) ∩ R ⊂ P ,子集 P 的R = R ( G , T ) R = R(G,T) R = R ( G , T ) 被认为是封闭的,如果P = − P P =-P P = − P 则被称为对称。
令 H \mathscr{H} H 为 G 包含于 T 的连通闭合子群的集合,按包含排序。 映射H → R ( H , T ) H \rightarrow R(H,T) H → R ( H , T ) 是R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 的对称闭子集的从H \mathscr{H} H 到集合的递增双射,按包含排序。
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 引理 2, VIII § 3 , 命题 2, VIII § 3 , 注 1, IX § 2
被以下引用 命题 13
如果H ∈ H H\in \mathscr{H} H ∈ H ,则L ( H ) ( C ) L(H)_{(\mathbf{C})} L ( H ) ( C ) 是t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的直和,g α \mathfrak{g}^{\alpha} g α 是α ∈ R ( H , T ) \alpha \in R(H,T) α ∈ R ( H , T ) ;因为这是g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 中的约子代数,所以R的子集R ( H , T ) R(H,T) R ( H , T ) 满足规定的条件(第VIII, §3, no. 1、引理2和命题2)。相反,如果 P 是 R 满足这些条件的子集,则 t C ⊕ ∑ α ∈ P g α \mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\oplus \sum_{\alpha\in P}\mathfrak{g}^{\alpha} t C ⊕ ∑ α ∈ P g α 是子代数
g C ( \mathfrak{g}_{\mathbf{C}}( g C ( loc。引),它在R \mathbf{R} R (no. 3)上是有理数,因此是形式h ( C ) \mathfrak{h}_{(\mathbf{C})} h ( C ) ,其中h \mathfrak{h} h 是g \mathfrak{g} g 的子代数。令H(P)为由h \mathfrak{h} h 定义的G的积分子群;它已关闭(§2, no. 4,注1)。我们立即验证映射H → R ( H , T ) H \rightarrow R(H,T) H → R ( H , T ) 和P → H ( P ) P \rightarrow H(P) P → H ( P ) 是递增并且互为倒数。
令H为子群;那么H 0 ∈ H H_0\in \mathscr{H} H 0 ∈ H ,H \mathscr{H} H 是有限的。此外,H 是 N G ( H 0 ) N_G(H_0) N G ( H 0 ) 包含于 H 0 H_0 H 0 的子群,N G ( H 0 ) / H 0 N_G(H_0)/H_0 N G ( H 0 ) / H 0 是有限的(§2, no. 4,命题 4 和注 2)。
设H为G 包含于 T的连通闭子群,并令W G H ( T ) W^H_G(T) W G H ( T ) 为R的子集R ( H , T ) R(H,T) R ( H , T ) 的W G ( T ) W_G(T) W G ( T ) 中的稳定子。群N G ( H ) / H N_G(H)/H N G ( H ) / H 同构于商群W G H ( T ) / W H ( T ) W^H_G(T)/W_H(T) W G H ( T ) / W H ( T ) 。
引用了 3 引用了 命题 11, III § 9 , 命题 7, IX § 2 , 命题 5
事实上,根据应用于N G N_G N G (H)的§2, no. 5的第7条命题,N G ( H ) / H N_G(H)/H N G ( H ) / H 同构于W N ( H ) ( T ) / W H W_{N(H)}(T)/W_H W N ( H ) ( T ) / W H (T),其中W N ( H ) ( T ) W_{N(H)}(T) W N ( H ) ( T ) 是W G ( T ) W_G(T) W G ( T ) 的元素的集合,其代表在N G ( T ) N_G(T) N G ( T ) 标准化H。令n ∈ N G n\in N_G n ∈ N G (T),并令w w w 为其W G ( T ) W_G(T) W G ( T ) 中的类。由章。 III, §9, no. 4,命题 11,n n n 标准化 H 当且仅当 (Ad n n n )( L ( H ) ) = L ( H ) (L(H)) = L(H) ( L ( H )) = L ( H ) ;鉴于no. 3的命题5,这也意味着R的子集R ( H , T ) R(H,T) R ( H , T ) 在w w w 下是稳定的,由此得出推论。
令S为H的最大环面。由于G的中心包含在S中,因此它包含在C中。把L = Z ( C ) 0 L = Z(C)_0 L = Z ( C ) 0 ;这是 G 包含于 H 的连通闭子群,因此最大秩,并且其中心等于C。分别用相对于S的H和L的R H R_H R H 和R L R_L R L 根系表示;然后R H ⊂ R L ⊂ R ( G , S ) R_H\subset R_L\subset R(G,S) R H ⊂ R L ⊂ R ( G , S ) 。由于 C(H) = C(L),第 8 条命题 (no. 4) 意味着等式 Q ( R H ) = Q ( R L ) Q(R_H) = Q(R_L) Q ( R H ) = Q ( R L ) ;但是 Q ( R H ) ∩ R L = R H Q(R_H)\cap R_L= R_H Q ( R H ) ∩ R L = R H (第 VI, §1, no. 7 章,第 23 条命题),所以 R H = R L R_H= R_L R H = R L 且 H = L(第 12 条命题)。
g ∈ G g\in G g ∈ G 的集合使得T ∩ g T g − 1 ≠ C ( G ) T\cap gTg^{-1}\not= C(G) T ∩ g T g − 1 = C ( G ) 是不同于G的G的有限闭解析子流形数的并。
引用了 3 引用了 定理 2, IX § 2 , 推论 1 , 命题 13
