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§ 6。集成紧李群
我们保留§4中的记号;放入w ( G ) = w(G) = w ( G ) = 卡(WG ( T ) _G(T) G ( T ) )。用 d g dg d g (分别为 d t dt d t )表示总质量为 1 的 G(分别为 T)的 Haar 测度,并用 n n n (分别为 r r r )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 ≥ 0 r\geq 0 r ≥ 0 ,用M上的交错的r r r 的Altr ( M ) ^r(M) r ( M ) A-模-线性形式表示;它可以用A-模∧ ∧ r ( M ) ( \wedge \wedge^r(M) ( ∧ ∧ r ( M ) ( 代数的对偶来识别,第1章。 III, §7, no. 4,提案 7)。设 u ∈ u\in u ∈ Alts ( M ) ^s(M) s ( M ) 和 v ∈ v\in v ∈ Altr ( M ) ^r(M) r ( M ) ;回想一下(代数,第III, §11, no. 2,例 3),u u u 和v v v 的交错的乘积是元素u ∧ v ∈ u\wedge v\in u ∧ v ∈ Alts + r ( M ) ^{s+r}(M) s + r ( M ) ,定义为
( u ∧ v ) ( x 1 , . . . , x s + r ) = ∑ σ ∈ S s , r ε σ u ( x σ ( 1 ) , . . . , x σ ( s ) ) v ( x σ ( s + 1 ) , . . . , x σ ( 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)})
( u ∧ v ) ( x 1 , ... , x s + r ) = σ ∈ S s , r ∑ ε σ u ( x σ ( 1 ) , ... , x σ ( s ) ) v ( x σ ( s + 1 ) , ... , x σ ( s + r ) )
其中S s , r \mathfrak{S}_{s,r} S s , r 是置换的对称群S s + r \mathfrak{S}_{s+r} S s + r 由……组成的子集,其中限制到1 , s 1, s 1 , s 和s + 1 , s + r s+ 1, s+r s + 1 , s + r 是递增。
现在让
0 ⟶ M ′ ⟶ i \longrightarrow M'\longrightarrow^i ⟶ M ′ ⟶ i 中号 ⟶ p M ′ ′ ⟶ \longrightarrow^pM''\longrightarrow ⟶ p M ′′ ⟶ 0
分别为正合序列、自由A-模、秩、r , r + s r, r+s r , r + s 和s s s 。
从 Alts ( M ′ ′ ) × ^s(M'')\times s ( M ′′ ) × Altr ( M ′ ) ^r(M') r ( M ′ ) 到 Alts + r ( M ) ^{s+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 ( u , v ) → u ∩ 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u 1 ∈ u_1\in u 1 ∈ Alts ( M ) ^s(M) s ( M ) 形式 ( x 1 , . . . , x s ) → u ( p ( x 1 ) , . . . , p ( x s ) ) (x_1, . . . , x_s) \rightarrow u(p(x_1), . . . , p(x_s)) ( x 1 , ... , x s ) → u ( p ( x 1 ) , ... , p ( x s )) 表示,并令v 1 ∈ v_1\in v 1 ∈ Altr ( M ) ^r(M) r ( M ) 为形式,使得M ′ M' M ′ 中的x 1 ′ , . . . , x r ′ x'_1, . . . , x'_r x 1 ′ , ... , x r ′ 为v 1 ( i ( x 1 ′ ) , . . . , i ( x r ′ ) ) = v ( x 1 ′ , . . . , x r ′ ) v_1(i(x'_1), . . . , i(x'_r)) =v(x'_1, . . . , x'_r) v 1 ( i ( x 1 ′ ) , ... , i ( x r ′ )) = v ( x 1 ′ , ... , x r ′ ) ;然后u ∩ v = u 1 ∧ v 1 u\cap v=u_1\wedge v_1 u ∩ v = u 1 ∧ v 1 。
b) 对于 M 中的所有 x 1 , . . . , x s x_1, . . . , x_s x 1 , ... , x s 和 M ′ M' M ′ 中的 x 1 ′ , . . . , x r ′ x'_1, . . . , x'_r x 1 ′ , ... , x r ′ ,
( u ∩ v ) ( x 1 , . . . , x s , i ( x 1 ′ ) , . . . , i ( x r ′ ) ) = u ( p ( x 1 ) , . . . , p ( x s ) ) v ( x 1 ′ , . . . , x r ′ ) (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}
( u ∩ v ) ( x 1 , ... , x s , i ( x 1 ′ ) , ... , i ( x r ′ )) = u ( p ( x 1 ) , ... , p ( x s )) v ( x 1 ′ , ... , x r ′ ) ( 1 )
映射φ : \varphi : φ : Alts ( M ′ ′ ) ⊗ A ^s(M'')\otimes_A s ( M ′′ ) ⊗ A Altr ( M ′ ) → ^r(M')\rightarrow r ( M ′ ) → Alts + r ( M ) ^{s+r}(M) s + r ( M ) 使得φ ( u ⊗ v ) = u ∩ v \varphi (u\otimes v) =u\cap v φ ( u ⊗ v ) = u ∩ v 是秩自由A-模同构一。
形式 v 1 v_1 v 1 满足条件 a) 的存在源于∧ ∧ r ( i ) \wedge \wedge^r(i) ∧ ∧ r ( i ) 诱导同构从∧ ∧ r ( M ) ( \wedge \wedge^r(M) ( ∧ ∧ r ( M ) ( 代数的∧ ∧ r ( M ′ ) \wedge \wedge^r(M') ∧ ∧ r ( M ′ ) 到直因子子模,第1章。 III, §7, no. 2)。令v 1 v_1 v 1 为形式;把u ∩ v = u 1 ∧ v 1 u\cap v=u_1\wedge v_1 u ∩ v = u 1 ∧ v 1 。然后满足公式 (1),因为如果我们将i ( x k ′ ) = x s + k i(x'_k) =x_{s+k} i ( x k ′ ) = x s + k 代替1 ≤ k ≤ r 1\leq k\leq r 1 ≤ k ≤ r ,则S s , r \mathfrak{S}_{s,r} S s , r 中唯一的元素σ \sigma σ 使得1 ≤ i ≤ s 1\leq i\leq s 1 ≤ i ≤ s 的p ( x σ ( i ) ) ≠ 0 p(x_{\sigma(i)})\not= 0 p ( x σ ( i ) ) = 0 是恒等式置换。另一方面,公式 (1) 确定 u ∩ v u\cap v u ∩ v 是唯一的:确实,令 ( e 1 ′ , . . . , e r ′ ) (e'_1, . . . , e'_r) ( e 1 ′ , ... , e r ′ ) 为 M ′ ′ M'' M ′′ 的 M ′ , ( f 1 ′ ′ , . . . , f s ′ ′ ) M', (f''_1, . . . , f''_s) M ′ , ( f 1 ′′ , ... , f s ′′ ) 基的基,以及 M 的 f 1 , . . . , f s f_1, . . . , f_s f 1 , ... , f s 元素,使得p ( f i ) = f i ′ ′ p(f_i) =f''_i p ( f i ) = f i ′′ 换1 ≤ i ≤ s 1\leq i\leq s 1 ≤ i ≤ s 。那么( f 1 , . . . , f s , i ( e 1 ′ ) , . . . , i ( e r ′ ) ) (f_1, . . . , f_s, i(e'_1), . . . , i(e'_r)) ( 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 ) ( f 1 , . . . , f s , i ( e 1 ′ ) , . . . , i ( e r ′ ) ) = u ( f 1 ′ ′ , . . . , f s ′ ′ ) v ( e 1 ′ , . . . , e r ′ ) (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}
( u ∩ v ) ( f 1 , ... , f s , i ( e 1 ′ ) , ... , i ( e r ′ )) = u ( f 1 ′′ , ... , f s ′′ ) v ( e 1 ′ , ... , e r ′ ) ( 2 )
但 Alts + r ( M ) ^{s+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 ∩ v u\cap v u ∩ 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e e e 为G的单位元素,e ‾ \overline{e} e 为G / T G/T G / T 中的类。 认同 G 在 e e e 与 g \mathfrak{g} g 的切线空间,T 在 e e e 与 t \mathfrak{t} t 的切线空间,以及 G / T G/T G / T 在 e ‾ \overline{e} e 与 g / t \mathfrak{g}/\mathfrak{t} g / t 的切线空间。用 ( u , v ) → u ∩ v (u, v) \rightarrow u\cap v ( u , v ) → u ∩ v 表示 R \mathbf{R} R -双线性映射
