Bourbaki

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。

§ 6。集成紧李群

我们保留§4中的记号;放入w(G)=w(G) =卡(WG(T)_G(T))。用 dgdg(分别为 dtdt)表示总质量为 1 的 G(分别为 T)的 Haar 测度,并用 nn(分别为 rr)和 G(分别为 T)的维数表示。

1. 乘积交替多重线性形式

设A为交换环,M为A-模。对于每个整数r≥0r\geq 0,用M上的交错的rr的Altr(M)^r(M)A-模-线性形式表示;它可以用A-模∧∧r(M)(\wedge \wedge^r(M) (代数的对偶来识别,第1章。 III, §7, no. 4,提案 7)。设 u∈u\in Alts(M)^s(M) 和 v∈v\in Altr(M)^r(M);回想一下(代数,第III, §11, no. 2,例 3),uu和vv的交错的乘积是元素u∧v∈u\wedge v\inAlts+r(M)^{s+r}(M),定义为

(u∧v)(x1,...,xs+r)=∑σ∈Ss,rεσu(xσ(1),...,xσ(s))v(xσ(s+1),...,xσ(s+r)) (u\wedge v)(x_1, . . . , x_{s+r}) =\sum_{\sigma\in\mathfrak{S}_{s,r}}\varepsilon_{\sigma}u(x_{\sigma(1)}, . . . , x_{\sigma(s)})v(x_{\sigma(s+1)}, . . . , x_{\sigma(s+r)})

其中Ss,r\mathfrak{S}_{s,r}是置换的对称群Ss+r\mathfrak{S}_{s+r}由……组成的子集,其中限制到1,s1, s和s+1,s+rs+ 1, s+r是递增。

现在让

0 ⟶M′⟶i\longrightarrow M'\longrightarrow^i 中号 ⟶pM′′⟶\longrightarrow^pM''\longrightarrow 0

分别为正合序列、自由A-模、秩、r,r+sr, r+s 和ss。

引理 1 01EX

从 Alts(M′′)×^s(M'')\times Altr(M′)^r(M') 到 Alts+r(M)^{s+r}(M) 存在一个 A 双线性映射,用 (u,v)→u∩v(u, v) \rightarrow u\cap v 表示,其特征为以下两个性质之一:

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 命题 21, A II § 1, A III § 7. 。外观代数

被以下引用 习题 6, § 6, 命题 1

a) 用u1∈u_1\in Alts(M)^s(M) 形式 (x1,...,xs)→u(p(x1),...,p(xs))(x_1, . . . , x_s) \rightarrow u(p(x_1), . . . , p(x_s)) 表示,并令v1∈v_1\in Altr(M)^r(M) 为形式,使得M′M'中的x1′,...,xr′x'_1, . . . , x'_r为v1(i(x1′),...,i(xr′))=v(x1′,...,xr′)v_1(i(x'_1), . . . , i(x'_r)) =v(x'_1, . . . , x'_r);然后u∩v=u1∧v1u\cap v=u_1\wedge v_1。

b) 对于 M 中的所有 x1,...,xsx_1, . . . , x_s 和 M′M' 中的 x1′,...,xr′x'_1, . . . , x'_r,

(u∩v)(x1,...,xs,i(x1′),...,i(xr′))=u(p(x1),...,p(xs))v(x1′,...,xr′)(1) (u\cap v)(x_1, . . . , x_s, i(x'_1), . . . , i(x'_r)) =u(p(x_1), . . . , p(x_s))v(x'_1, . . . , x'_r) \tag{1}

映射φ:\varphi :Alts(M′′)⊗A^s(M'')\otimes_AAltr(M′)→^r(M')\rightarrowAlts+r(M)^{s+r}(M)使得φ(u⊗v)=u∩v\varphi (u\otimes v) =u\cap v是秩自由A-模同构一。

形式 v1v_1 满足条件 a) 的存在源于∧∧r(i)\wedge \wedge^r(i) 诱导同构从∧∧r(M)(\wedge \wedge^r(M) (代数的∧∧r(M′)\wedge \wedge^r(M')到直因子子模,第1章。 III, §7, no. 2)。令v1v_1为形式;把u∩v=u1∧v1u\cap v=u_1\wedge v_1。然后满足公式 (1),因为如果我们将i(xk′)=xs+ki(x'_k) =x_{s+k}代替1≤k≤r1\leq k\leq r,则Ss,r\mathfrak{S}_{s,r}中唯一的元素σ\sigma使得1≤i≤s1\leq i\leq s的p(xσ(i))≠0p(x_{\sigma(i)})\not= 0是恒等式置换。另一方面,公式 (1) 确定 u∩vu\cap v 是唯一的:确实,令 (e1′,...,er′)(e'_1, . . . , e'_r) 为 M′′M'' 的 M′,(f1′′,...,fs′′)M', (f''_1, . . . , f''_s) 基的基,以及 M 的 f1,...,fsf_1, . . . , f_s 元素,使得p(fi)=fi′′p(f_i) =f''_i 换1≤i≤s1\leq i\leq s。那么(f1,...,fs,i(e1′),...,i(er′))(f_1, . . . , f_s, i(e'_1), . . . , i(e'_r))是M的基(代数,第II, §1, no. 11章,第21条命题),并且公式(1)可以写成

(u∩v)(f1,...,fs,i(e1′),...,i(er′))=u(f1′′,...,fs′′)v(e1′,...,er′)(2) (u\cap v)(f_1, . . . , f_s, i(e'_1), . . . , i(e'_r)) =u(f''_1, . . . , f''_s)v(e'_1, . . . , e'_r) \tag{2}

但 Alts+r(M)^{s+r}(M) 的元素由其基上的值决定。

由上可知,条件 a) 和 b) 确定乘积 u∩vu\cap v 都是唯一的;很明显,这个乘积是双线性的。最后,引理的最后一个断言由公式(2)得出。

2. 积分公式 H. 韦尔

令ee为G的单位元素,e‾\overline{e}为G/TG/T中的类。 认同 G 在 ee 与 g\mathfrak{g} 的切线空间,T 在 ee 与 t\mathfrak{t} 的切线空间,以及 G/TG/T 在 e‾\overline{e} 与 g/t\mathfrak{g}/\mathfrak{t} 的切线空间。用 (u,v)→u∩v(u, v) \rightarrow u\cap v 表示 R\mathbf{R}-双线性映射

Altn−r(g/t)×^{n-r}(\mathfrak{g}/\mathfrak{t})\times Altr(t)→^r(\mathfrak{t})\rightarrow Altn(g)^n(\mathfrak{g})

定义于数 1。

回忆一下(第 III, §3, no. 13 章,第 50 条命题),映射 ω→ω(e)\omega \rightarrow \omega (e) 是同构,来自 G(或 T)上次数 nn(或 rr)的左不变微分形式的向量空间到空间 Altn(g)^n(\mathfrak{g})(或 Altr(t)^r(\mathfrak{t}))。此外,观察到,由于R∗\mathbf{R}^*约化到单位元素的每个连通紧凑子群,对所有g∈Gg\in G都det Adg=1g= 1,因此G上次数nn的左不变微分形式也是右不变的,并且内自同构下的不变量(第 III, §3, no. 16 章,Prop. 54 的 Cor.):从现在开始,我们将简单地讨论 G 不变微分形式。

同样,它是从第 1 章得出的。 III, §3, no. 16、第 56 条命题以及前述内容,映射 ω→ω(e‾)\omega \rightarrow \omega (\overline{e}) 是从空间空间次数 n−rn-r 的 G 不变微分形式在 G/TG/T 到空间 Altn−r(g/t)^{n-r}(\mathfrak{g}/\mathfrak{t}) 的同构。