确实,输入A g = T ∩ g T g − 1 A_g= T\cap gTg^{-1} A g = T ∩ g T g − 1 ;我们有T ⊂ Z ( A g ) T\subset Z(A_g) T ⊂ Z ( A g ) 和g T g − 1 ⊂ Z ( A g ) gTg^{-1}\subset Z(A_g) g T g − 1 ⊂ Z ( A g ) 。因而,存在x ∈ Z ( A g ) x\in Z(A_g) x ∈ Z ( A g ) 使得x T x − 1 = g T g − 1 ( xTx^{-1}=gTg^{-1}( x T x − 1 = g T g − 1 ( §2, no. 2,Th。 2),这意味着g ∈ Z ( A g ) . N G ( T ) g\in Z(A_g).N_G(T) g ∈ Z ( A g ) . N G ( T ) 。用 A \mathscr{A} A 表示 G 包含 T 的闭子群且不同于 G 的有限(Cor.1)集合,并令 X = ⋃ H ∈ A H . N G ( T ) \bigcup_{H\in\mathscr{A}}H.N_G(T) ⋃ H ∈ A H . N G ( T ) ;这是 G 的闭子流形的有限并,与 G 不同。如果 A g ≠ C ( G ) A_g\not= C(G) A g = C ( G ) ,则Z ( A g ) ∈ A Z(A_g)\in \mathscr{A} Z ( A g ) ∈ A ,以及g g g 属于到 X。相反,如果g ∈ H . N G g\in H.N_G g ∈ H . N G (T),与H ∈ A H\in \mathscr{A} H ∈ A ,则A g A_g A g 包含C(H),所以A g ≠ C ( G ) A_g\not= C(G) A g = C ( G ) (命题13)。
令X为T的子集,并令R X R_X R X 为根α ∈ R ( G , T ) \alpha \in R(G,T) α ∈ R ( G , T ) 的集合,使得α ( X ) = { 1 } \alpha (X) =\{1\} α ( X ) = { 1 } 。 群Z G ( X ) / Z G ( X ) 0 Z_G(X)/Z_G(X)_0 Z G ( X ) / Z G ( X ) 0 同构于子群与W G ( T ) W_G(T) W G ( T ) 的商,固定X除以由s α s_{\alpha} s α 对α ∈ R X \alpha \in R_X α ∈ R X 的反射产生的子群。
引用了 2 · 被以下引用 1 引用了 命题 7, IX § 2 , 定理 1, IX § 5
被以下引用 注, IX § 5
把H = Z G ( X ) H = Z_G(X) H = Z G ( X ) ;由于L ( H ) ( C ) L(H)_{(\mathbf{C})} L ( H ) ( C ) 是由Ad(X)固定的g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的点集合,所以t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的和和α ( X ) = { 1 } \alpha (X) =\{1\} α ( X ) = { 1 } 的g α \mathfrak{g}^{\alpha} g α 。因而,R ( H 0 , T ) = R(H_0,T) = R ( H 0 , T ) = R X R_X R X ,因而W H 0 ( T ) W_{H_0}(T) W H 0 ( T ) 是由α ∈ R X \alpha \in R_X α ∈ R X 的反射s α s_{\alpha} s α 生成的。现在应用§2, no. 5第7号提案就足够了。
我们将在下面看到(§5, no. 3,Th.1),如果G是单连通的并且X约化到点,则扶正器Z(X)是连通的。
8. 根图表
根图表(或者简称为图表,如果没有混淆的风险)是三元组 D = ( M , M 0 , R ) D = (M,M_0,R) D = ( M , M 0 , R ) ,其中:
引用了 1 引用了 VI § 1. 。 根系
(RD0 _0 0 )M M M 是有限型的自由Z \mathbf{Z} Z 模,子模M 0 M_0 M 0 是M的直因子;
(RDI _I I )R R R 是M ; R ∪ M 0 M; R\cup M_0 M ; R ∪ M 0 生成的有限子集Q \mathbf{Q} Q 向量空间Q ⊗ M \mathbf{Q}\otimes M Q ⊗ M ;
(RDI I _{II} I I )对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,存在M ∗ = M^*= M ∗ = HomZ ( M , Z ) _{\mathbf{Z}}(M,\mathbf{Z}) Z ( M , Z ) 的元素α ∨ \alpha^{\vee} α ∨ ,使得M的α ∨ ( M 0 ) = 0 , α ∨ ( α ) = 2 \alpha^{\vee}(M_0) = 0,\alpha^{\vee}(\alpha ) = 2 α ∨ ( M 0 ) = 0 , α ∨ ( α ) = 2 和自同态x → x − α ∨ ( x ) α x \rightarrow x-\alpha^{\vee}(x)\alpha x → x − α ∨ ( x ) α 使R保持稳定。
由章。 VI, §1, no. 1,对于M ∗ M^* M ∗ 的所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 元素 α ∨ \alpha^{\vee} α ∨ ,由α \alpha α 唯一确定;我们用 M 的 s α s_{\alpha} s α 自同态 x → x − α ∨ ( x ) α x \rightarrow x-\alpha^{\vee}(x)\alpha x → x − α ∨ ( x ) α 表示。此外(前述),Q \mathbf{Q} Q 向量空间Q ⊗ M \mathbf{Q}\otimes M Q ⊗ M 是Q ⊗ M 0 \mathbf{Q}\otimes M_0 Q ⊗ M 0 和向量子空间的直和 V(R) 由 R 生成,R 是 V(R) 中的根系(参见上文,定义 1)。
R 的元素称为根图表 D 的根,以及M ∗ M^* M ∗ 的逆根的元素 α ∨ \alpha^{\vee} α ∨ 。 The group generated by the automorphisms s α s_{\alpha} s α of M is called the Weyl group of D and is denoted by W(D); the elements of W(D) induce the identity on M 0 M_0 M 0 , and induce on V(R) the transformations of the Weyl group of the root system R.