Altn − r ( g / t ) × ^{n-r}(\mathfrak{g}/\mathfrak{t})\times n − r ( g / t ) × Altr ( t ) → ^r(\mathfrak{t})\rightarrow r ( t ) → Altn ( g ) ^n(\mathfrak{g}) n ( 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) ω → ω ( e ) 是同构,来自 G(或 T)上次数 n n n (或 r r r )的左不变微分形式的向量空间到空间 Altn ( g ) ^n(\mathfrak{g}) n ( g ) (或 Altr ( t ) ^r(\mathfrak{t}) r ( t ) )。此外,观察到,由于R ∗ \mathbf{R}^* R ∗ 约化到单位元素的每个连通紧凑子群,对所有g ∈ G g\in G g ∈ G 都det Adg = 1 g= 1 g = 1 ,因此G上次数n n n 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}) ω → ω ( e ) 是从空间空间次数 n − r n-r n − r 的 G 不变微分形式在 G / T G/T G / T 到空间 Altn − r ( g / t ) ^{n-r}(\mathfrak{g}/\mathfrak{t}) n − r ( g / t ) 的同构。
如果ω G / T \omega_{G/T} ω G / T 是G / T G/T G / T 上次数n − r n-r n − r 的G不变微分形式,并且ω T \omega_T ω T 是T上次数r r r 的不变微分形式,则用ω G / T ∩ ω T \omega_{G/T}\cap \omega_T ω G / T ∩ ω T 表示唯一不变微分G 上次数 n n n 的形式使得
( ω G / T ∩ ω T ) ( e ) = ω G / T ( e ‾ ) ∩ ω T ( e )
(\omega_{G/T}\cap \omega_T)(e) =\omega_{G/T}(\overline{e})\cap \omega_T(e)
( ω G / T ∩ ω T ) ( e ) = ω G / T ( e ) ∩ ω T ( e )
最后回想一下,f : ( G / T ) × T → G f: (G/T)\times T\rightarrow G f : ( G / T ) × T → G 表示由映射( g , t ) → g t g − 1 (g, t) \rightarrow gtg^{-1} ( g , t ) → g t g − 1 通过商(§5, no. 4)从G × T G\times T G × T 到G引起的流形的态射。如果α \alpha α 和β \beta β 分别在G / T G/T G / T 和T上微分形式,则简单地用α ∧ β \alpha \wedge \beta α ∧ β 形式pr1 ∗ α ∧ ^*_1\alpha \wedge 1 ∗ α ∧ pr2 ∗ β ^*_2\beta 2 ∗ β 在( G / T ) × T (G/T)\times T ( G / T ) × T 上表示。
对于 t ∈ T t\in T t ∈ T ,用 Adg / t ( t ) _{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(t) g / t ( t ) 自同态表示由 Ad t t t 通过通向商而引发的 g / t \mathfrak{g}/\mathfrak{t} g / t 。放
δ G ( t ) = \delta_G(t) = δ G ( t ) = det(广告g / t ( t ) − 1 _{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(t)-1 g / t ( t ) − 1 )= ∏ α ∈ R ( G , T ) ( t α − 1 ) =\prod_{\alpha\in R(G,T)}(t^{\alpha}-1) = ∏ α ∈ R ( G , T ) ( t α − 1 ) 。 (3)
设x ∈ t x\in \mathfrak{t} x ∈ t 和α ∈ R ( G , T ) \alpha \in R(G,T) α ∈ R ( G , T ) ;用 t ∗ \mathfrak{t}^* t ∗ 的 α ^ \widehat{\alpha} α 元素 ( 2 π i ) − 1 δ ( α ) (2\pi i)^{-1}\delta (\alpha ) ( 2 π i ) − 1 δ ( α ) 表示,因此
((exp x x x )α − ^{\alpha}- α − 1)((exp x x x )− α − 1 ^{-\alpha}-1 − α − 1 ) = ( e 2 π i α ^ ( x ) − 1 ) ( e − 2 π i α ^ ( x ) − 1 ) = 4 = (e^{2\pi i\widehat{\alpha}(x)}-1)(e^{-2\pi i\widehat{\alpha}(x)}-1) = 4 = ( e 2 π i α ( x ) − 1 ) ( e − 2 π i α ( x ) − 1 ) = 4 sin2 π α ^ ( x ) ^2\pi \widehat{\alpha}(x) 2 π α ( x ) 。
如果R + ( G , T ) R_+(G,T) R + ( G , T ) 表示R ( G , T ) R(G,T) R ( G , T ) 相对于基B的正根的集合,我们有
δ G \delta_G δ G (exp x x x )= ∏ α ∈ R + ( G , T ) 4 =\prod_{\alpha\in R_+(G,T)}4 = ∏ α ∈ R + ( G , T ) 4 罪2 π α ^ ( x ) ^2\pi \widehat{\alpha}(x) 2 π α ( x ) ,
因此,特别是 δ G ( t ) > 0 \delta_G(t)>0 δ G ( t ) > 0 对于所有 t ∈ T r t\in T_r t ∈ T r 。我们注也将δ G ( t ) = δ G ( t − 1 ) \delta_G(t) =\delta_G(t^{-1}) δ G ( t ) = δ G ( t − 1 ) 换成t ∈ T t\in T t ∈ T 。
令ω G , ω G / T \omega_G, \omega_{G/T} ω G , ω G / T 和ω T \omega_T ω T 分别为次数、n , n − r n, n-r n , n − r 和r r r 在G , G / T G,G/T G , G / T 和T上的不变微分形式。如果 ω G = \omega_G= ω G = ω G / T ∩ ω T \omega_{G/T}\cap \omega_T ω G / T ∩ ω T ,那么
f ∗ ( ω G ) = ω G / T ∧ δ G ω T
f^*(\omega_G) =\omega_{G/T}\wedge \delta_G\omega_T
f ∗ ( ω G ) = ω G / T ∧ δ G ω 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ω G / T \omega_{G/T} ω G / T 和ω T \omega_T ω T 非零;那么 ( G / T ) × T (G/T)\times T ( G / T ) × T 上的微分形式 ( u , t ) → ω G / T ( u ) ∧ ω T ( t ) (u, t) \rightarrow \omega_{G/T}(u)\wedge \omega_T(t) ( u , t ) → ω G / T ( u ) ∧ ω T ( t ) 为次数 n n n 并且处处非零;因此 ( G / T ) × T (G/T)\times T ( G / T ) × T 上存在一个数值函数 δ \delta δ 使得
f ∗ ( ω G ) ( u , t ) = δ ( u , t ) ω G / T ( u ) ∧ ω T ( t )
f^*(\omega_G)(u, t) =\delta (u, t)\omega_{G/T}(u)\wedge \omega_T(t)
f ∗ ( ω G ) ( u , t ) = δ ( u , t ) ω G / T ( u ) ∧ ω T ( t )
现在观察,对于 h ∈ G , u ∈ G / T , t ∈ h\in G,u\in G/T,t\in h ∈ G , u ∈ G / T , t ∈ T,我们有 f ( h . u , t ) = f(h.u, t) = f ( h . u , t ) = (Int h h h )f ( u , t ) f(u, t) f ( u , t ) ;由于ω G \omega_G ω 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) δ ( h . u , t ) = δ ( u , t ) ,所以δ ( u , t ) = δ ( e ‾ , t ) \delta (u, t) =\delta (\overline{e}, t) δ ( u , t ) = δ ( e , t ) 。
用 p : g → g / t p:\mathfrak{g}\rightarrow \mathfrak{g}/\mathfrak{t} p : g → g / t 表示商映射并用 φ : g / t → g \varphi :\mathfrak{g}/\mathfrak{t}\rightarrow \mathfrak{g} φ : g / t → g 映射定义
φ ( p ( X ) ) = \varphi (p(X)) = φ ( p ( X )) = (广告t − 1 t^{-1} t − 1 )X − X X-X X − X 为X ∈ g X\in \mathfrak{g} X ∈ g ;回想一下 (§5, no. 4, 引理 4) 切线映射
T ( e , t ) ( f ) : T e ( G / T ) × T t ( T ) → T t ( G )
T_{(e,t)}(f) : T_e(G/T)\times T_t(T)\rightarrow T_t(G)
T ( e , t ) ( f ) : T e ( G / T ) × T t ( T ) → T t ( G )
需要 ( z , t H ) (z, tH) ( z , t H ) 到 t ( φ ( z ) + H ) t(\varphi (z) +H) t ( φ ( z ) + H ) 才能获得 z ∈ g / t , H ∈ t z\in \mathfrak{g}/\mathfrak{t}, H\in \mathfrak{t} z ∈ g / t , H ∈ t 。
令 z 1 , . . . , z n − r z_1, . . . , z_{n-r} z 1 , ... , z n − r 为 g / t , H 1 , . . . , H r \mathfrak{g}/\mathfrak{t},H_1, . . . , H_r g / t , H 1 , ... , H r 元素 t \mathfrak{t} t 中的元素。然后