如果ωG/T\omega_{G/T}是G/TG/T上次数n−rn-r的G不变微分形式,并且ωT\omega_T是T上次数rr的不变微分形式,则用ωG/T∩ωT\omega_{G/T}\cap \omega_T表示唯一不变微分G 上次数 nn 的形式使得

(ωG/T∩ωT)(e)=ωG/T(e‾)∩ωT(e) (\omega_{G/T}\cap \omega_T)(e) =\omega_{G/T}(\overline{e})\cap \omega_T(e)

最后回想一下,f:(G/T)×T→Gf: (G/T)\times T\rightarrow G表示由映射(g,t)→gtg−1(g, t) \rightarrow gtg^{-1}通过商(§5, no. 4)从G×TG\times T到G引起的流形的态射。如果α\alpha和β\beta分别在G/TG/T和T上微分形式,则简单地用α∧β\alpha \wedge \beta形式pr1∗α∧^*_1\alpha \wedgepr2∗β^*_2\beta在(G/T)×T(G/T)\times T上表示。

对于 t∈Tt\in T,用 Adg/t(t)_{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(t) 自同态表示由 Ad tt 通过通向商而引发的 g/t\mathfrak{g}/\mathfrak{t}。放

δG(t)=\delta_G(t) = det(广告g/t(t)−1_{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(t)-1)=∏α∈R(G,T)(tα−1)=\prod_{\alpha\in R(G,T)}(t^{\alpha}-1)。 (3)

设x∈tx\in \mathfrak{t}和α∈R(G,T)\alpha \in R(G,T);用 t∗\mathfrak{t}^* 的 α^\widehat{\alpha} 元素 (2πi)−1δ(α)(2\pi i)^{-1}\delta (\alpha ) 表示,因此

((exp xx)α−^{\alpha}- 1)((exp xx)−α−1^{-\alpha}-1) =(e2πiα^(x)−1)(e−2πiα^(x)−1)=4= (e^{2\pi i\widehat{\alpha}(x)}-1)(e^{-2\pi i\widehat{\alpha}(x)}-1) = 4 sin2πα^(x)^2\pi \widehat{\alpha}(x)。

如果R+(G,T)R_+(G,T)表示R(G,T)R(G,T)相对于基B的正根的集合,我们有

δG\delta_G(exp xx)=∏α∈R+(G,T)4=\prod_{\alpha\in R_+(G,T)}4罪2πα^(x)^2\pi \widehat{\alpha}(x),

因此,特别是 δG(t)>0\delta_G(t)>0 对于所有 t∈Trt\in T_r。我们注也将δG(t)=δG(t−1)\delta_G(t) =\delta_G(t^{-1})换成t∈Tt\in T。

命题 1 01EY

令ωG,ωG/T\omega_G, \omega_{G/T}和ωT\omega_T分别为次数、n,n−rn, n-r和rr在G,G/TG,G/T和T上的不变微分形式。如果 ωG=\omega_G= ωG/T∩ωT\omega_{G/T}\cap \omega_T,那么

f∗(ωG)=ωG/T∧δGωT f^*(\omega_G) =\omega_{G/T}\wedge \delta_G\omega_T
引用了 3 · 被以下引用 1

引用了 引理 4, IX § 5, 引理 1, III § 3. 。从李群到李代数的通道

被以下引用 命题 3

显然我们可以假设ωG/T\omega_{G/T}和ωT\omega_T非零;那么 (G/T)×T(G/T)\times T 上的微分形式 (u,t)→ωG/T(u)∧ωT(t)(u, t) \rightarrow \omega_{G/T}(u)\wedge \omega_T(t) 为次数 nn 并且处处非零;因此 (G/T)×T(G/T)\times T 上存在一个数值函数 δ\delta 使得

f∗(ωG)(u,t)=δ(u,t)ωG/T(u)∧ωT(t) f^*(\omega_G)(u, t) =\delta (u, t)\omega_{G/T}(u)\wedge \omega_T(t)

现在观察,对于 h∈G,u∈G/T,t∈h\in G,u\in G/T,t\in T,我们有 f(h.u,t)=f(h.u, t) = (Int hh)f(u,t)f(u, t);由于ωG\omega_G在内自同构下是不变的,因此紧随δ(h.u,t)=δ(u,t)\delta (h.u, t) =\delta (u, t),所以δ(u,t)=δ(e‾,t)\delta (u, t) =\delta (\overline{e}, t)。

用 p:g→g/tp:\mathfrak{g}\rightarrow \mathfrak{g}/\mathfrak{t} 表示商映射并用 φ:g/t→g\varphi :\mathfrak{g}/\mathfrak{t}\rightarrow \mathfrak{g} 映射定义

φ(p(X))=\varphi (p(X)) =(广告t−1t^{-1})X−XX-X为X∈gX\in \mathfrak{g};回想一下 (§5, no. 4, 引理 4) 切线映射

T(e,t)(f):Te(G/T)×Tt(T)→Tt(G) T_{(e,t)}(f) : T_e(G/T)\times T_t(T)\rightarrow T_t(G)

需要 (z,tH)(z, tH) 到 t(φ(z)+H)t(\varphi (z) +H) 才能获得 z∈g/t,H∈tz\in \mathfrak{g}/\mathfrak{t}, H\in \mathfrak{t}。

令 z1,...,zn−rz_1, . . . , z_{n-r} 为 g/t,H1,...,Hr\mathfrak{g}/\mathfrak{t},H_1, . . . , H_r 元素 t\mathfrak{t} 中的元素。然后

f∗ωG(e‾,t)(z1,...,zn−r,tH1,...,tHr) f^*\omega_G(\overline{e}, t)(z_1, . . . , z_{n-r}, tH_1, . . . , tH_r)

=ωG(t)(tφ(z1),...,tφ(zn−r),tH1,...,tHr)=\omega_G(t)(t\varphi (z_1), . . . , t\varphi (z_{n-r}), tH_1, . . . , tH_r) 由T(e‾,t)(f)T_{(\overline{e},t)}(f)计算

=ωG(e)(φ(z1),...,φ(zn−r),H1,...,Hr)=\omega_G(e)(\varphi (z_1), . . . , \varphi (z_{n-r}), H_1, . . . , H_r) 因为 ωG\omega_G 是不变的

=ωG/T(e‾)(pφ(z1),...,pφ(zn−r)).ωT(e)(H1,...,Hr)=\omega_{G/T}(\overline{e})(p\varphi (z_1), . . . , p\varphi (z_{n-r})).\omega_T(e)(H_1, . . . , H_r)(无.1.1、引理 1)

= det(pφp\varphi)ωG/T(e‾)(z1,...,zn−r).ωT(e)(H1,...,Hr)\omega_{G/T}(\overline{e})(z_1, . . . , z_{n-r}).\omega_T(e)(H_1, . . . , H_r)

=δG(t)ωG/T(e‾)(z1,...,zn−r).ωT(t)(tH1,...,tHr) =\delta_G(t)\omega_{G/T}(\overline{e})(z_1, . . . , z_{n-r}).\omega_T(t)(tH_1, . . . , tH_r)

因为 ωT\omega_T 是不变的

=δG(t)(ωG/T∧ωT)(e‾,t)(z1,...,zn−r,tH1,...,tHr) =\delta_G(t)(\omega_{G/T}\wedge \omega_T)(\overline{e}, t)(z_1, . . . , z_{n-r}, tH_1, . . . , tH_r)

所以f∗ωG(e‾,t)=δG(t)(ωG/T∧ωT)(e‾,t)f^*\omega_G(\overline{e}, t) =\delta_G(t)(\omega_{G/T}\wedge \omega_T)(\overline{e}, t);因此,δ(e‾,t)=δG(t)\delta (\overline{e}, t) =\delta_G(t),因此命题。