对于有限型 M 的每个自由 Z \mathbf{Z} Z 模,三元组 ( M , M , ∅ ) (M,M,\emptyset ) ( M , M , ∅ ) 是根图表。
如果D = ( M , M 0 , R ) D = (M,M_0,R) D = ( M , M 0 , R ) 是根图表,则令M 0 ∗ M^*_0 M 0 ∗ 为M ∗ M^* M ∗ 中V(R)的正交补,令R ∨ R^{\vee} R ∨ 为D的逆根的集合,则D ∨ = ( M ∗ , M 0 ∗ , R ∨ ) D^{\vee}= (M^*,M^*_0,R^{\vee}) D ∨ = ( M ∗ , M 0 ∗ , R ∨ ) 为根图表,称为 D 的逆。对于所有 α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,M ∗ M^* M ∗ 的对称性 s α ∨ s_{\alpha^{\vee}} s α ∨ 是 M 对称性 s α s_{\alpha} s α 的反对自同构;从 W(D) 到 W ( D ∨ ) W(D^{\vee}) W ( D ∨ ) ,映射 w → t w − 1 w \rightarrow^tw^{-1} w → t w − 1 为同构。此外,V ( R ∨ ) V(R^{\vee}) V ( R ∨ ) 可以自然地识别为Q \mathbf{Q} Q 向量空间V ( R ) , R ∨ V(R), R^{\vee} V ( R ) , R ∨ 的对偶,然后识别为R的逆根系。
如果M ∗ M^* M ∗ 的对偶用M表示,则D ∨ D^{\vee} D ∨ 的逆图表用D表示。
令 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 为分裂的约简 Q \mathbf{Q} Q -李代数,且 M ⊂ h M\subset \mathfrak{h} M ⊂ h 为许用格(第 VIII, §12, no. 6 章,定义 1)。令M 0 M_0 M 0 为与( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根和H α , α ∈ R ( g , h ) H_{\alpha},\alpha \in R(\mathfrak{g},\mathfrak{h}) H α , α ∈ R ( g , h ) 的R ∨ R^{\vee} R ∨ 集合正交的M的子群。那么( M , M 0 , R ∨ ) (M,M_0,R^{\vee}) ( M , M 0 , R ∨ ) 是根图表,( M ∗ , M 0 ∗ , R ( g , h ) ) (M^*,M^*_0,R(\mathfrak{g},\mathfrak{h})) ( M ∗ , M 0 ∗ , R ( g , h )) 是图表的逆。
引用了 1 引用了 定义 1, VIII § 12
令V在Q \mathbf{Q} Q 上成为向量空间,并且在V中R根系;由 R 的权的 P(R) 群和 R 的基团权的 Q(R) 群表示(第 VI, §1, no. 9 章)。 那么( Q ( R ) , 0 , R ) (Q(R),0,R) ( Q ( R ) , 0 , R ) 和( P ( R ) , 0 , R ) (P(R),0,R) ( P ( R ) , 0 , R ) 就是根图表。 A root diagram ( M , M 0 , S ) (M,M_0,S) ( M , M 0 , S ) is isomorphic to a diagram of the form ( Q ( R ) , 0 , R ) (Q(R),0,R) ( Q ( R ) , 0 , R ) (resp. ( P ( R ) , 0 , R ) (P(R),0,R) ( P ( R ) , 0 , R ) ) if and only if M is generated by S (resp. M ∗ M^* M ∗ is generated by S ∨ S^{\vee} S ∨ ).