f ∗ ω G ( e ‾ , t ) ( z 1 , . . . , z n − r , t H 1 , . . . , t H r )
f^*\omega_G(\overline{e}, t)(z_1, . . . , z_{n-r}, tH_1, . . . , tH_r)
f ∗ ω G ( e , t ) ( z 1 , ... , z n − r , t H 1 , ... , t H r )
= ω G ( t ) ( t φ ( z 1 ) , . . . , t φ ( z n − r ) , t H 1 , . . . , t H r ) =\omega_G(t)(t\varphi (z_1), . . . , t\varphi (z_{n-r}), tH_1, . . . , tH_r) = ω G ( t ) ( tφ ( z 1 ) , ... , tφ ( z n − r ) , t H 1 , ... , t H r ) 由T ( e ‾ , t ) ( f ) T_{(\overline{e},t)}(f) T ( e , t ) ( f ) 计算
= ω G ( e ) ( φ ( z 1 ) , . . . , φ ( z n − r ) , H 1 , . . . , H r ) =\omega_G(e)(\varphi (z_1), . . . , \varphi (z_{n-r}), H_1, . . . , H_r) = ω G ( e ) ( φ ( z 1 ) , ... , φ ( z n − r ) , H 1 , ... , H r ) 因为 ω G \omega_G ω G 是不变的
= ω G / T ( e ‾ ) ( p φ ( z 1 ) , . . . , p φ ( z n − r ) ) . ω T ( e ) ( H 1 , . . . , H r ) =\omega_{G/T}(\overline{e})(p\varphi (z_1), . . . , p\varphi (z_{n-r})).\omega_T(e)(H_1, . . . , H_r) = ω G / T ( e ) ( pφ ( z 1 ) , ... , pφ ( z n − r )) . ω T ( e ) ( H 1 , ... , H r ) (无.1 .1 .1 、引理 1)
= det(p φ p\varphi pφ )ω G / T ( e ‾ ) ( z 1 , . . . , z n − r ) . ω T ( e ) ( H 1 , . . . , H r ) \omega_{G/T}(\overline{e})(z_1, . . . , z_{n-r}).\omega_T(e)(H_1, . . . , H_r) ω G / T ( e ) ( z 1 , ... , z n − r ) . ω T ( e ) ( H 1 , ... , H r )
= δ G ( t ) ω G / T ( e ‾ ) ( z 1 , . . . , z n − r ) . ω T ( t ) ( t H 1 , . . . , t H r )
=\delta_G(t)\omega_{G/T}(\overline{e})(z_1, . . . , z_{n-r}).\omega_T(t)(tH_1, . . . , tH_r)
= δ G ( t ) ω G / T ( e ) ( z 1 , ... , z n − r ) . ω T ( t ) ( t H 1 , ... , t H r )
因为 ω T \omega_T ω T 是不变的
= δ G ( t ) ( ω G / T ∧ ω T ) ( e ‾ , t ) ( z 1 , . . . , z n − r , t H 1 , . . . , t H r )
=\delta_G(t)(\omega_{G/T}\wedge \omega_T)(\overline{e}, t)(z_1, . . . , z_{n-r}, tH_1, . . . , tH_r)
= δ G ( t ) ( ω G / T ∧ ω T ) ( e , t ) ( z 1 , ... , z n − r , t H 1 , ... , t H r )
所以f ∗ ω G ( e ‾ , t ) = δ G ( t ) ( ω G / T ∧ ω T ) ( e ‾ , t ) f^*\omega_G(\overline{e}, t) =\delta_G(t)(\omega_{G/T}\wedge \omega_T)(\overline{e}, t) f ∗ ω G ( e , t ) = δ G ( t ) ( ω G / T ∧ ω T ) ( e , t ) ;因此,δ ( e ‾ , t ) = δ G ( t ) \delta (\overline{e}, t) =\delta_G(t) δ ( e , t ) = δ G ( t ) ,因此命题。
分别给出流形 G , T G,T G , T 和 G / T G/T G / T 形式 ω G , ω T \omega_G, \omega_T ω G , ω T 和 ω G / T \omega_{G/T} ω G / T 定义的方向。这些形式定义对G , T G,T G , T 和G / T G/T G / T (第III, §3, no. 16章,第55条和第56条提案)的不变测度,也用ω G , ω T \omega_G, \omega_T ω G , ω T 和ω G / T \omega_{G/T} ω G / T 表示。
如果ω G = ω G / T ∩ ω T \omega_G=\omega_{G/T}\cap \omega_T ω G = ω G / T ∩ ω T ,那么
∫ G ω G = ∫ G / T ω G / T . ∫ T ω T
\int_G\omega_G=\int_{G/T}\omega_{G/T}.\int_T\omega_T
∫ G ω G = ∫ G / T ω G / T . ∫ T ω T
被以下引用 1 被以下引用 引理 3
用 π \pi π 表示从 G 到 G / T G/T G / T 的规范态射。设g ∈ G g\in G g ∈ G ,并令t 1 , . . . , t n − r t_1, . . . , t_{n-r} t 1 , ... , t n − r 为T π ( g ) ( G / T ) T_{\pi(g)}(G/T) T π ( g ) ( G / T ) 的元素。 认同纤维π − 1 ( π ( g ) ) = g T \pi^{-1}(\pi (g)) =gT π − 1 ( π ( g )) = g T ,翻译为γ ( g ) \gamma (g) γ ( g ) 。 关系 ω G = ω G / T ∩ ω T \omega_G=\omega_{G/T}\cap \omega_T ω G = ω G / T ∩ ω T 现在意味着等式(可微分和解析流形,结果,11.4.5):
ω G ⌞ ( t 1 , . . . , t n − r ) = ( ω G / T ( t 1 , . . . , t n − r ) ) ω T
\omega_G\llcorner (t_1, . . . , t_{n-r}) = (\omega_{G/T}(t_1, . . . , t_{n-r}))\omega_T
ω G └ ( t 1 , ... , t n − r ) = ( ω G / T ( t 1 , ... , t n − r )) ω T
因此∫ π ω G = ( ∫ T ω T ) ω G / T ( \int_{\pi}\omega_G=(\int_T\omega_T)\omega_{G/T}( ∫ π ω G = ( ∫ T ω T ) ω G / T ( 可微分和解析流形,结果,11.4.6),以及
∫ G ω G = ∫ G / ∫ T π ω G = ∫ T ω T . ∫ G / T ω G / T
\int_G\omega_G=\int_{G/}\int_{T\pi}\omega_G=\int_T\omega_T.\int_{G/T}\omega_{G/T}
∫ G ω G = ∫ G / ∫ T π ω G = ∫ T ω T . ∫ G / T ω G / T
(可微分和解析流形,结果,11.4.8)。
逆像在( G / T ) × T r (G/T)\times T_r ( G / T ) × T r 上的测量d g dg d g 在G r G_r G r 下的局部同胚f r ( f_r( f r ( 积分,第1章。 V, §6, no. 6)是μ ⊗ δ G d t \mu\otimes \delta_Gdt μ ⊗ δ G d t 的测度,其中μ \mu μ 是总质量1的G / T G/T G / 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 ω T \omega_T ω T (resp. ω G / T \omega_{G/T} ω G / T ) on T (resp. G / T G/T G / T ) of maximal degree, such that the measure defined by ω T \omega_T ω T (resp. ω G / T \omega_{G/T} ω G / T ) is equal to d t dt d t (resp. μ \mu μ ). 输入ω G = ω G / T ∩ ω T \omega_G=\omega_{G/T}\cap \omega_T ω G = ω G / T ∩ ω T 。 引理 2 意味着ω G \omega_G ω G 定义的度量等于d g dg d g 。 设U是( G / T ) × T r (G/T)\times T_r ( G / T ) × T r 的开子集,使得f r f_r f r 诱导同构从U到G r G_r G r 的开子集V。 设φ \varphi φ 为连续函数,且V有紧支撑;也用 φ \varphi φ 到 G r G_r G r 的 φ \varphi φ 扩张表示,它消失在 V 之外。 我们有
∫ V φ d g = ∫ V φ ω G = ∫ U ( φ ∘ f r ) f r ∗ ( ω G )
\int_V\varphi dg=\int_V\varphi \omega_G=\int_U(\varphi \circ f_r)f_r^*(\omega_G)
∫ V φ d g = ∫ V φ ω G = ∫ U ( φ ∘ f r ) f r ∗ ( ω G )
= ∫ U ( φ ∘ f r ) ω G / T ∧ δ G ω T =\int_U(\varphi \circ f_r)\omega_{G/T}\wedge \delta_G\omega_T = ∫ U ( φ ∘ f r ) ω G / T ∧ δ G ω T (道具.1 .1 .1 )
= ∫ U ( φ ∘ f r ) d μ . δ G d t