分别给出流形 G,TG,T 和 G/TG/T 形式 ωG,ωT\omega_G, \omega_T 和 ωG/T\omega_{G/T} 定义的方向。这些形式定义对G,TG,T和G/TG/T(第III, §3, no. 16章,第55条和第56条提案)的不变测度,也用ωG,ωT\omega_G, \omega_T和ωG/T\omega_{G/T}表示。

引理 2 01EZ

如果ωG=ωG/T∩ωT\omega_G=\omega_{G/T}\cap \omega_T,那么

∫GωG=∫G/TωG/T.∫TωT \int_G\omega_G=\int_{G/T}\omega_{G/T}.\int_T\omega_T
被以下引用 1

被以下引用 引理 3

用 π\pi 表示从 G 到 G/TG/T 的规范态射。设g∈Gg\in G,并令t1,...,tn−rt_1, . . . , t_{n-r}为Tπ(g)(G/T)T_{\pi(g)}(G/T)的元素。 认同纤维π−1(π(g))=gT\pi^{-1}(\pi (g)) =gT,翻译为γ(g)\gamma (g)。 关系 ωG=ωG/T∩ωT\omega_G=\omega_{G/T}\cap \omega_T 现在意味着等式(可微分和解析流形,结果,11.4.5):

ωG⌞(t1,...,tn−r)=(ωG/T(t1,...,tn−r))ωT \omega_G\llcorner (t_1, . . . , t_{n-r}) = (\omega_{G/T}(t_1, . . . , t_{n-r}))\omega_T

因此∫πωG=(∫TωT)ωG/T(\int_{\pi}\omega_G=(\int_T\omega_T)\omega_{G/T}(可微分和解析流形,结果,11.4.6),以及

∫GωG=∫G/∫TπωG=∫TωT.∫G/TωG/T \int_G\omega_G=\int_{G/}\int_{T\pi}\omega_G=\int_T\omega_T.\int_{G/T}\omega_{G/T}

(可微分和解析流形,结果,11.4.8)。

引理 3 01F0

逆像在(G/T)×Tr(G/T)\times T_r上的测量dgdg在GrG_r下的局部同胚fr(f_r(积分,第1章。 V, §6, no. 6)是μ⊗δGdt\mu\otimes \delta_Gdt的测度,其中μ\mu是总质量1的G/TG/T上唯一的G不变测度。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 引理 2

被以下引用 定理 1(H.韦尔)

Choose an invariant differential form ωT\omega_T (resp. ωG/T\omega_{G/T}) on T (resp. G/TG/T) of maximal degree, such that the measure defined by ωT\omega_T (resp. ωG/T\omega_{G/T}) is equal to dtdt (resp. μ\mu). 输入ωG=ωG/T∩ωT\omega_G=\omega_{G/T}\cap \omega_T。 引理 2 意味着ωG\omega_G 定义的度量等于dgdg。 设U是(G/T)×Tr(G/T)\times T_r的开子集,使得frf_r诱导同构从U到GrG_r的开子集V。 设φ\varphi为连续函数,且V有紧支撑;也用 φ\varphi 到 GrG_r 的 φ\varphi 扩张表示,它消失在 V 之外。 我们有

∫Vφdg=∫VφωG=∫U(φ∘fr)fr∗(ωG) \int_V\varphi dg=\int_V\varphi \omega_G=\int_U(\varphi \circ f_r)f_r^*(\omega_G)

=∫U(φ∘fr)ωG/T∧δGωT=\int_U(\varphi \circ f_r)\omega_{G/T}\wedge \delta_G\omega_T(道具.1.1)

=∫U(φ∘fr)dμ.δGdt =\int_U(\varphi \circ f_r)d\mu.\delta_Gdt

因此引理。

定理 1(H.韦尔) 01F1

G 上的测度 dgdg 是测度 dg⊗1w(G)δGdtdg\otimes \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt 的 G×TG\times T 到 G 的映射 (g,t)→gtg−1(g, t) \rightarrow gtg^{-1} 下的像,其中

引用了 2 · 被以下引用 1

引用了 IX § 5. 。 共轭类, 引理 3

被以下引用 推论 2

δG(t)=\delta_G(t) = det(广告g/t(t)−1_{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(t)-1)=∏α∈R(G,T)(tα−1)=\prod_{\alpha\in R(G,T)}(t^{\alpha}-1)。

等效地(积分,第 V, §6, no. 3 章,命题 44),dg,dg 是μ⊗1w(G)δGdt\mu\otimes \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt 的映射 f:(G/T)×T→Gf: (G/T)\times T\rightarrow G 下的像。

我们证明最后一个断言。从§5, no. 1和可微分析流形、结果,10.1.3c), 10.1.3c)可以得出,G-- GrG_r在G中可以忽略不计,而T -- TrT_r在T中可以忽略不计。此外,映射frf_r使(G/T)×Tr(G/T)\times T_r成为GrG_r,与群 W(§5, no. 4,提案4b4b)))。 定理现在接续于引理 3 和集成,第 1 章。 V, §6, no. 6,提案 11。

推论 1 01F2

(i) 设φ\varphi为G上的可积函数,且值位于Banach空间或R‾\overline{\mathbf{R}}中。对于几乎所有 t∈Tt\in T,G 上的函数 g→φ(gtg−1)g \rightarrow \varphi (gtg^{-1}) 对于 dgdg 都是可积的。 函数 t→δG(t)∫Gφ(gtg−1)dgt \rightarrow \delta_G(t)\int_G\varphi (gtg^{-1})dg 在 T 上可积,我们有

∫Gφ(g)dg=1w(G)∫T(∫Gφ(gtg−1)dg)δG(t)dt(4) \int_G\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T(\int_G\varphi (gtg^{-1})dg)\delta_G(t)dt \tag{4}
被以下引用 1

被以下引用 命题 4

(“赫尔曼·韦尔的积分公式”)。

(ii) 令φ\varphi为G上的正可测函数。对于几乎所有t∈Tt\in T,G上的函数g→φ(gtg−1)g \rightarrow \varphi (gtg^{-1})都是可测的。 T 上的函数 t→∫G∗φ(gtg−1)dgt \rightarrow \int_G^*\varphi (gtg^{-1})dg 是可测的,我们有

∫G∗φ(g)dg=1w(G)∫T∗(∫G∗φ(gtg−1)dg)δG(t)dt(5) \int_G^*\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T^*(\int_G^*\varphi (gtg^{-1})dg)\delta_G(t)dt \tag{5}

由于映射 ff 是通过从 G×T→GG\times T\rightarrow G 到映射 (g,t)→gtg−1(g, t) \rightarrow gtg^{-1} 的商而导出的,因此只需应用第 1 章的积分即可。 V, §5、6、8 和积分,第 1 章VII, §2。

推论 2 01F3

令φ\varphi为G上的中心函数(即,对于G中的所有gg和hh,φ(gh)=\varphi (gh) =φ(hg)\varphi (hg)),值位于Banach空间或R‾\overline{\mathbf{R}}中。

引用了 1 · 被以下引用 4

引用了 定理 1(H.韦尔)

被以下引用 注 2, 推论 3, 命题 3, IX § 7, 习题 4, § 8

a)φ)\varphi 是可测的,当且仅当其限制到 T 是可测的。

b)φ)\varphi 是可积的当且仅当函数 (φ∣T)δG(\varphi |T)\delta_G 在 T 上可积,在这种情况下我们有

∫Gφ(g)dg=1w(G)∫Tφ(t)δG(t)dt(6) \int_G\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T\varphi (t)\delta_G(t)dt \tag{6}

用 p:G/T×T→Tp: G/T\times T\rightarrow T 表示第二个投影。我们有 φ∘f\varphi \circ f = (φ∣T)∘p(\varphi |T)\circ p;此外,μ⊗1w(G)δGdt\mu\otimes \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt措施的pp下的像为1w(G)δGdt\frac{1}{w(G)}\delta_Gdt。现在可以从 Th 得出推论。上述 1 和 Th.集成,第 1 章。 V, §6, no. 2,应用于两个真映射ff和pp。