对于 P(R) 包含 Q ( R ) , ( X , 0 , R ) Q(R), (X,0,R) Q ( R ) , ( X , 0 , R ) 的每个子群 X 是根图表,并且直到同构,每个图表 ( M , M 0 , S ) (M,M_0,S) ( M , M 0 , S ) 使得 M 0 = 0 M_0= 0 M 0 = 0 ,在其他字使得 S有限指标的M的生成子群,就是这样产生的。
如果根系 R 减少,则根图表 ( M , M 0 , R ) (M,M_0,R) ( M , M 0 , R ) 被称为减少(在其他字(VI, §1, no. 4),如果关系 α , β ∈ R , λ ∈ Z \alpha , \beta \in R,\lambda \in \mathbf{Z} α , β ∈ R , λ ∈ Z 、β = λ α \beta =\lambda \alpha β = λ α 暗示λ = 1 \lambda = 1 λ = 1 或λ = − 1 \lambda =-1 λ = − 1 )。 例 1) 和 3) 中的图表减少。
引用了 1 引用了 VI § 1. 。 根系
9. 紧李群和根系
有了前面数中引入的术语,数4和5的结果中一个重要的部分可以总结为下面的定理:
a) ( X ( T ) , X ( T / ( T ∩ D ( G ) ) , R ( G , T ) ) ) ) (X(T),X(T/(T\cap D(G)),R(G,T))) ) ( X ( T ) , X ( T / ( T ∩ D ( G )) , R ( G , T ))) 是根图表的约化;它的 Weyl 群由 X ( w ) X(w) X ( w ) 和 w ∈ W w\in W w ∈ W 组成; 群 X(C(G)) 同构于X(T) 与R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 生成的子群的商。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 命题 3
被以下引用 推论
b) ( Γ ( T ) , Γ ( C ( G ) 0 ) , R ∨ ( G , T ) ) ) (\Gamma (T), \Gamma (C(G)_0),R^{\vee}(G,T)) ) ( Γ ( T ) , Γ ( C ( G ) 0 ) , R ∨ ( G , T )) 是根图表的简化;它的 Weyl 群由 Γ ( w ) \Gamma (w) Γ ( w ) 组成,对于 w ∈ W w\in W w ∈ W ; 群π 1 ( G ) \pi_1(G) π 1 ( G ) 同构于R ∨ ( G , T ) R^{\vee}(G,T) R ∨ ( G , T ) 生成的Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 除以子群的商。
c) 如果Z \mathbf{Z} Z -模X(T) 和Γ ( T ) \Gamma (T) Γ ( T ) 中的每一个都可以用另一个的对偶来标识(no. 2,命题3),那么前面的根图表中的每一个都可以用另一个的逆来标识。
用D ∗ ( G , T ) D^*(G,T) D ∗ ( G , T ) 图表( X ( T ) , X ( T / ( T ∩ D ( G ) ) , R ( G , T ) ) ) (X(T),X(T/(T\cap D(G)),R(G,T))) ( X ( T ) , X ( T / ( T ∩ D ( G )) , R ( G , T ))) 和D ∗ ( G , T ) D_*(G,T) D ∗ ( G , T ) 图表( Γ ( T ) , Γ ( C ( G ) 0 ) , R ∨ ( G , T ) ) (\Gamma (T), \Gamma (C(G)_0),R^{\vee}(G,T)) ( Γ ( T ) , Γ ( C ( G ) 0 ) , R ∨ ( G , T )) 表示;它们分别称为 G(相对于 T)的逆变图表和协变图表。
如果 G 是秩 1 的半单,则 D ∗ ( G , T ) D^*(G,T) D ∗ ( G , T ) 和 D ∗ ( G , T ) D_*(G,T) D ∗ ( G , T ) 必然同构于两个图表 Δ 2 = ( Z , 0 , { 2 , − 2 } ) \Delta_2= (\mathbf{Z},0,\{2,-2\}) Δ 2 = ( Z , 0 , { 2 , − 2 }) 、Δ 1 = ( Z , 0 , { 1 , − 1 } ) \Delta_1= (\mathbf{Z},0,\{1,-1\}) Δ 1 = ( Z , 0 , { 1 , − 1 }) 之一。如果 G 同构于 S U ( 2 , C ) , D ∗ ( G , T ) \mathbf{S}\mathbf{U}(2,\mathbf{C}), D_*(G,T) SU ( 2 , C ) , D ∗ ( G , T ) 则同构于 Δ 1 \Delta_1 Δ 1 (因为 G 是单连通的),所以 D ∗ ( G , T ) D^*(G,T) D ∗ ( G , T ) 同构于 Δ 2 \Delta_2 Δ 2 。如果 G 同构于 S O ( 3 , R ) , D ∗ ( G , T ) \mathbf{S}\mathbf{O}(3,\mathbf{R}), D^*(G,T) SO ( 3 , R ) , D ∗ ( G , T ) 则同构于 Δ 1 \Delta_1 Δ 1 (因为 C ( G ) = { 1 } C(G) =\{1\} C ( G ) = { 1 } ),所以 D ∗ ( G , T ) D_*(G,T) D ∗ ( G , T ) 同构于 Δ 2 \Delta_2 Δ 2 。