=\int_U(\varphi \circ f_r)d\mu.\delta_Gdt
= ∫ U ( φ ∘ f r ) d μ . δ G d t
因此引理。
定理 1(H.韦尔) 01F1
G 上的测度 d g dg d g 是测度 d g ⊗ 1 w ( G ) δ G d t dg\otimes \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt d g ⊗ w ( G ) 1 δ G d t 的 G × T G\times T G × T 到 G 的映射 ( g , t ) → g t g − 1 (g, t) \rightarrow gtg^{-1} ( g , t ) → g t g − 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
δ G ( t ) = \delta_G(t) = δ G ( t ) = det(广告g / t ( t ) − 1 _{\mathfrak{g}/\mathfrak{t}}(t)-1 g / t ( t ) − 1 )= ∏ α ∈ R ( G , T ) ( t α − 1 ) =\prod_{\alpha\in R(G,T)}(t^{\alpha}-1) = ∏ α ∈ R ( G , T ) ( t α − 1 ) 。
等效地(积分,第 V, §6, no. 3 章,命题 4 4 4 ), d g ,dg , d g 是μ ⊗ 1 w ( G ) δ G d t \mu\otimes \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt μ ⊗ w ( G ) 1 δ G d t 的映射 f : ( G / T ) × T → G f: (G/T)\times T\rightarrow G f : ( G / T ) × T → 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, 10.1.3 c ) , 10.1.3c) , 10.1.3 c ) 可以得出,G-- G r G_r G r 在G中可以忽略不计,而T -- T r T_r T r 在T中可以忽略不计。此外,映射f r f_r f r 使( G / T ) × T r (G/T)\times T_r ( G / T ) × T r 成为G r G_r G r ,与群 W(§5, no. 4,提案4 b 4b 4 b )) ) ) 。 定理现在接续于引理 3 和集成,第 1 章。 V, §6, no. 6,提案 11。
(i) 设φ \varphi φ 为G上的可积函数,且值位于Banach空间或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 中。对于几乎所有 t ∈ T t\in T t ∈ T ,G 上的函数 g → φ ( g t g − 1 ) g \rightarrow \varphi (gtg^{-1}) g → φ ( g t g − 1 ) 对于 d g dg d g 都是可积的。 函数 t → δ G ( t ) ∫ G φ ( g t g − 1 ) d g t \rightarrow \delta_G(t)\int_G\varphi (gtg^{-1})dg t → δ G ( t ) ∫ G φ ( g t g − 1 ) d g 在 T 上可积,我们有
∫ G φ ( g ) d g = 1 w ( G ) ∫ T ( ∫ G φ ( g t g − 1 ) d g ) δ G ( t ) d t (4)
\int_G\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T(\int_G\varphi (gtg^{-1})dg)\delta_G(t)dt \tag{4}
∫ G φ ( g ) d g = w ( G ) 1 ∫ T ( ∫ G φ ( g t g − 1 ) d g ) δ G ( t ) d t ( 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 φ 为G上的正可测函数。对于几乎所有t ∈ T t\in T t ∈ T ,G上的函数g → φ ( g t g − 1 ) g \rightarrow \varphi (gtg^{-1}) g → φ ( g t g − 1 ) 都是可测的。 T 上的函数 t → ∫ G ∗ φ ( g t g − 1 ) d g t \rightarrow \int_G^*\varphi (gtg^{-1})dg t → ∫ G ∗ φ ( g t g − 1 ) d g 是可测的,我们有
∫ G ∗ φ ( g ) d g = 1 w ( G ) ∫ T ∗ ( ∫ G ∗ φ ( g t g − 1 ) d g ) δ G ( t ) d t (5)
\int_G^*\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T^*(\int_G^*\varphi (gtg^{-1})dg)\delta_G(t)dt \tag{5}
∫ G ∗ φ ( g ) d g = w ( G ) 1 ∫ T ∗ ( ∫ G ∗ φ ( g t g − 1 ) d g ) δ G ( t ) d t ( 5 )
由于映射 f f f 是通过从 G × T → G G\times T\rightarrow G G × T → G 到映射 ( g , t ) → g t g − 1 (g, t) \rightarrow gtg^{-1} ( g , t ) → g t g − 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。
令φ \varphi φ 为G上的中心函数(即,对于G中的所有g g g 和h h h ,φ ( g h ) = \varphi (gh) = φ ( g h ) = φ ( h g ) \varphi (hg) φ ( h g ) ),值位于Banach空间或R ‾ \overline{\mathbf{R}} 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 ) φ 是可测的,当且仅当其限制到 T 是可测的。
b) φ )\varphi ) φ 是可积的当且仅当函数 ( φ ∣ T ) δ G (\varphi |T)\delta_G ( φ ∣ T ) δ G 在 T 上可积,在这种情况下我们有
∫ G φ ( g ) d g = 1 w ( G ) ∫ T φ ( t ) δ G ( t ) d t (6)
\int_G\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T\varphi (t)\delta_G(t)dt \tag{6}
∫ G φ ( g ) d g = w ( G ) 1 ∫ T φ ( t ) δ G ( t ) d t ( 6 )
用 p : G / T × T → T p: G/T\times T\rightarrow T p : G / T × T → T 表示第二个投影。我们有 φ ∘ f \varphi \circ f φ ∘ f = ( φ ∣ T ) ∘ p (\varphi |T)\circ p ( φ ∣ T ) ∘ p ;此外,μ ⊗ 1 w ( G ) δ G d t \mu\otimes \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt μ ⊗ w ( G ) 1 δ G d t 措施的p p p 下的像为1 w ( G ) δ G d t \frac{1}{w(G)}\delta_Gdt w ( G ) 1 δ G d t 。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f f f 和p p p 。
设 H 为 G 包含 T 的连通闭子群,h \mathfrak{h} h 李代数,以及d h dh d h 总质量 1 的 H 上的 Haar 测度。设 φ \varphi φ 为 G 上的可积中心函数,其中值在 Banach 中空间或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R 。那么函数 h → φ ( h h \rightarrow \varphi (h h → φ ( h )det(Adg / h ( h ) − 1 _{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1 g / 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
∫ G φ ( g ) d g = w ( H ) w ( G ) ∫ H φ ( h \int_G\varphi (g)dg=\frac{w(H)}{w(G)}\int_H\varphi (h ∫ G φ ( g ) d g = w ( G ) w ( H ) ∫ H φ ( h )det(广告g / h ( h ) − 1 _{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1 g / h ( h ) − 1 )d h dh d h 。 (7)
事实上,函数h → φ ( h h \rightarrow \varphi (h h → φ ( h )det(Adg / h ( h ) − 1 _{\mathfrak{g}/\mathfrak{h}}(h)-1 g / h ( h ) − 1 )是H上的中心函数,其限制到T是函数t → φ ( t ) δ G ( t ) δ H ( t ) − 1 t \rightarrow \varphi (t)\delta_G(t)\delta_H(t)^{-1} t → φ ( t ) δ G ( t ) δ H ( t ) − 1 。因此,推论由 Cor 得出。 2适用于G和H。
取G为群S U ( 2 , C ) \mathbf{S}\mathbf{U}(2,\mathbf{C}) SU ( 2 , C ) ,T为矩阵对角线子群(§3, no. 6); 认同t \mathfrak{t} t 与R \mathbf{R} R 乘以t ( \mathfrak{t}( t ( loc的基{ i H } \{iH\} { i H } 选择。引用。)。把A = 0 , π A = 0, \pi A = 0 , π ;这是t \mathfrak{t} t 的壁龛。区间A = 0 , π A = 0, \pi A = 0 , π 可以用G的共轭类的空间、G的元素θ \theta θ 来识别
( e i θ (e^{i\theta} ( e i θ 0 ) ) )
A ‾ \overline{A} A 相应的至共轭类共− i θ -_{i\theta} − i θ 。设 d θ d\theta d θ 为勒贝格