推论 3 01F4

设 H 为 G 包含 T 的连通闭子群,h\mathfrak{h} 李代数,以及dhdh 总质量 1 的 H 上的 Haar 测度。设 φ\varphi 为 G 上的可积中心函数,其中值在 Banach 中空间或R‾\overline{\mathbf{R}}。那么函数 h→φ(hh \rightarrow \varphi (h)det(Adg/h(h)−1_{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1) 可积且以 H 为中心,我们有

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 推论 2

被以下引用 注 1

∫Gφ(g)dg=w(H)w(G)∫Hφ(h\int_G\varphi (g)dg=\frac{w(H)}{w(G)}\int_H\varphi (h)det(广告g/h(h)−1_{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1)dhdh。 (7)

事实上,函数h→φ(hh \rightarrow \varphi (h)det(Adg/h(h)−1_{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1)是H上的中心函数,其限制到T是函数t→φ(t)δG(t)δH(t)−1t \rightarrow \varphi (t)\delta_G(t)\delta_H(t)^{-1}。因此,推论由 Cor 得出。 2适用于G和H。

注 1 01F5

如果我们在 Cor 中取φ=1\varphi = 1。 3、我们得到

∫H\int_H det(广告g/h(h)−1_{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1)dh=w(G)/w(H)dh=w(G)/w(H) (8)

特别是

∫TδG(t)dt=w(G)(9) \int_T\delta_G(t)dt=w(G) \tag{9}
引用了 1

引用了 推论 3

注 2 01F6

令 ν\nu 为商 T/WT/W 的度量,定义为

∫T/Wψ(τ)dν(τ)=1w(G)∫Tψ(π(t))δG(t)dt \int_{T/W}\psi (\tau )d\nu (\tau ) =\frac{1}{w(G)}\int_T\psi (\pi (t))\delta_G(t)dt

其中 π\pi 表示 T 在 T/WT/W 上的规范投影。科。 2 表示同态 T/W→G/T/W\rightarrow G/Int(G)(§2, no. 5,第 5 条的 Cor.1)迁移规范投影 G→G/G\rightarrow G/Int(G) 下测度 dgdg 的测度 ν\nu 到像。

引用了 2

引用了 推论 1, IX § 2, 推论 2

注 3 01F7

假设 G 是单连通的。令 A 为 t\mathfrak{t} 的凹室,dxdx 对 t\mathfrak{t} 的 Haar 测度使得 ∫Adx=1\int_Adx= 1。那么度量ν\nu也可以通过在A‾\overline{A}上传输度量1w(G)∏α∈R+(G,T)4\frac{1}{w(G)}\prod_{\alpha\in R_+(G,T)}4sin2πα^(x)dx^2\pi \widehat{\alpha}(x)dx来获得:

同胚A‾→T/W(\overline{A}\rightarrow T/W (§5, no. 2,Cor.提案 2 中的 1)。

引用了 1

引用了 推论 1, IX § 5

例 01F8

取G为群SU(2,C)\mathbf{S}\mathbf{U}(2,\mathbf{C}),T为矩阵对角线子群(§3, no. 6); 认同t\mathfrak{t}与R\mathbf{R}乘以t(\mathfrak{t}(loc的基{iH}\{iH\}选择。引用。)。把A=0,πA = 0, \pi;这是t\mathfrak{t}的壁龛。区间A=0,πA = 0, \pi可以用G的共轭类的空间、G的元素θ\theta来识别

(eiθ(e^{i\theta} 0 ))

A‾\overline{A}相应的至共轭类共−iθ-_{i\theta}。设 dθd\theta 为勒贝格

0 ee

测量0,π0, \pi;由上可知,G 上 Haar 测度的 A‾\overline{A} 上的像就是测度 2π\frac{2}{\pi} sin2θdθ^2\theta d\theta。

引用了 1

引用了 IX § 3. 。 紧形式复半单李代数

3. 整合李代数

命题 2 01F9

令 H 为维数 m,hm,\mathfrak{h} 的(实数)李群李代数。令ωH\omega_H为H上次数mm的右不变微分形式,令ωh\omega_{\mathfrak{h}}为次数mm在h\mathfrak{h}上的平移不变微分形式, 重合,原点为 ωH(e)\omega_H(e)。我们有

引用了 2

引用了 定义 8, III § 3, 命题 12, III § 6

(经验H_H)∗ωH=λhωh^*\omega_H=\lambda_{\mathfrak{h}}\omega_{\mathfrak{h}} (10)

其中 λh\lambda_{\mathfrak{h}} 是 h\mathfrak{h} 上的 Ad(H) 不变式函数,使得

λh(x)=\lambda_{\mathfrak{h}}(x) = det ∑(p+\sum(p+ 1)!1(广告 xx)p^p 为 x∈hx\in \mathfrak{h}。

p≥0p\geq 0

设x,x1,...,xmx, x_1, . . . , x_m为h\mathfrak{h}中的元素。我们有

(经验∗ωH^*\omega_H)x(x1,...,xm)=(ωH_x(x_1, . . . , x_m) = (\omega_H(经验xx))(Tx(T_x(经验)(x1x_1),...,Tx, . . . ,T_x(经验)(xmx_m))。用 ϖ(x):h→h\varpi (x) :\mathfrak{h}\rightarrow \mathfrak{h} 表示 xx 处指数的右微分(第 III, §3, no. 17 章,定义 8); 定义,

TxT_x(exp)(yy)。(exp xx)−1=ϖ(x).y^{-1}=\varpi (x).y适用于所有y∈hy\in \mathfrak{h}。

形式 ωH\omega_H 是右不变量,我们得到

(ωH(\omega_H(经验xx))(Tx(T_x(经验)(x1x_1),...,Tx, . . . ,T_x(经验)(xmx_m))

=ωH(e)(ϖ(x).x1,...,ϖ(x).xm)==\omega_H(e)(\varpi (x).x_1, . . . , \varpi (x).x_m) =(检测ϖ(x)\varpi (x))ωh(x1,...,xm)\omega_{\mathfrak{h}}(x_1, . . . , x_m);

因此,exp∗ωH=λhωh^*\omega_H=\lambda_{\mathfrak{h}}\omega_{\mathfrak{h}},与λh(x)=\lambda_{\mathfrak{h}}(x) = det ϖ(x)=\varpi (x) = detexpadx−1adx\frac{exp ad x-1}{ad x}(第III, §6, no. 4章,第12条命题)。

设 h∈Hh\in H;由于广告hh是自同构/h\mathfrak{h},我们有

广告((广告hh)(x)(x))==广告h∘h\circ广告x∘x\circ(广告hh)−1^{-1},

所以λh\lambda_{\mathfrak{h}}((广告hh)(x)(x))=λh(x)=\lambda_{\mathfrak{h}}(x)。因此,函数λh\lambda_{\mathfrak{h}}在Ad(H)下是不变的;这样就完成了命题中的证明。

注 01FA

考虑函数λg\lambda_{\mathfrak{g}}与紧李群G相关;鉴于§2, no. 1,Th。 1、对于计算λg\lambda_{\mathfrak{g}}只要知道t\mathfrak{t}上的值就足够了。但是,对于x∈tx\in \mathfrak{t},自同态和g\mathfrak{g}的xx是半单,并且有特征值0(与重数rr),并且对于所有α∈R(G,T),δ(α)(x)\alpha \in R(G,T),\delta (\alpha )(x)(与重数1)。紧随其后的是

λg(x)=∏eδ(α)(x)−1δ(α)(x)=δg(x)πg(x)(11) \lambda_{\mathfrak{g}}(x) =\prod\frac{e^{\delta(\alpha)(x)} - 1}{\delta(\alpha)(x)}=\frac{\delta_{\mathfrak{g}}(x)}{\pi_{\mathfrak{g}}(x)} \tag{11}
α∈R(G,T)\alpha \in R(G,T)