如果G和G ′ G' G ′ 是两个连通的紧李群,分别具有最大圆环T和T ′ T' T ′ ,并且如果D ∗ ( G , T ) = ( M , M 0 , R ) D^*(G,T) = (M,M_0,R) D ∗ ( G , T ) = ( M , M 0 , R ) 和D ∗ ( G ′ , T ′ ) = D^*(G',T') = D ∗ ( G ′ , T ′ ) = ( M ′ , M 0 ′ , R ′ ) (M',M'_0,R') ( M ′ , M 0 ′ , R ′ ) ,则D ∗ ( G × G ′ , T × T ′ ) D^*(G\times G',T\times T') D ∗ ( G × G ′ , T × T ′ ) 可以与( M ⊕ M ′ , M 0 ⊕ (M\oplus M',M_0\oplus ( M ⊕ M ′ , M 0 ⊕ M 0 ′ , R ∪ R ′ ) M'_0,R\cup R') M 0 ′ , R ∪ R ′ ) 识别。对于协变图表也是如此。
被以下引用 1 被以下引用 命题 16
设 N 为 T 的闭子群,以 G 为中心,( M , M 0 , R ) (M,M_0,R) ( M , M 0 , R ) 为 G 相对于 T 的逆变图表。则 G / N G/N G / N 相对于 T / N T/N T / N 的逆变图表可以用 ( M ′ , M 0 ′ , R ) (M',M'_0,R) ( M ′ , M 0 ′ , R ) 来识别,其中 M ′ M' M ′ 为λ \lambda λ 的M由……组成的子群使得λ ( N ) = { 1 } \lambda (N) =\{1\} λ ( N ) = { 1 } 和M 0 ′ = M ′ ∩ M 0 M'_0= M'\cap M_0 M 0 ′ = M ′ ∩ M 0 。
被以下引用 1 被以下引用 命题 16
类似地,令 N 为有限阿贝尔的群和 φ : π 1 ( G ) → N \varphi :\pi_1(G)\rightarrow N φ : π 1 ( G ) → N 满同态。设G ′ G' G ′ 为与此同态相关的G的覆盖;这是一个连通的紧李群,其中N是一个中心子群(总论拓扑,XI章,正在准备中),G可以自然地与G ′ / N G'/N G ′ / N 等同。令T ′ T' T ′ 为G ′ G' G ′ 的最大环面,即T的逆像。如果( P , P 0 , S ) (P,P_0,S) ( P , P 0 , S ) 是G相对于T的协变图表,则G ′ G' G ′ 相对于T ′ T' T ′ 的协变图表可以识别为( P ′ , P 0 ′ , S ) (P',P'_0,S) ( P ′ , P 0 ′ , S ) ,其中P ′ P' P ′ 是复合同态φ ∘ f ( G , T ) : P → N \varphi \circ f(G,T) : P\rightarrow N φ ∘ f ( G , T ) : P → N 的核(cf.no. 6,命题11),以及P 0 ′ = P 0 ∩ P ′ P'_0= P_0\cap P' P 0 ′ = P 0 ∩ P ′ 。
引用了 1 引用了 命题 11
令从D ∗ ( G ′ , T ′ ) D^*(G',T') D ∗ ( G ′ , T ′ ) 到D ∗ ( G , T ) D^*(G,T) D ∗ ( G , T ) (或从D ∗ ( G , T ) D_*(G,T) D ∗ ( G , T ) 到D ∗ ( G ′ , T ′ ) D_*(G',T') D ∗ ( G ′ , T ′ ) )的φ \varphi φ 为同构。存在同构 f : G → G ′ f: G\rightarrow G' f : G → G ′ ,使得 f ( T ) = T ′ f(T) = T' f ( T ) = T ′ 和 φ = D ∗ ( f ) \varphi = D^*(f) φ = D ∗ ( f ) (分别为 φ = D ∗ ( f ) \varphi = D_*(f) φ = D ∗ ( f ) );如果f 1 f_1 f 1 和f 2 f_2 f 2 是两个这样的同构,则存在T的元素t t t 使得f 2 = f 1 ∘ f_2=f_1\circ f 2 = f 1 ∘ Intt t t 。
引用了 6 · 被以下引用 2 引用了 命题 8, IX § 2 , 命题 3, IX § 3 , 命题 4 , 命题 9 , 定理 2, VIII § 4 , E II § 6. 等价关系
被以下引用 § 4. 。 根系与紧凑型群相关 , 注
第二个断言紧随第9条命题(no. 4);我们证明了协变图表和例的第一个。 用G ′ G' G ′ (分别T ′ T' T ′ )的g ′ \mathfrak{g}' g ′ (分别t ′ \mathfrak{t}' t ′ )李代数表示,并用g C ′ \mathfrak{g}'_{\mathbf{C}} g C ′ (分别t C ′ \mathfrak{t}'_{\mathbf{C}} t C ′ )表示其复数李代数。 By Chap. VIII, §4, no. 4, Th. 2 (i), there exists an isomorphism ψ : g C → g C ′ \psi :\mathfrak{g}_{\mathbf{C}}\rightarrow \mathfrak{g}'_{\mathbf{C}} ψ : g C → g C ′ that maps t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C to t C ′ \mathfrak{t}'_{\mathbf{C}} t C ′ and induces on Γ ( T ) ⊂ t C \Gamma (T)\subset \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} Γ ( T ) ⊂ t C the given isomorphism φ : Γ ( T ) → Γ ( T ′ ) \varphi :\Gamma (T)\rightarrow \Gamma (T') φ : Γ ( T ) → Γ ( T ′ ) . 