0 e e e
测量0 , π 0, \pi 0 , π ;由上可知,G 上 Haar 测度的 A ‾ \overline{A} A 上的像就是测度 2 π \frac{2}{\pi} π 2 sin2 θ d θ ^2\theta d\theta 2 θ d θ 。
引用了 1 引用了 IX § 3. 。 紧形式复半单李代数
3. 整合李代数
令 H 为维数 m , h m,\mathfrak{h} m , h 的(实数)李群李代数。令ω H \omega_H ω H 为H上次数m m m 的右不变微分形式,令ω h \omega_{\mathfrak{h}} ω h 为次数m m m 在h \mathfrak{h} h 上的平移不变微分形式, 重合,原点为 ω H ( e ) \omega_H(e) ω 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 H )∗ ω H = λ h ω h ^*\omega_H=\lambda_{\mathfrak{h}}\omega_{\mathfrak{h}} ∗ ω H = λ h ω h (10)
其中 λ h \lambda_{\mathfrak{h}} λ h 是 h \mathfrak{h} h 上的 Ad(H) 不变式函数,使得
λ h ( x ) = \lambda_{\mathfrak{h}}(x) = λ h ( x ) = det ∑ ( p + \sum(p+ ∑ ( p + 1)!1(广告 x x x )p ^p p 为 x ∈ h x\in \mathfrak{h} x ∈ h 。
p ≥ 0 p\geq 0 p ≥ 0
设x , x 1 , . . . , x m x, x_1, . . . , x_m x , x 1 , ... , x m 为h \mathfrak{h} h 中的元素。我们有
(经验∗ ω H ^*\omega_H ∗ ω H )x ( x 1 , . . . , x m ) = ( ω H _x(x_1, . . . , x_m) = (\omega_H x ( x 1 , ... , x m ) = ( ω H (经验x x x ))( T x (T_x ( T x (经验)(x 1 x_1 x 1 ), . . . , T x , . . . ,T_x , ... , T x (经验)(x m x_m x m ))。用 ϖ ( x ) : h → h \varpi (x) :\mathfrak{h}\rightarrow \mathfrak{h} ϖ ( x ) : h → h 表示 x x x 处指数的右微分(第 III, §3, no. 17 章,定义 8); 定义,
T x T_x T x (exp)(y y y )。(exp x x x )− 1 = ϖ ( x ) . y ^{-1}=\varpi (x).y − 1 = ϖ ( x ) . y 适用于所有y ∈ h y\in \mathfrak{h} y ∈ h 。
形式 ω H \omega_H ω H 是右不变量,我们得到
( ω H (\omega_H ( ω H (经验x x x ))( T x (T_x ( T x (经验)(x 1 x_1 x 1 ), . . . , T x , . . . ,T_x , ... , T x (经验)(x m x_m x m ))
= ω H ( e ) ( ϖ ( x ) . x 1 , . . . , ϖ ( x ) . x m ) = =\omega_H(e)(\varpi (x).x_1, . . . , \varpi (x).x_m) = = ω H ( e ) ( ϖ ( x ) . x 1 , ... , ϖ ( x ) . x m ) = (检测ϖ ( x ) \varpi (x) ϖ ( x ) )ω h ( x 1 , . . . , x m ) \omega_{\mathfrak{h}}(x_1, . . . , x_m) ω h ( x 1 , ... , x m ) ;
因此,exp∗ ω H = λ h ω h ^*\omega_H=\lambda_{\mathfrak{h}}\omega_{\mathfrak{h}} ∗ ω H = λ h ω h ,与λ h ( x ) = \lambda_{\mathfrak{h}}(x) = λ h ( x ) = det ϖ ( x ) = \varpi (x) = ϖ ( x ) = dete x p a d x − 1 a d x \frac{exp ad x-1}{ad x} a d x e x p a d x − 1 (第III, §6, no. 4章,第12条命题)。
设 h ∈ H h\in H h ∈ H ;由于广告h h h 是自同构/h \mathfrak{h} h ,我们有
广告((广告h h h )( x ) (x) ( x ) )= = = 广告h ∘ h\circ h ∘ 广告x ∘ x\circ x ∘ (广告h h h )− 1 ^{-1} − 1 ,
所以λ h \lambda_{\mathfrak{h}} λ h ((广告h h h )( x ) (x) ( x ) )= λ h ( x ) =\lambda_{\mathfrak{h}}(x) = λ h ( x ) 。因此,函数λ h \lambda_{\mathfrak{h}} λ h 在Ad(H)下是不变的;这样就完成了命题中的证明。
令ω g , ω t , ω G / T \omega_{\mathfrak{g}},\omega_{\mathfrak{t}},\omega_{G/T} ω g , ω t , ω G / T 分别为次数n , r , n − r n, r, n-r n , r , n − r 在g , t \mathfrak{g},\mathfrak{t} g , t 、G / T G/T G / T 上的不变微分形式。如果ω g = ω G / T ∩ ω t \omega_{\mathfrak{g}}=\omega_{G/T}\cap \omega_{\mathfrak{t}} ω g = ω G / T ∩ ω t ,我们有
ψ ∗ ω g = ω G / T ∧ π g ω t
\psi^*\omega_{\mathfrak{g}}=\omega_{G/T}\wedge \pi_{\mathfrak{g}}\omega_{\mathfrak{t}}
ψ ∗ ω g = ω G / T ∧ π g ω t
引用了 1 引用了 命题 1
其中 π g \pi_{\mathfrak{g}} π g 是由 π g ( x ) = ∏ α ∈ R ( G , T ) δ ( α ) ( x ) \pi_{\mathfrak{g}}(x) =\prod_{\alpha\in R(G,T)}\delta (\alpha )(x) π g ( x ) = ∏ α ∈ R ( G , T ) δ ( α ) ( x ) 定义的 t \mathfrak{t} t 上的函数。
用ω G \omega_G ω G (或ω T \omega_T ω T )表示G(或T)上最大次数的不变微分形式,重合与ω g \omega_{\mathfrak{g}} ω g (或ω t \omega_{\mathfrak{t}} ω t )在原点。考虑交换律图表
( G / T ) × t ⟶ ψ g
(G/T)\times \mathfrak{t}\longrightarrow^{\psi}\mathfrak{g}
( G / T ) × t ⟶ ψ g
(Id,expT _T T )expG _G G 。
( G / T ) × T ⟶ f (G/T)\times T\longrightarrow^f ( G / T ) × T ⟶ f G
根据no. 2命题1和关系expT ∗ ω T = ω t ^*_T\omega_T=\omega_{\mathfrak{t}} T ∗ ω T = ω t ,我们推导出等式
ψ ∗ \psi^* ψ ∗ expG ∗ ω G = ω G / T ∧ δ g ω t ^*_G\omega_G=\omega_{G/T}\wedge \delta_{\mathfrak{g}}\omega_{\mathfrak{t}} G ∗ ω G = ω G / T ∧ δ g ω t 。
根据提案2 , ψ ∗ 2,\psi^* 2 , ψ ∗ expG ∗ ω G = ( ψ ∗ λ g ) ψ ∗ ω g ^*_G\omega_G= (\psi^*\lambda_{\mathfrak{g}})\psi^*\omega_{\mathfrak{g}} G ∗ ω G = ( ψ ∗ λ g ) ψ ∗ ω g 。由于函数λ g \lambda_{\mathfrak{g}} λ 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} g ∈ G / T , x ∈ t 我们有( ψ ∗ λ g ) ( g ‾ , x ) = λ g ( x ) = δ g ( x ) π g ( x ) (\psi^*\lambda_{\mathfrak{g}})(\overline{g}, x) =\lambda_{\mathfrak{g}}(x) =\frac{\delta_{\mathfrak{g}}(x)}{\pi_{\mathfrak{g}}(x)} ( ψ ∗ λ g ) ( g , x ) = λ g ( x ) = π g ( x ) δ g ( x ) 。
由此得出形式ψ ∗ ω G ( g ‾ , x ) \psi^*\omega_G(\overline{g}, x) ψ ∗ ω G ( g , x ) 和ω G / T ( g ‾ ) ∧ π g ( x ) ω t ( x ) \omega_{G/T}(\overline{g})\wedge \pi_{\mathfrak{g}}(x)\omega_{\mathfrak{t}}(x) ω G / T ( g ) ∧ π g ( x ) ω t ( x ) 重合,其中δ g ( x ) \delta_{\mathfrak{g}}(x) δ g ( x ) 非零,即在密集开子集( G / T ) × t r (G/T)\times \mathfrak{t}_r ( G / T ) × t r 上;因此,它们是相等的,因此命题。