与 δg(x)=δG\delta_{\mathfrak{g}}(x) =\delta_G(exp xx) 和 πg(x)=∏α∈R(G,T)δ(α)(x)=\pi_{\mathfrak{g}}(x) =\prod_{\alpha\in R(G,T)}\delta (\alpha )(x) = det adg/t(x)_{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(x)。

设ωG/T\omega_{G/T}为G/TG/T上次数n−rn-r的不变微分形式,ωt\omega_{\mathfrak{t}}为t\mathfrak{t}上次数rr的平移不变微分形式。对于no. 1的记号,用ωG/T∩ωt\omega_{G/T}\cap \omega_{\mathfrak{t}}表示g\mathfrak{g}上次数nn的唯一平移不变微分形式ωg\omega_{\mathfrak{g}},使得ωg(0)=ωG/T(e‾)∩ωt(0)\omega_{\mathfrak{g}}(0) =\omega_{G/T}(\overline{e})\cap \omega_{\mathfrak{t}}(0)。

最后,用映射 (g,x)→(g, x) \rightarrow (Ad gg)(x)(x) 从 G×tG\times \mathfrak{t} 到 g\mathfrak{g} 通过商的传递来表示流形的 ψ:(G/T)×t→g\psi : (G/T)\times \mathfrak{t}\rightarrow \mathfrak{g} 态射。

引用了 1

引用了 定理 1, IX § 2

命题 3 01FB

令ωg,ωt,ωG/T\omega_{\mathfrak{g}},\omega_{\mathfrak{t}},\omega_{G/T}分别为次数n,r,n−rn, r, n-r在g,t\mathfrak{g},\mathfrak{t}、G/TG/T上的不变微分形式。如果ωg=ωG/T∩ωt\omega_{\mathfrak{g}}=\omega_{G/T}\cap \omega_{\mathfrak{t}},我们有

ψ∗ωg=ωG/T∧πgωt \psi^*\omega_{\mathfrak{g}}=\omega_{G/T}\wedge \pi_{\mathfrak{g}}\omega_{\mathfrak{t}}
引用了 1

引用了 命题 1

其中 πg\pi_{\mathfrak{g}} 是由 πg(x)=∏α∈R(G,T)δ(α)(x)\pi_{\mathfrak{g}}(x) =\prod_{\alpha\in R(G,T)}\delta (\alpha )(x) 定义的 t\mathfrak{t} 上的函数。

用ωG\omega_G(或ωT\omega_T)表示G(或T)上最大次数的不变微分形式,重合与ωg\omega_{\mathfrak{g}}(或ωt\omega_{\mathfrak{t}})在原点。考虑交换律图表

(G/T)×t⟶ψg (G/T)\times \mathfrak{t}\longrightarrow^{\psi}\mathfrak{g}

(Id,expT_T)expG_G。

(G/T)×T⟶f(G/T)\times T\longrightarrow^fG

根据no. 2命题1和关系expT∗ωT=ωt^*_T\omega_T=\omega_{\mathfrak{t}},我们推导出等式

ψ∗\psi^*expG∗ωG=ωG/T∧δgωt^*_G\omega_G=\omega_{G/T}\wedge \delta_{\mathfrak{g}}\omega_{\mathfrak{t}}。

根据提案2,ψ∗2,\psi^*expG∗ωG=(ψ∗λg)ψ∗ωg^*_G\omega_G= (\psi^*\lambda_{\mathfrak{g}})\psi^*\omega_{\mathfrak{g}}。由于函数λg\lambda_{\mathfrak{g}}在Ad(G)下是不变的,所以对于g‾∈G/T,x∈t\overline{g}\in G/T, x\in \mathfrak{t}我们有(ψ∗λg)(g‾,x)=λg(x)=δg(x)πg(x)(\psi^*\lambda_{\mathfrak{g}})(\overline{g}, x) =\lambda_{\mathfrak{g}}(x) =\frac{\delta_{\mathfrak{g}}(x)}{\pi_{\mathfrak{g}}(x)}。

由此得出形式ψ∗ωG(g‾,x)\psi^*\omega_G(\overline{g}, x)和ωG/T(g‾)∧πg(x)ωt(x)\omega_{G/T}(\overline{g})\wedge \pi_{\mathfrak{g}}(x)\omega_{\mathfrak{t}}(x)重合,其中δg(x)\delta_{\mathfrak{g}}(x)非零,即在密集开子集(G/T)×tr(G/T)\times \mathfrak{t}_r上;因此,它们是相等的,因此命题。

Choose invariant differential forms ωG\omega_G on G and ωT\omega_T on T, of maximum degree, such that ∣ωG∣=dg|\omega_G|=dg and ∣ωT∣=dt|\omega_T|=dt; denote by ωg\omega_{\mathfrak{g}} (resp. ωt\omega_{\mathfrak{t}}) the translation-invariant differential form on g\mathfrak{g} (resp. t\mathfrak{t}) that coincides with ωG(e)\omega_G(e) (resp. ωT(e)\omega_T(e)) at the origin, and dzdz (resp. dxdx) the Haar measure ∣ωg∣|\omega_{\mathfrak{g}}| (resp. ∣ωt∣|\omega_{\mathfrak{t}}|). 推理如no. 2,经必要修正后,给出以下命题:

命题 4 01FC

g\mathfrak{g} 上的度量dzdz 是度量dg⊗1w(G)πgdxdg\otimes \frac{1}{w(G)}\pi_{\mathfrak{g}}dx 的适当映射 (g,x)→(g, x) \rightarrow(Ad gg)(x)(x) 下的像,从G×tG\times \mathfrak{t} 到g\mathfrak{g}。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 推论 1

被以下引用 习题 4, § 8

我们将Cor的类似物留给读者叙述和证明。 no. 2的1至3和注1至3。对于例,令φ\varphi为g\mathfrak{g}上的可积函数(值位于Banach空间或R‾\overline{\mathbf{R}});然后

∫gφ(z)dz=1w(G)∫t(∫Gφ\int_{\mathfrak{g}}\varphi (z)dz=\frac{1}{w(G)}\int_{\mathfrak{t}}(\int_G\varphi((广告gg)xx)dg)πg(x)dxdg)\pi_{\mathfrak{g}}(x)dx, (12)

并且,特别是,如果 φ\varphi 在 Ad(G) 下是不变的,

∫gφ(z)dz=1w(G)∫tφ(x)πg(x)dx(13) \int_{\mathfrak{g}}\varphi (z)dz=\frac{1}{w(G)}\int_{\mathfrak{t}}\varphi (x)\pi_{\mathfrak{g}}(x)dx \tag{13}

4. 截面向量丛的积分

In this number and the next, we denote by X a real manifold of class CrC^r (1≤r≤∞)(1\leq r\leq \infty ), locally of finite dimension.