那么g \mathfrak{g} g 和ψ − 1 ( g ′ ) \psi^{-1}(\mathfrak{g}') ψ − 1 ( g ′ ) 是g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 中的两个紧形式,它们具有与t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 相同的交t \mathfrak{t} t ;根据§3, no. 2,命题3,存在g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的内自同构θ \theta θ ,归纳t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 上的恒等式,从而θ ( g ) = ψ − 1 ( g ′ ) \theta (\mathfrak{g}) =\psi^{-1}(\mathfrak{g}') θ ( g ) = ψ − 1 ( g ′ ) 。 通过替换 ψ \psi ψ ψ ∘ θ \psi \circ \theta ψ ∘ θ ,我们可以假设 ψ \psi ψ 映射 g \mathfrak{g} g 到 g ′ \mathfrak{g}' g ′ 。 此外,根据no. 2的命题4,存在唯一态射f T : T → T ′ f_T: T\rightarrow T' f T : T → T ′ 使得Γ ( f T ) = φ \Gamma (f_T) =\varphi Γ ( f T ) = φ 。 那么ψ \psi ψ 到t \mathfrak{t} t 的限制是L ( f T ) L(f_T) L ( f T ) ,并且根据§2, no. 6,第8条命题,存在唯一态射f : G → G ′ f: G\rightarrow G' f : G → G ′ ,即T上的诱导f T f_T f T 和g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 上的ψ \psi ψ 。 应用是φ − 1 \varphi^{-1} φ − 1 和ψ − 1 \psi^{-1} ψ − 1 的前面,我们得到态射到f f f 的逆,因此是同构。 然后D ∗ ( f ) = Γ ( f T ) = φ D_*(f) =\Gamma (f_T) =\varphi D ∗ ( f ) = Γ ( f T ) = φ ,因此命题。
注,如果 T 和 T ′ T' T ′ 是 G 的两个最大环面,图表 D ∗ ( G , T ) D^*(G,T) D ∗ ( G , T ) 和 D ∗ ( G , T ′ ) D^*(G,T') D ∗ ( G , T ′ ) 同构的(如果 g ∈ G g\in G g ∈ G 使得 g T g − 1 = T ′ gTg^{-1}= T' g T g − 1 = T ′ ,则 Int g g g 是从 G 到 G 的同构, 映射 T 至 T ′ T' T ′ )。用D ∗ ( G , T ) D^*(G,T) D ∗ ( G , T ) 的D ∗ ( G ) D^*(G) D ∗ ( G ) 同构类表示(cf.集合论,第II, §6, no. 2章);这就是只依赖于G的根图表,称为G的逆变图表。G的协变图表D ∗ ( G ) D_*(G) D ∗ ( G ) 类似地定义,我们得到:
两个相连的紧李群 G 和 G ′ G' G ′ 同构当且仅当图表 D ∗ ( G ) D^*(G) D ∗ ( G ) 和 D ∗ ( G ′ ) D^*(G') D ∗ ( G ′ ) (分别为 D ∗ ( G ) D_*(G) D ∗ ( G ) 和 D ∗ ( G ′ ) D_*(G') D ∗ ( G ′ ) )相等。
a) 通过替换 D,如有必要,通过它的逆图表,我们可以简化为构造 G,使得 D ∗ ( G ) D^*(G) D ∗ ( G ) 与 D 同构。 把D = ( M , M 0 , R ) D = (M,M_0,R) D = ( M , M 0 , R ) ;那么Q ⊗ M \mathbf{Q}\otimes M Q ⊗ M 就是R生成的Q ⊗ M 0 \mathbf{Q}\otimes M_0 Q ⊗ M 0 和向量子空间V(R)的直和。 而且,由于M上的逆根取整数值,与Q ⊗ M 0 \mathbf{Q}\otimes M_0 Q ⊗ M 0 平行的V(R)上M的投影包含在R的权P(R)的群中,所以M是有限指标的M 0 ⊕ P ( R ) M_0\oplus P(R) M 0 ⊕ P ( R ) 的子群。 用D ′ D' D ′ 图表( M 0 ⊕ P ( R ) , M 0 , R ) (M_0\oplus P(R),M_0,R) ( M 0 ⊕ P ( R ) , M 0 , R ) 表示。
b) 令a \mathfrak{a} a 为复半单李代数,其规范根系同构于R ⊂ C ⊗ V ( R ) R\subset \mathbf{C}\otimes V(R) R ⊂ C ⊗ V ( R ) (第VIII, §4, no. 3章),并令g 1 \mathfrak{g}_1 g 1 为a ( \mathfrak{a}( a ( §3, no. 2的紧实数形式,Th。 1)。令G 1 G_1 G 1 为单连通实李群,其李代数与g 1 \mathfrak{g}_1 g 1 同构;那么 G 1 G_1 G 1 是紧致的 (§1, no. 4, Th. 1)。令 T 1 T_1 T 1 为 G 1 G_1 G 1 的最大值环面。由 Th. 1、图表D ∗ ( G 1 , T 1 ) D^*(G_1,T_1) D ∗ ( G 1 , T 1 ) 与( P ( R ) , 0 , R ) (P(R),0,R) ( P ( R ) , 0 , R ) 同构。