Choose invariant differential forms ω G \omega_G ω G on G and ω T \omega_T ω T on T, of maximum degree, such that ∣ ω G ∣ = d g |\omega_G|=dg ∣ ω G ∣ = d g and ∣ ω T ∣ = d t |\omega_T|=dt ∣ ω T ∣ = d t ; denote by ω g \omega_{\mathfrak{g}} ω g (resp. ω t \omega_{\mathfrak{t}} ω t ) the translation-invariant differential form on g \mathfrak{g} g (resp. t \mathfrak{t} t ) that coincides with ω G ( e ) \omega_G(e) ω G ( e ) (resp. ω T ( e ) \omega_T(e) ω T ( e ) ) at the origin, and d z dz d z (resp. d x dx d x ) the Haar measure ∣ ω g ∣ |\omega_{\mathfrak{g}}| ∣ ω g ∣ (resp. ∣ ω t ∣ |\omega_{\mathfrak{t}}| ∣ ω t ∣ ). 推理如no. 2,经必要修正后,给出以下命题:
g \mathfrak{g} g 上的度量d z dz d z 是度量d g ⊗ 1 w ( G ) π g d x dg\otimes \frac{1}{w(G)}\pi_{\mathfrak{g}}dx d g ⊗ w ( G ) 1 π g d x 的适当映射 ( g , x ) → (g, x) \rightarrow ( g , x ) → (Ad g g g )( x ) (x) ( x ) 下的像,从G × t G\times \mathfrak{t} G × t 到g \mathfrak{g} 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 φ 为g \mathfrak{g} g 上的可积函数(值位于Banach空间或R ‾ \overline{\mathbf{R}} R );然后
∫ g φ ( z ) d z = 1 w ( G ) ∫ t ( ∫ G φ \int_{\mathfrak{g}}\varphi (z)dz=\frac{1}{w(G)}\int_{\mathfrak{t}}(\int_G\varphi ∫ g φ ( z ) d z = w ( G ) 1 ∫ t ( ∫ G φ ((广告g g g )x x x )d g ) π g ( x ) d x dg)\pi_{\mathfrak{g}}(x)dx d g ) π g ( x ) d x , (12)
并且,特别是,如果 φ \varphi φ 在 Ad(G) 下是不变的,
∫ g φ ( z ) d z = 1 w ( G ) ∫ t φ ( x ) π g ( x ) d x (13)
\int_{\mathfrak{g}}\varphi (z)dz=\frac{1}{w(G)}\int_{\mathfrak{t}}\varphi (x)\pi_{\mathfrak{g}}(x)dx \tag{13}
∫ g φ ( z ) d z = w ( G ) 1 ∫ t φ ( x ) π g ( x ) d x ( 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 C r C^r C r ( 1 ≤ r ≤ ∞ ) (1\leq r\leq \infty ) ( 1 ≤ r ≤ ∞ ) , locally of finite dimension.
令 Y 为类 C r C^r C r 中的流形。如果r < ∞ r <\infty r < ∞ ,请考虑映射f → f \rightarrow f → j r ( f ) j^r(f) j r ( f ) 从C r ( X ; Y ) \mathscr{C}^r(X; Y) C r ( X ; Y ) 到C ( X ; J r ( X , Y ) ) ( \mathscr{C}(X; J^r(X,Y)) ( C ( X ; J r ( X , Y )) ( 可微分和解析流形,结果,12.3.7)。 C ( X ; J r ( X , Y ) ) \mathscr{C}(X; J^r(X,Y)) C ( X ; J r ( X , Y )) 上紧致收敛的拓扑的映射下的逆像称为C r C^r C r 紧致收敛的拓扑-C r ( X ; Y ) \mathscr{C}^r(X; Y) C r ( X ; Y ) 上收敛;它是 K 上均匀 C r C^r C 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r r r = ∞ \infty ∞ 时,我们称紧致C ∞ C^{\infty} C ∞ 收敛于紧致C k C^k C k 收敛拓扑的C ∞ ( X ; Y ) \mathscr{C}^{\infty}(X; Y) C ∞ ( 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 ) → C k ( X ; Y ) \mathscr{C}^{\infty}(X; Y)\rightarrow \mathscr{C}^k(X; Y) C ∞ ( X ; Y ) → C k ( X ; Y ) 对于0 ≤ k < ∞ 0\leq k <\infty 0 ≤ k < ∞ 是连续的。
令E为实数向量丛和基X、类C r C^r C r ,并令S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 为类C r C^r C r E的截面向量空间。在这个数中,我们给出由C r C^r C r 收敛的拓扑在C r ( X ; E ) \mathscr{C}^r(X; E) C r ( X ; E ) 上诱导的S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 拓扑,也称为紧凑C r C^r C r 收敛的拓扑;它将S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) 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C r C^r C r 左运算的m : H × X → X m: H\times X\rightarrow X m : H × X → X 律;将 h x = m ( h , x ) hx=m(h, x) h x = m ( h , x ) 替换为 h ∈ H , x ∈ X h\in H, x\in X h ∈ H , x ∈ X 。令 E 为向量 H-丛,其中基 X,属于类 C r C^r C r (第 III, §1, no. 8 章,定义 4)。对于s ∈ S r ( X ; E ) s\in \mathscr{S}^r(X; E) s ∈ S r ( X ; E ) 和h ∈ H h\in H h ∈ H ,用E的h s ^hs h s 截面x → h . s ( h − 1 x ) x \rightarrow h.s(h^{-1}x) x → h . s ( h − 1 x ) 表示; 映射( h , s ) → h s (h, s) \rightarrow^hs ( h , s ) → h s 是空间S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 上H的运算律。
鉴于S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) 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 ≤ r k\leq r k ≤ r ,映射f : H × X × S k ( X ; E ) → J k ( X ; E ) f: H\times X\times \mathscr{S}^k(X; E)\rightarrow J^k(X; E) f : H × X × S k ( X ; E ) → J k ( X ; E ) 使得f ( h , x , s ) = j x k ( h s ) f(h, x, s) =j_x^k(^hs) f ( h , x , s ) = j x k ( h s ) 是连续的。对于h ∈ H h\in H h ∈ H ,用X(分别是E)的τ h \tau_h τ h (分别是θ h \theta_h θ h )自同构x → h x x \rightarrow hx x → h x 表示。 定义映射
f 1 : H × X → J k ( X , X )
f_1:H\times X\rightarrow J^k(X,X)
f 1 : H × X → J k ( X , X )
f 2 : H × E → J k ( E , E )
f_2:H\times E\rightarrow J^k(E,E)
f 2 : H × E → J k ( E , E )
g : H × X × S k ( X ; E ) → J k ( X , E )
g:H\times X\times \mathscr{S}^k(X; E)\rightarrow J^k(X,E)
g : H × X × S k ( X ; E ) → J k ( X , E )
f 1 ( h , x ) = j x k ( τ h ) , f 2 ( h , v ) = j v k ( θ h ) , g ( h , x , s ) = j h x k ( 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) f 1 ( h , x ) = j x k ( τ h ) , f 2 ( h , v ) = j v k ( θ h ) , g ( h , x , s ) = j h x k ( s ) 。我们有
f ( h , x , s ) = f 2 ( h , s ( h − 1 x ) ) ∘ g ( h − 1 , x , s ) ∘ f 1 ( 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)
f ( h , x , s ) = f 2 ( h , s ( h − 1 x )) ∘ g ( h − 1 , x , s ) ∘ 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 f 1 , f 2 f_1, f_2 f 1 , f 2 和 g g g 是连续的。
现在g g g 是复合映射
H × X × S k ( X ; E ) − − − − − − − ⟶ ( m , I d ) X × S k ( X ; E )
H\times X\times \mathscr{S}^k(X; E)-------\longrightarrow^{(m,Id)}X\times \mathscr{S}^k(X; E)
H × X × S k ( X ; E ) − − − − − − − ⟶ ( m , I d ) X × S k ( X ; E )
− − − − − − − ⟶ ( I d , j k ) X × C ( X ; J k ( X , E ) ) ⟶ ε J k ( X , E )