令 Y 为类 CrC^r 中的流形。如果r<∞r <\infty,请考虑映射f→f \rightarrowjr(f)j^r(f)从Cr(X;Y)\mathscr{C}^r(X; Y)到C(X;Jr(X,Y))(\mathscr{C}(X; J^r(X,Y)) (可微分和解析流形,结果,12.3.7)。 C(X;Jr(X,Y))\mathscr{C}(X; J^r(X,Y))上紧致收敛的拓扑的映射下的逆像称为CrC^r紧致收敛的拓扑-Cr(X;Y)\mathscr{C}^r(X; Y)上收敛;它是 K 上均匀 CrC^r 收敛拓扑的上界(可微分和解析流形,结果,12.3.10),其中 K 穿过 X 的紧凑子集的集合。

当rr = ∞\infty时,我们称紧致C∞C^{\infty}收敛于紧致CkC^k收敛拓扑的C∞(X;Y)\mathscr{C}^{\infty}(X; Y)上界上的拓扑,在其他字中称为最粗拓扑,其中典范嵌入 C∞(X;Y)→Ck(X;Y)\mathscr{C}^{\infty}(X; Y)\rightarrow \mathscr{C}^k(X; Y)对于0≤k<∞0\leq k <\infty是连续的。

令E为实数向量丛和基X、类CrC^r,并令Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)为类CrC^rE的截面向量空间。在这个数中,我们给出由CrC^r收敛的拓扑在Cr(X;E)\mathscr{C}^r(X; E)上诱导的Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)拓扑,也称为紧凑CrC^r收敛的拓扑;它将Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)变成完全分离的局部凸拓扑向量空间(cf.可微分和解析流形,结果,15.3.1和谱理论,正在准备中)。

现在令H为李群,类CrC^r左运算的m:H×X→Xm: H\times X\rightarrow X律;将 hx=m(h,x)hx=m(h, x) 替换为 h∈H,x∈Xh\in H, x\in X。令 E 为向量 H-丛,其中基 X,属于类 CrC^r(第 III, §1, no. 8 章,定义 4)。对于s∈Sr(X;E)s\in \mathscr{S}^r(X; E)和h∈Hh\in H,用E的hs^hs截面x→h.s(h−1x)x \rightarrow h.s(h^{-1}x)表示; 映射(h,s)→hs(h, s) \rightarrow^hs是空间Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)上H的运算律。

引理 4 01FD

运算 H×Sr(X;E)→Sr(X;E)H\times \mathscr{S}^r(X; E)\rightarrow \mathscr{S}^r(X; E) 的律是连续的。

引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 定理 3, TG X § 3, 推论 1, TG X § 3

被以下引用 命题 5, 定理 1, IX § 9

鉴于Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)的拓扑和拓扑的定义,第1章。 X, §3, no. 4,周四。 3、只要证明对于任意整数k≤rk\leq r,映射f:H×X×Sk(X;E)→Jk(X;E)f: H\times X\times \mathscr{S}^k(X; E)\rightarrow J^k(X; E)使得f(h,x,s)=jxk(hs)f(h, x, s) =j_x^k(^hs)是连续的。对于h∈Hh\in H,用X(分别是E)的τh\tau_h(分别是θh\theta_h)自同构x→hxx \rightarrow hx表示。 定义映射

f1:H×X→Jk(X,X) f_1:H\times X\rightarrow J^k(X,X)
f2:H×E→Jk(E,E) f_2:H\times E\rightarrow J^k(E,E)
g:H×X×Sk(X;E)→Jk(X,E) g:H\times X\times \mathscr{S}^k(X; E)\rightarrow J^k(X,E)

f1(h,x)=jxk(τh),f2(h,v)=jvk(θh),g(h,x,s)=jhxk(s)f_1(h, x) =j^k_x(\tau_h), f_2(h, v) =j_v^k(\theta_h), g(h, x, s) =j_{hx}^k(s)。我们有

f(h,x,s)=f2(h,s(h−1x))∘g(h−1,x,s)∘f1(h−1,x) f(h, x, s) =f_2(h, s(h^{-1}x))\circ g(h^{-1}, x, s)\circ f_1(h^{-1}, x)

因而,通过可微分和解析流形,结果,12.3.6,足以证明 f1,f2f_1, f_2 和 gg 是连续的。

现在gg是复合映射

H×X×Sk(X;E)−−−−−−−⟶(m,Id)X×Sk(X;E) H\times X\times \mathscr{S}^k(X; E)-------\longrightarrow^{(m,Id)}X\times \mathscr{S}^k(X; E)
−−−−−−−⟶(Id,jk)X×C(X;Jk(X,E))⟶εJk(X,E) -------\longrightarrow^{(Id,j^k)}X\times \mathscr{C}(X; J^k(X,E))\longrightarrow^{\varepsilon}J^k(X,E)

与 ε(x,u)=u(x)\varepsilon (x, u) =u(x); 映射 ε\varepsilon 是连续的(总论拓扑,第 X, §3, no. 4 章,33 的 Cor. 1),g,g 是连续的。

设 (h0,x0)∈H×X(h_0, x_0)\in H\times X;我们将证明f1f_1在(h0,x0)(h_0, x_0)连续。存在X的图表(U,ψ,F)(U, \psi ,F)和(V,χ,F′)(V, \chi ,F')以及H的开子集Ω\Omega,使得x0∈U,h0∈Ωx_0\in U, h_0\in \Omega和m(Ω×U)⊂Vm(\Omega \times U)\subset V。通过使用这些图表中Jk(X,X)J^k(X,X)的表达式,我们可以简化为证明,对于1≤l≤k1\leq l\leq k,映射(h,x)→Δxl(τh)(h, x) \rightarrow \Delta^l_x(\tau_h)在(h0,x0)(h_0, x_0)处的连续性从Ω×U\Omega \times U到Pl(F;F′)P_l(F; F'),其中Δxl(τh)(v)=\Delta^l_x(\tau_h)(v) =1l!Dlτh(x).v\frac{1}{l!}D^l\tau_h(x).v为v∈F(v\in F (可微分和分析流形,结果,12.2)。但Dlτh(x)D^l\tau_h(x)只是m(h,x)m(h, x)关于xx的第ll偏导数,它连续于假设;因而,f1f_1是连续的。 f2f_2连续的证明是相似的,因此引理。

命题 5 01FE

假设群 H 是紧致的,并用 dhdh 表示总质量 1 的 H 的 Haar 测度。令 ss 为类 CrC^r E 的截面。用s♯s^{\sharp}向量积分∫Hhsdh\int_H^hs dh表示。则s♯s^{\sharp}为类CrC^rE的截面,在H下不变;对于x∈Xx\in X,我们有s♯(x)=∫Hhs(h−1x)dh∈Exs^{\sharp}(x) =\int_Hhs(h^{-1}x)dh\in E_x。 Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)的自同态s→s♯s \rightarrow s^{\sharp}是投影到H不变量截面的子空间。

引用了 1

引用了 引理 4

考虑从 H 到 Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E) 映射 h→hsh \rightarrow^hs;它连续引理 4。由于空间Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)是分离且完整的,因此积分s♯=s^{\sharp}=∫Hhsdh\int_H^hs dh属于到Sr(X;E)(\mathscr{S}^r(X; E) (积分,第1章。 III, §3, no. 3,科。 2)。从Sr(X;E)\mathscr{S}^r(X; E)到ExE_x的线性映射s→s(x)s \rightarrow s(x)是连续的,对于所有x∈Xx\in X,我们有s♯(x)=s^{\sharp}(x) =∫Hhs(x)dh\int_H^hs(x)dh。显然s♯s^{\sharp}在H下是不变的;如果 ss 是 H 不变量截面,我们有 s♯=ss^{\sharp}=s,因此有最后一个断言。

推论 1 01FF

设 F 为 Banach 空间、ρ:H→GL(F)\rho : H\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(F) 解析线性表示、f∈Cr(X;F)f\in \mathscr{C}^r(X; F)。对于x∈Xx\in X,输入

f♯(x)=∫Hρ(h).f(h−1x)dh f^{\sharp}(x) =\int_H\rho (h).f(h^{-1}x)dh
被以下引用 1

被以下引用 定理 2

则f♯f^{\sharp}从X到F就是类CrC^r的态射,与H的运算兼容;对于x∈Xx\in X,我们有(τh\tau_h表示自同构x→hxx \rightarrow hx of X)

dxf♯=∫H(ρ(h)∘dh−1xf∘Tx(τh−1))dh∈L(Tx(X);F)(14) d_xf^{\sharp}=\int_H(\rho (h)\circ d_{h^{-1}x}f\circ T_x(\tau_{h^{-1}}))dh\in \mathscr{L}(T_x(X); F) \tag{14}