c) 令T 0 T_0 T 0 为维数的环面等于M 0 M_0 M 0 的秩;则 D ∗ ( T 0 , T 0 ) D^*(T_0,T_0) D ∗ ( T 0 , T 0 ) 同构于 ( M 0 , M 0 , ∅ ) (M_0,M_0,\emptyset ) ( M 0 , M 0 , ∅ ) ,因而 D ∗ ( G 1 × T 0 , T 1 × T 0 ) D^*(G_1\times T_0,T_1\times T_0) D ∗ ( G 1 × T 0 , T 1 × T 0 ) 同构于 D ′ D' D ′ (例 2)。
d) 最后,令 N 为与 M 正交的 T 1 × T 0 T_1\times T_0 T 1 × T 0 的有限子群。放入 G = ( G 1 × T 0 ) / N , T = ( T 1 × T 0 ) / N G = (G_1\times T_0)/N, T = (T_1\times T_0)/N G = ( G 1 × T 0 ) / N , T = ( T 1 × T 0 ) / N 。那么G是连通的紧李群,T是G的最大环面,D ( G , T ) D(G,T) D ( G , T ) 同构于D(例3)。
10. 连接的自同构紧李群
用 G 的自同构的 Aut(G) 李群(第III, §10, no. 2)表示,并用 Aut(G, T ,T , T ) 表示元素 u u u 的 Aut(G) 由……组成的闭子群,使得 u ( T ) = T u(T) = T u ( T ) = T 。我们已经看到(§1, no. 4,命题 4 的 Cor.5),Aut(G) 的恒等分量是子群 Int(G) of 内自同构;用 G 的子群 H 的 Int(G) 中的 IntG ( H ) _G(H) G ( H ) 像表示。
设 D 为 G 相对于 T 的协变图表;用 Aut(D) 群表示其自同构,用 W(D) 表示其 Weyl 群。从 Aut(G, T ,T , T ) 到 Aut(D) 映射 u → D ∗ ( u ) u \rightarrow D_*(u) u → D ∗ ( u ) 为同态。 no. 9 的第 15 条命题立即给出:
同态 Aut(G, T ,T , T )→ \rightarrow → Aut(D) 是满射,具有核 IntG ( T ) _G(T) G ( T ) 。
引用了 1 引用了 命题 10
注 Aut(G, T ,T , T )∩ \cap ∩ Int(G) = IntG ( N G ( T ) ) _G(N_G(T)) G ( N G ( T )) 并且 Aut(D) 中 IntG ( N G ( T ) ) _G(N_G(T)) G ( N G ( T )) 的像是 W(D)(no. 5,命题 10)。因而,命题 17 给出同构
自动(G, T ,T , T )/ / / (自动(G, T ,T , T )∩ \cap ∩ Int(G))→ \rightarrow → 自动(D)/ W ( D ) /W(D) / W ( D ) 。
此外,Aut(G) = Int(G).Aut(G, T ,T , T )。事实上,如果 u u u 属于到 Aut(G),u ( T ) u(T) u ( T ) 是 T 的最大环面,因此是共轭到 T,并且存在 G 的内自同构 v v v ,使得 u ( T ) = v u(T) =v u ( T ) = v (T),在其他字 v − 1 u ∈ v^{-1}u\in v − 1 u ∈ 自动(G, T ,T , T )。由此可见,Aut(G)/ / / Int(G) 可以与 Aut(G, T ,T , T )/ / / (Aut(G, T ,T , T )∩ \cap ∩ Int(G)) 等价,因此根据前面的内容我们有正合序列
1 → 1\rightarrow 1 → Int(G) → \rightarrow → 自动(G) → \rightarrow → 自动(D)/ W ( D ) → 1 /W(D)\rightarrow 1 / W ( D ) → 1 。 (16)
因而:
群 Aut(G)/ / / Int(G) 与 Aut(D)/ W ( D ) /W(D) / W ( D ) 同构。
引用了 1 引用了 VI § 1. 。 根系
特别地,假设G是半单;然后,群 Aut(D) 可以用 A ( R ( G , T ) ) A(R(G,T)) A ( R ( G , T )) 的子群(VI, §1, no. 1 章)由……组成或元素 u u u 来识别,这样u ( X ( T ) ) ⊂ X ( T ) u(X(T))\subset X(T) u ( X ( T )) ⊂ X ( T ) 和子群 W(D) 可以用W ( R ( G , T ) ) W(R(G,T)) W ( R ( G , T )) 。
如果 G 是单连通的,或者如果 C(G) 约化到单位元素,则群 Aut(G)/ / / Int(G) 同构于 R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 的 Dynkin 图的自同构的群。
引用了 1 引用了 推论, VI § 4
这是从前面的章节得出的。 VI, §4, no. 2,科。提案 1。
我们现在要证明扩张 (16) 承认截面。
对于所有α ∈ R ( G , T ) \alpha \in R(G,T) α ∈ R ( G , T ) ,用V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 表示g \mathfrak{g} g 的二维向量子空间,使得V ( α ) ( C ) = g α + g − α V(\alpha )_{(\mathbf{C})}=\mathfrak{g}^{\alpha}+\mathfrak{g}^{-\alpha} V ( α ) ( C ) = g α + g − α ; K 表示与 g \mathfrak{g} g 的杀戮形式相关的二次形式。