-------\longrightarrow^{(Id,j^k)}X\times \mathscr{C}(X; J^k(X,E))\longrightarrow^{\varepsilon}J^k(X,E)
− − − − − − − ⟶ ( I d , j k ) X × C ( X ; J k ( X , E )) ⟶ ε J k ( X , E )
与 ε ( x , u ) = u ( x ) \varepsilon (x, u) =u(x) ε ( x , u ) = u ( x ) ; 映射 ε \varepsilon ε 是连续的(总论拓扑,第 X, §3, no. 4 章,3 3 3 的 Cor. 1), g ,g , g 是连续的。
设 ( h 0 , x 0 ) ∈ H × X (h_0, x_0)\in H\times X ( h 0 , x 0 ) ∈ H × X ;我们将证明f 1 f_1 f 1 在( h 0 , x 0 ) (h_0, x_0) ( h 0 , x 0 ) 连续。存在X的图表( U , ψ , F ) (U, \psi ,F) ( U , ψ , F ) 和( V , χ , F ′ ) (V, \chi ,F') ( V , χ , F ′ ) 以及H的开子集Ω \Omega Ω ,使得x 0 ∈ U , h 0 ∈ Ω x_0\in U, h_0\in \Omega x 0 ∈ U , h 0 ∈ Ω 和m ( Ω × U ) ⊂ V m(\Omega \times U)\subset V m ( Ω × U ) ⊂ V 。通过使用这些图表中J k ( X , X ) J^k(X,X) J k ( X , X ) 的表达式,我们可以简化为证明,对于1 ≤ l ≤ k 1\leq l\leq k 1 ≤ l ≤ k ,映射( h , x ) → Δ x l ( τ h ) (h, x) \rightarrow \Delta^l_x(\tau_h) ( h , x ) → Δ x l ( τ h ) 在( h 0 , x 0 ) (h_0, x_0) ( h 0 , x 0 ) 处的连续性从Ω × U \Omega \times U Ω × U 到P l ( F ; F ′ ) P_l(F; F') P l ( F ; F ′ ) ,其中Δ x l ( τ h ) ( v ) = \Delta^l_x(\tau_h)(v) = Δ x l ( τ h ) ( v ) = 1 l ! D l τ h ( x ) . v \frac{1}{l!}D^l\tau_h(x).v l ! 1 D l τ h ( x ) . v 为v ∈ F ( v\in F ( v ∈ F ( 可微分和分析流形,结果,12.2)。但D l τ h ( x ) D^l\tau_h(x) D l τ h ( x ) 只是m ( h , x ) m(h, x) m ( h , x ) 关于x x x 的第l l l 偏导数,它连续于假设;因而,f 1 f_1 f 1 是连续的。 f 2 f_2 f 2 连续的证明是相似的,因此引理。
假设群 H 是紧致的,并用 d h dh d h 表示总质量 1 的 H 的 Haar 测度。令 s s s 为类 C r C^r C r E 的截面。用s ♯ s^{\sharp} s ♯ 向量积分∫ H h s d h \int_H^hs dh ∫ H h s d h 表示。则s ♯ s^{\sharp} s ♯ 为类C r C^r C r E的截面,在H下不变;对于x ∈ X x\in X x ∈ X ,我们有s ♯ ( x ) = ∫ H h s ( h − 1 x ) d h ∈ E x s^{\sharp}(x) =\int_Hhs(h^{-1}x)dh\in E_x s ♯ ( x ) = ∫ H h s ( h − 1 x ) d h ∈ E x 。 S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 的自同态s → s ♯ s \rightarrow s^{\sharp} s → s ♯ 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 S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 映射 h → h s h \rightarrow^hs h → h s ;它连续引理 4。由于空间S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 是分离且完整的,因此积分s ♯ = s^{\sharp}= s ♯ = ∫ H h s d h \int_H^hs dh ∫ H h s d h 属于到S r ( X ; E ) ( \mathscr{S}^r(X; E) ( S r ( X ; E ) ( 积分,第1章。 III, §3, no. 3,科。 2)。从S r ( X ; E ) \mathscr{S}^r(X; E) S r ( X ; E ) 到E x E_x E x 的线性映射s → s ( x ) s \rightarrow s(x) s → s ( x ) 是连续的,对于所有x ∈ X x\in X x ∈ X ,我们有s ♯ ( x ) = s^{\sharp}(x) = s ♯ ( x ) = ∫ H h s ( x ) d h \int_H^hs(x)dh ∫ H h s ( x ) d h 。显然s ♯ s^{\sharp} s ♯ 在H下是不变的;如果 s s s 是 H 不变量截面,我们有 s ♯ = s s^{\sharp}=s s ♯ = s ,因此有最后一个断言。
设 F 为 Banach 空间、ρ : H → G L ( F ) \rho : H\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(F) ρ : H → GL ( F ) 解析线性表示、f ∈ C r ( X ; F ) f\in \mathscr{C}^r(X; F) f ∈ C r ( X ; F ) 。对于x ∈ X x\in X x ∈ X ,输入
f ♯ ( x ) = ∫ H ρ ( h ) . f ( h − 1 x ) d h
f^{\sharp}(x) =\int_H\rho (h).f(h^{-1}x)dh
f ♯ ( x ) = ∫ H ρ ( h ) . f ( h − 1 x ) d h
被以下引用 1 被以下引用 定理 2
则f ♯ f^{\sharp} f ♯ 从X到F就是类C r C^r C r 的态射,与H的运算兼容;对于x ∈ X x\in X x ∈ X ,我们有(τ h \tau_h τ h 表示自同构x → h x x \rightarrow hx x → h x of X)
d x f ♯ = ∫ H ( ρ ( h ) ∘ d h − 1 x f ∘ T x ( τ h − 1 ) ) d h ∈ L ( T x ( 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}
d x f ♯ = ∫ H ( ρ ( h ) ∘ d h − 1 x f ∘ T x ( τ h − 1 )) d h ∈ L ( T x ( X ) ; F ) ( 14 )
第一个断言源自应用于捆绑包 X × X\times X × F 的命题,配备有运算 ( h ; ( x , f ) ) → ( h x , ρ ( h ) . f ) (h; (x, f)) \rightarrow (hx, \rho (h).f) ( h ; ( x , f )) → ( h x , ρ ( 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} f ♯ 同态 d x : C r ( X ; F ) → L ( T x ( X ) ; F ) d_x:\mathscr{C}^r(X; F)\rightarrow \mathscr{L}(T_x(X); F) d x : C r ( X ; F ) → L ( T x ( X ) ; F ) ,由紧致 C r C^r C r 收敛的拓扑的定义连续。
设 F 为 Banach 空间, f ∈ C r ( X ; F ) f\in \mathscr{C}^r(X; F) f ∈ C r ( X ; F ) ;放
f ♯ ( x ) = ∫ H f ( h x ) d h
f^{\sharp}(x) =\int_Hf(hx)dh
f ♯ ( x ) = ∫ H f ( h x ) d h
被以下引用 1 被以下引用 推论 3, IX § 9
对于x ∈ X x\in X x ∈ X 。 函数f ♯ f^{\sharp} f ♯ 为类C r C^r C r ,f ♯ ( h x ) = f ♯ ( x ) f^{\sharp}(hx) =f^{\sharp}(x) f ♯ ( h x ) = f ♯ ( x ) 为x ∈ X x\in X x ∈ X 、h ∈ H h\in H h ∈ H 。
Let F be a Banach space, p p p an integer ≥ 0 , k Ω p ( X ; F ) \geq 0,^k\Omega^p(X; F) ≥ 0 , k Ω p ( X ; F ) the space of differential forms of degree p p p on X, with values in F, and of class C k ( 2 ≤ k + 1 ≤ r ) C^k(2\leq k+ 1\leq r) C k ( 2 ≤ k + 1 ≤ r ) . 对于ω ∈ k Ω p ( X ; F ) \omega \in^k\Omega^p(X; F) ω ∈ k Ω p ( X ; F ) ,输入ω ♯ = ∫ H τ h ∗ ω d h \omega^{\sharp}=\int_H\tau_h^*\omega dh ω ♯ = ∫ H τ h ∗ ω d h 。 那么映射ω → ω ♯ \omega \rightarrow \omega^{\sharp} ω → ω ♯ 是k Ω p ( X ; F ) ^k\Omega^p(X; F) k Ω 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 ∈ k Ω p ( X ; F ) \omega \in^k\Omega^p(X; F) ω ∈ k Ω p ( X ; F ) 都有d ( ω ♯ ) = ( d ω ) ♯ d(\omega^{\sharp}) = (d\omega )^{\sharp} d ( ω ♯ ) = ( d ω ) ♯ 。