第一个断言源自应用于捆绑包 X×X\times F 的命题,配备有运算 (h;(x,f))→(hx,ρ(h).f)(h; (x, f)) \rightarrow (hx, \rho (h).f) 的律。第二个来自集成,第 1 章。 III, §3, no. 2,命题 2,通过应用到向量积分 f♯f^{\sharp} 同态 dx:Cr(X;F)→L(Tx(X);F)d_x:\mathscr{C}^r(X; F)\rightarrow \mathscr{L}(T_x(X); F),由紧致 CrC^r 收敛的拓扑的定义连续。

推论 2 01FG

设 F 为 Banach 空间, f∈Cr(X;F)f\in \mathscr{C}^r(X; F);放

f♯(x)=∫Hf(hx)dh f^{\sharp}(x) =\int_Hf(hx)dh
被以下引用 1

被以下引用 推论 3, IX § 9

对于x∈Xx\in X。 函数f♯f^{\sharp}为类CrC^r,f♯(hx)=f♯(x)f^{\sharp}(hx) =f^{\sharp}(x)为x∈Xx\in X、h∈Hh\in H。

推论 3 01FH

Let F be a Banach space, pp an integer ≥0,kΩp(X;F)\geq 0,^k\Omega^p(X; F) the space of differential forms of degree pp on X, with values in F, and of class Ck(2≤k+1≤r)C^k(2\leq k+ 1\leq r). 对于ω∈kΩp(X;F)\omega \in^k\Omega^p(X; F),输入ω♯=∫Hτh∗ωdh\omega^{\sharp}=\int_H\tau_h^*\omega dh。 那么映射ω→ω♯\omega \rightarrow \omega^{\sharp}是kΩp(X;F)^k\Omega^p(X; F)上的投影,其像是H不变形式的子空间。 我们对所有ω∈kΩp(X;F)\omega \in^k\Omega^p(X; F)都有d(ω♯)=(dω)♯d(\omega^{\sharp}) = (d\omega )^{\sharp}。

引用了 1 · 被以下引用 1

引用了 III § 1. 。 李群

被以下引用 定理 2

第一个断言源自应用于向量 H-bundle Altp(T(X);F)^p(T(X); F)的命题(第III, §1, no. 8,例)。 为了证明第二个断言,鉴于积分,第 1 章就足够了。 III, §3, no. 2,命题 2,证明当第一个(或第二个)空间给出紧凑 CkC^k 收敛(或Ck−1C^{k-1}-收敛)的拓扑时,映射 d:kΩp(X;F)→k−1Ωp+1(X;F)d:^k\Omega^p(X; F)\rightarrow^{k-1}\Omega^{p+1}(X; F) 是连续的。 但这是通过半范数(谱理论,准备中)和dd是阶≤1(\leq 1 (可微分和解析流形,结果,14.4.2)的微分算子这一事实直接从这些拓扑的定义得出的。

5. 不变微分形式

令X为类C∞C^{\infty}的局部有限维实数流形,并令(g,x)→gx(g, x) \rightarrow gx为X上连通的紧李群G的类C∞C^{\infty}的左运算的律。对于g∈Gg\in G,用X的τg\tau_g自同构x→gxx \rightarrow gx表示。用X上类C∞C^{\infty}的实微分形式的Ω(X)\Omega (X)代数表示(可微分和解析流形,结果,8.3.1)。

对于g\mathfrak{g}的任何元素ξ\xi,用X(III, §3, no. 5)上的DξD_{\xi}相应的向量域和θ(ξ),i(ξ)\theta (\xi ), i(\xi )相应的运算符表示Ω\Omega(X),这样我们就有公式(可微分和解析流形,结果,8.4.5 和 8.4.7)

θ(ξ)ω=d(i(ξ)ω)+i(ξ)dω(15) \theta (\xi )\omega =d(i(\xi )\omega ) +i(\xi )d\omega \tag{15}
d∗∗ d_**
(τexptξω)=τexptξ(θ(ξ)ω)(16) (\tau_{expt\xi}\omega ) =\tau_{expt\xi}(\theta (\xi )\omega ) \tag{16}
dt dt

如果 τg∗ω=ω\tau_g^*\omega =\omega 对于所有 g∈Gg\in G,则微分形式 ω∈Ω(X)\omega \in \Omega (X) 是不变的;通过公式 (16),这相当于所有 ξ∈g\xi \in \mathfrak{g} 的 θ(ξ)ω=0\theta (\xi )\omega = 0。用X上不变微分形式的Ω(X)G\Omega (X)^G空间表示;如果ω∈Ω(X)G\omega \in \Omega (X)^G,我们有dω∈Ω(X)Gd\omega \in \Omega (X)^G,所以Ω(X)G\Omega (X)^G是复形(Ω(X),d)(\Omega (X), d)的子复形。

定理 2 01FI

典范嵌入 ι:Ω(X)G→Ω(X)\iota :\Omega (X)^G\rightarrow \Omega (X) 是复数的同伦(阿尔盖布尔,第 X,p. 33,déf. 5); 映射 ω→ω♯=∫Gτg∗ωdg\omega \rightarrow \omega^{\sharp}=\int_G\tau_g^*\omega dg 是同伦,与其逆同伦。特别地,映射H(ι):H(Ω(X)G)→H(Ω(X))H(\iota ) : H(\Omega (X)^G)\rightarrow H(\Omega (X))是双射的。

引用了 5 · 被以下引用 2

引用了 推论 3, 推论 1, 命题 50, III § 3, 命题 51, III § 3, III § 3. 。从李群到李代数的通道

被以下引用 习题 4, § 6, 注

由科. no. 4、映射ω→ω♯\omega \rightarrow \omega^{\sharp}中的3个是从Ω(X)\Omega (X)到Ω(X)G\Omega (X)^G的复合体中的态射,即诱导子复合体Ω(X)G\Omega (X)^G上的恒等式;因此,要证明定理就足以满足构造同态s:Ω(X)→Ωs:\Omega (X)\rightarrow \Omega(X),分级为次数−1-1,这样

ω♯−ω=(d∘s+s∘d)(ω)\omega^{\sharp}-\omega = (d\circ s+s\circ d)(\omega ) 对于所有ω∈Ω(X)\omega \in \Omega (X)。 (17)

通过积分的引理 1,章 IX, §2, no. 4和§2, no. 2的注 1,在紧支撑g\mathfrak{g}上存在正测度dξd\xi,其指数映射下的像等于dgdg。对于 ω∈Ω\omega \in \Omega(X),将

s(ω)=∫01{∫gτexptξ∗(i(ξ)ω).dξ}dt s(\omega ) =\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*(i(\xi )\omega ).d\xi \}dt

我们必须证明公式 (17) 是满足的。如《Cor》的证明所示。 1 (no. 4),我们验证公式

ds(ω)=∫01{∫gτexptξ∗d(i(ξ)ω).dξ}dt ds(\omega ) =\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*d(i(\xi )\omega ).d\xi \}dt

我们现在从公式 (15) 和 (16) 推出等式

ds(ω)+s(dω)=∫01{∫gτexptξ∗(d(i(ξ)ω)+i(ξ)dω).dξ}dt ds(\omega ) +s(d\omega ) =\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*(d(i(\xi )\omega ) +i(\xi )d\omega ).d\xi \}dt
=∫01{∫gτexptξ∗(θ(ξ)ω).dξ}dt =\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*(\theta (\xi )\omega ).d\xi \}dt
=∫g{∫01ddt(τexptξ∗ω)dt}dξ =\int_{\mathfrak{g}}\{\int_0^1\frac{d}{dt}(\tau_{expt\xi}^*\omega )dt\}d\xi
=∫g(τexpξ∗ω−ω)dξ =\int_{\mathfrak{g}}(\tau_{exp\xi}^*\omega -\omega )d\xi
=ω♯−ω =\omega^{\sharp}-\omega

因此Th。 2.