( G , T ) (G,T) ( G , T ) 的框架为对 ( B , ( U α ) α ∈ B ) (B,(U_{\alpha})_{\alpha\in B}) ( B , ( U α ) α ∈ B ) ,其中 B 为 R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 的基(第 VI, §1, no. 5 章,定义 2),并且对于所有 α ∈ B , U α \alpha \in B,U_{\alpha} α ∈ B , U α 为 V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 的元素,使得K ( U α ) = − 1 K(U_{\alpha}) =-1 K ( U α ) = − 1 。
引用了 1 · 被以下引用 1 引用了 定义 2, VI § 1
被以下引用 引理 1, IX § 5
G 的成帧是 G 的最大环面 T 与( G , T ) (G,T) ( G , T ) 的成帧。
令 B 0 B_0 B 0 为 R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 的基。 群IntG ( T ) _G(T) G ( T ) 在形式( B 0 , ( U α ) α ∈ B 0 ) (B_0,(U_{\alpha})_{\alpha\in B_0}) ( B 0 , ( U α ) α ∈ B 0 ) 的( G , T ) (G,T) ( G , T ) 帧的集合上进行简单传递操作。
被以下引用 2 被以下引用 注 , 命题 19
对于所有 α ∈ B 0 \alpha \in B_0 α ∈ B 0 ,用形式 K 到 V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 的二次方的 K ( α ) K(\alpha ) K ( α ) 限制表示; T V ( α ) V(\alpha ) V ( α ) 定义态射 ι α : T → S O ( K ( α ) ) \iota_{\alpha}: T\rightarrow \mathbf{S}\mathbf{O}(K(\alpha )) ι α : T → SO ( K ( α )) 的运算。我们在no. 4中看到,S O ( K ( α ) ) \mathbf{S}\mathbf{O}(K(\alpha )) SO ( K ( α )) 可以与U \mathbf{U} U 识别,就像ι α \iota_{\alpha} ι α 可以与根α \alpha α 识别一样。由于B 0 B_0 B 0 是R的基,它是根生成的Z \mathbf{Z} Z 模Q(R)的基,因此基是X(T)的子模X ( T / C ( G ) ) X(T/C(G)) X ( T / C ( G )) 。由此可见,态射ι α \iota_{\alpha} ι α 诱导同构的乘积从T / C ( G ) T/C(G) T / C ( G ) 到群S O ( K ( α ) ) \mathbf{S}\mathbf{O}(K(\alpha )) SO ( K ( α )) 的乘积。但后者群在( G , T ) (G,T) ( G , T ) 的框架的集合上简单传递,其第一个组件是B 0 B_0 B 0 。
令e = ( T , B , ( U α ) ) e= (T,B,(U_{\alpha})) e = ( T , B , ( U α )) 和e ′ = ( T ′ , B ′ , ( U α ′ ) ) e'= (T',B',(U'_{\alpha})) e ′ = ( T ′ , B ′ , ( U α ′ )) 为G的两个框架。G中存在元素g g g 使得(Intg g g )( T ) = T ′ (T) = T' ( T ) = T ′ ,并且这些元素形式为模N G ( T ) N_G(T) N G ( T ) 的单个陪集。因此,我们可以假设T = T ′ T = T' T = T ′ ,并且我们必须证明存在IntG ( N G ( T ) ) _G(N_G(T)) G ( N G ( T )) 的唯一元素,即变换e e e 到e ′ e' e ′ 。由章。 VI, §1, no. 5,注 4,W(R)存在唯一元素w w w 使得w ( B ) = B ′ w(B) = B' w ( B ) = B ′ 。由于W(R)可以用N G ( T ) / T N_G(T)/T N G ( T ) / T 识别,因此存在n ∈ N G ( T ) n\in N_G(T) n ∈ N G ( T ) ,使得w = w= w = Int n n n ,并且n n n 唯一确定模T。因此,我们可以假设B = B ′ B = B' B = B ′ ,并且我们必须证明存在唯一元素 IntG ( T ) _G(T) G ( T ) 即变换e e e 到e ′ e' e ′ ,简单来说就是引理3。
令e e e 为( G , T ) (G,T) ( G , T ) 的框架,并令E为G的自同构的群,使e e e 保持稳定。那么Aut(G)就是E通过Int(G)半直接乘积,Aut(G, T ,T , T )是E通过Int(G)∩ \cap ∩ Aut(G, T ,T , T )= = = IntG ( N G ( T ) ) _G(N_G(T)) G ( N G ( T )) 半直接乘积。
引用了 1 引用了 命题 19
事实上,Aut(G) 变换 e e e 的每个元素都成为 G 的一个框架。根据 Prop. 19,Aut(G) 模 Int(G) 的每个陪集在单个点中满足 E,因此第一个断言。第二个也用同样的方法证明。
习题
参见习题为 § 4 。