我们在 X = G 的情况下应用定理,对于 G 的作用进行左平移。 Recall (Chap. III, §3, no. 13, Prop. 50) that associating to a differential form on G its value at the identity element gives an isomorphism from Ω(G)G\Omega (G)^G to the graded algebra Alt(g\mathfrak{g}) of alternating multilinear forms on g\mathfrak{g}. 认同 Ω(G)G\Omega (G)^G 与 Alt(g\mathfrak{g}) 通过此同构。 运算符 dd 由公式给出(第 III, §3, no. 14 章,第 51 条命题)

dω(a1,...,ap+1) d\omega (a_1, . . . , a_{p+1})
=∑i<j(−1)i+jω([ai,aj],a1,...,ai−1,ai+1,...,aj−1,aj+1,...,ap+1) =\sum_{i<j}(-1)^{i+j}\omega ([a_i, a_j], a_1, . . . , a_{i-1}, a_{i+1}, . . . , a_{j-1}, a_{j+1}, . . . , a_{p+1})

对于 Altp(g)^p(\mathfrak{g}) 中的 ω\omega 和 g\mathfrak{g} 中的 a1,...,ap+1a_1, . . . , a_{p+1}。

对于ξ∈g\xi \in \mathfrak{g},令LξL_{\xi}为相应的左不变向量域(通过右平移G的作用本身来定义,cf.章节III, §3, no. 6)。运算符θ(Lξ),i(Lξ)\theta (L_{\xi}), i(L_{\xi})与G的作用在由左平移定义的Ω(G)\Omega (G)上交换,因此诱导运算符θ(ξ),i(ξ)\theta (\xi ), i(\xi )在Ω(G)G\Omega (G)^G上;通过前面的标识,这些由公式表示(可微分和解析流形,结果,8.3.2 和 8.4.2)

(θ(ξ)ω)(a1,...,ap)=−∑iω(a1,...,ai−1,[ξ,ai],ai+1,...,ap) (\theta (\xi )\omega )(a_1, . . . , a_p) =-\sum_i\omega (a_1, . . . , a_{i-1},[\xi , a_i], a_{i+1}, . . . , a_p)
(i(ξ)ω)(a1,...,ap−1)=ω(ξ,a1,...,ap−1) (i(\xi )\omega )(a_1, . . . , a_{p-1}) =\omega (\xi , a_1, . . . , a_{p-1})

对于 Altp(g)^p(\mathfrak{g}) 中的 ω\omega 和 g\mathfrak{g} 中的 a1,...,apa_1, . . . , a_p。

The subcomplex GΩ(G)G^G\Omega (G)^G of biinvariant forms (Chap. III, §3, no. 13) can be identified with the subcomplex Alt(g\mathfrak{g})G^G of alternating multilinear forms on g\mathfrak{g} invariant under the adjoint representation (that is, such that θ(ξ)ω=0\theta (\xi )\omega = 0 for all ξ∈g\xi \in \mathfrak{g}). 因此,我们有一个可交换的复数图表

GΩ(G)G⟶Ω(G)G⟶Ω(G) ^G\Omega (G)^G\longrightarrow \Omega (G)^G\longrightarrow \Omega (G)

(18)

Alt(g\mathfrak{g})G⟶^G\longrightarrow Alt(g\mathfrak{g})

其中水平箭头是典范嵌入,垂直箭头是由映射ω→ω(e)\omega \rightarrow \omega (e)引起的同构。

推论 1 01FJ

a) 在图表(18)中,所有态射都是同伦。

引用了 1

引用了 命题 51, III § 3

b) 令 ω∈\omega \in Alt(g\mathfrak{g})。然后ω\omega属于到Alt(g\mathfrak{g})G^G当且仅当dω=0d\omega = 0和d(i(ξ)ω)=0d(i(\xi )\omega ) = 0对于所有ξ∈g\xi \in \mathfrak{g}。复数 Alt(g\mathfrak{g})G^G 的微分是零。

c) 分级的向量空间H(Ω(G))H(\Omega (G))同构于Alt(g\mathfrak{g})G^G。

定理,通过左平移应用于 G 上的 G 的作用(对应于 G 上G×GG\times G 的作用 ((g,h);x)→gxh−1((g, h);x) \rightarrow gxh^{-1})意味着典范嵌入 Ω(G)G→Ω(G)\Omega (G)^G\rightarrow \Omega (G)(对应于 GΩ(G)G→Ω(G)^G\Omega (G)^G\rightarrow \Omega (G))是同伦;鉴于阿尔盖布尔,第一章。 X、p. 34、Cor.、断言 a) 如下。

我们证明b)。根据第 51 章提案。 III, §3, no. 14,对于 G 上左右不变的每个微分形式 α\alpha,我们有 dα=−dαd\alpha =-d\alpha,即 dα=0d\alpha = 0。因而,如果 ω∈\omega \in Alt(g\mathfrak{g})G^G,则dω=0d\omega = 0,因而d(i(ξ)ω)=d(i(\xi )\omega ) = θ(ξ)ω−i(ξ)dω=0\theta (\xi )\omega -i(\xi )d\omega = 0。相反,如果dω=0d\omega = 0和d(i(ξ)dω)=0d(i(\xi )d\omega ) = 0,则θ(ξ)ω=0\theta (\xi )\omega = 0。

断言 c) 由 a) 和 b) 得出。

注 01FK

考虑 Ω(G)(\Omega (G) (Algèbre 的子复合体 Z(Ω(G))Z(\Omega (G)) 和 B(Ω(G))B(\Omega (G)),第 1 章。 X、p. 25)。从公式给出两个形式的乘积微分(可微分和解析流形,结果,8.3.5),Z(Ω(G))Z(\Omega (G))是Ω(G)\Omega (G)的子代数,并且B(Ω(G))B(\Omega (G))是Z(Ω(G))Z(\Omega (G));因而,外部乘积诱导在H(Ω(G))H(\Omega (G))上分级为代数结构。前面现在给出了同构分级代数 H(Ω(G))→H(\Omega (G))\rightarrow Alt(g\mathfrak{g})G^G。

设 H 为 G 的闭子群;我们应用Th。 2 至 X=G/HX = G/H。由章。 III, §1, no. 8,科。根据第 17 条命题 1,G/HG/H 上的 G 不变微分形式可以与 Alt(Te(G/H)_e(G/H)) 的 H 不变元素等同,即与 Alt(g\mathfrak{g}) 的元素相同,它们是 H 不变的并被算子 i(ξ)i(\xi ) 湮灭对于所有ξ∈L(H)\xi \in L(H)。因而:

引用了 2

引用了 推论 1, III § 1, 定理 2

推论 2 01FL

设 H 是 G 的闭子群。

a) 典范嵌入 Ω(G/H)G→Ω(G/H)\Omega (G/H)^G\rightarrow \Omega (G/H) 是同伦。

b) 复数 Ω(G/H)G\Omega (G/H)^G 可以用 Alt(g\mathfrak{g}) 的元素 ω\omega 的 Alt(g\mathfrak{g}) 由……组成的子复数来识别,它们在 H 的伴随表示下保持不变,并且对于所有的i(ξ)ω=0i(\xi )\omega = 0 ξ∈L(H)\xi \in L(H)。如果在加法中,H是连通的,则该子复合体由ω∈\omega \in Alt(g\mathfrak{g})组成,使得θ(ξ)ω=0\theta (\xi )\omega = 0和i(ξ)ω=0i(\xi )\omega = 0适用于所有ξ∈L(H)\xi \in L(H)。

习题

参见习题为 § 6。

Google 翻译生成的粗略草稿,质量较低。术语依照术语表,但句子可能有误;之后会由仔细的译文取代。