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) 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 C k C^k C k 收敛(或C k − 1 C^{k-1} C k − 1 -收敛)的拓扑时,映射 d : k Ω p ( X ; F ) → k − 1 Ω p + 1 ( X ; F ) d:^k\Omega^p(X; F)\rightarrow^{k-1}\Omega^{p+1}(X; F) d : k Ω p ( X ; F ) → k − 1 Ω p + 1 ( X ; F ) 是连续的。 但这是通过半范数(谱理论,准备中)和d d d 是阶≤ 1 ( \leq 1 ( ≤ 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} C ∞ 的局部有限维实数流形,并令( g , x ) → g x (g, x) \rightarrow gx ( g , x ) → g x 为X上连通的紧李群G的类C ∞ C^{\infty} C ∞ 的左运算的律。对于g ∈ G g\in G g ∈ G ,用X的τ g \tau_g τ g 自同构x → g x x \rightarrow gx x → g x 表示。用X上类C ∞ C^{\infty} C ∞ 的实微分形式的Ω ( X ) \Omega (X) Ω ( X ) 代数表示(可微分和解析流形,结果,8.3.1)。
对于g \mathfrak{g} g 的任何元素ξ \xi ξ ,用X(III, §3, no. 5)上的D ξ D_{\xi} D ξ 相应的向量域和θ ( ξ ) , i ( ξ ) \theta (\xi ), i(\xi ) θ ( ξ ) , i ( ξ ) 相应的运算符表示Ω \Omega Ω (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 ) d ω (15)
\theta (\xi )\omega =d(i(\xi )\omega ) +i(\xi )d\omega \tag{15}
θ ( ξ ) ω = d ( i ( ξ ) ω ) + i ( ξ ) d ω ( 15 )
( τ e x p t ξ ω ) = τ e x p t ξ ( θ ( ξ ) ω ) (16)
(\tau_{expt\xi}\omega ) =\tau_{expt\xi}(\theta (\xi )\omega ) \tag{16}
( τ e x pt ξ ω ) = τ e x pt ξ ( θ ( ξ ) ω ) ( 16 )
如果 τ g ∗ ω = ω \tau_g^*\omega =\omega τ g ∗ ω = ω 对于所有 g ∈ G g\in G g ∈ G ,则微分形式 ω ∈ Ω ( X ) \omega \in \Omega (X) ω ∈ Ω ( X ) 是不变的;通过公式 (16),这相当于所有 ξ ∈ g \xi \in \mathfrak{g} ξ ∈ g 的 θ ( ξ ) ω = 0 \theta (\xi )\omega = 0 θ ( ξ ) ω = 0 。用X上不变微分形式的Ω ( X ) G \Omega (X)^G Ω ( X ) G 空间表示;如果ω ∈ Ω ( X ) G \omega \in \Omega (X)^G ω ∈ Ω ( X ) G ,我们有d ω ∈ Ω ( X ) G d\omega \in \Omega (X)^G d ω ∈ Ω ( X ) G ,所以Ω ( X ) G \Omega (X)^G Ω ( X ) G 是复形( Ω ( X ) , d ) (\Omega (X), d) ( Ω ( X ) , d ) 的子复形。
典范嵌入 ι : Ω ( X ) G → Ω ( X ) \iota :\Omega (X)^G\rightarrow \Omega (X) ι : Ω ( X ) G → Ω ( X ) 是复数的同伦(阿尔盖布尔,第 X,p. 33,déf. 5); 映射 ω → ω ♯ = ∫ G τ g ∗ ω d g \omega \rightarrow \omega^{\sharp}=\int_G\tau_g^*\omega dg ω → ω ♯ = ∫ G τ g ∗ ω d g 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)) H ( ι ) : H ( Ω ( X ) G ) → H ( Ω ( 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} ω → ω ♯ 中的3个是从Ω ( X ) \Omega (X) Ω ( X ) 到Ω ( X ) G \Omega (X)^G Ω ( X ) G 的复合体中的态射,即诱导子复合体Ω ( X ) G \Omega (X)^G Ω ( 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 ) → Ω s:\Omega (X)\rightarrow \Omega s : Ω ( X ) → Ω (X),分级为次数− 1 -1 − 1 ,这样
ω ♯ − ω = ( d ∘ s + s ∘ d ) ( ω ) \omega^{\sharp}-\omega = (d\circ s+s\circ d)(\omega ) ω ♯ − ω = ( d ∘ s + s ∘ d ) ( ω ) 对于所有ω ∈ Ω ( X ) \omega \in \Omega (X) ω ∈ Ω ( 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} g 上存在正测度d ξ d\xi d ξ ,其指数映射下的像等于d g dg d g 。对于 ω ∈ Ω \omega \in \Omega ω ∈ Ω (X),将
s ( ω ) = ∫ 0 1 { ∫ g τ e x p t ξ ∗ ( i ( ξ ) ω ) . d ξ } d t
s(\omega ) =\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*(i(\xi )\omega ).d\xi \}dt
s ( ω ) = ∫ 0 1 { ∫ g τ e x pt ξ ∗ ( i ( ξ ) ω ) . d ξ } d t
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
d s ( ω ) = ∫ 0 1 { ∫ g τ e x p t ξ ∗ d ( i ( ξ ) ω ) . d ξ } d t
ds(\omega ) =\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*d(i(\xi )\omega ).d\xi \}dt
d s ( ω ) = ∫ 0 1 { ∫ g τ e x pt ξ ∗ d ( i ( ξ ) ω ) . d ξ } d t
我们现在从公式 (15) 和 (16) 推出等式
d s ( ω ) + s ( d ω ) = ∫ 0 1 { ∫ g τ e x p t ξ ∗ ( d ( i ( ξ ) ω ) + i ( ξ ) d ω ) . d ξ } d t
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
d s ( ω ) + s ( d ω ) = ∫ 0 1 { ∫ g τ e x pt ξ ∗ ( d ( i ( ξ ) ω ) + i ( ξ ) d ω ) . d ξ } d t
= ∫ 0 1 { ∫ g τ e x p t ξ ∗ ( θ ( ξ ) ω ) . d ξ } d t
=\int_0^1\{\int_{\mathfrak{g}}\tau_{expt\xi}^*(\theta (\xi )\omega ).d\xi \}dt
= ∫ 0 1 { ∫ g τ e x pt ξ ∗ ( θ ( ξ ) ω ) . d ξ } d t
= ∫ g { ∫ 0 1 d d t ( τ e x p t ξ ∗ ω ) d t } d ξ
=\int_{\mathfrak{g}}\{\int_0^1\frac{d}{dt}(\tau_{expt\xi}^*\omega )dt\}d\xi
= ∫ g { ∫ 0 1 d t d ( τ e x pt ξ ∗ ω ) d t } d ξ
= ∫ g ( τ e x p ξ ∗ ω − ω ) d ξ
=\int_{\mathfrak{g}}(\tau_{exp\xi}^*\omega -\omega )d\xi
= ∫ g ( τ e x p ξ ∗ ω − ω ) d ξ
= ω ♯ − ω
=\omega^{\sharp}-\omega
= ω ♯ − ω
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 Ω ( G ) G to the graded algebra Alt(g \mathfrak{g} g ) of alternating multilinear forms on g \mathfrak{g} g . 认同 Ω ( G ) G \Omega (G)^G Ω ( G ) G 与 Alt(g \mathfrak{g} g ) 通过此同构。 运算符 d d d 由公式给出(第 III, §3, no. 14 章,第 51 条命题)
d ω ( a 1 , . . . , a p + 1 )
d\omega (a_1, . . . , a_{p+1})
d ω ( a 1 , ... , a p + 1 )
= ∑ i < j ( − 1 ) i + j ω ( [ a i , a j ] , a 1 , . . . , a i − 1 , a i + 1 , . . . , a j − 1 , a j + 1 , . . . , a p + 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})
= i < j ∑ ( − 1 ) i + j ω ([ 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}) p ( g ) 中的 ω \omega ω 和 g \mathfrak{g} g 中的 a 1 , . . . , a p + 1 a_1, . . . , a_{p+1} a 1 , ... , a p + 1 。
对于ξ ∈ g \xi \in \mathfrak{g} ξ ∈ g ,令L ξ L_{\xi} L ξ 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 ( L ξ ) , i ( L ξ ) \theta (L_{\xi}), i(L_{\xi}) θ ( L ξ ) , i ( L ξ ) 与G的作用在由左平移定义的Ω ( G ) \Omega (G) Ω ( G ) 上交换,因此诱导运算符θ ( ξ ) , i ( ξ ) \theta (\xi ), i(\xi ) θ ( ξ ) , i ( ξ ) 在Ω ( G ) G \Omega (G)^G Ω ( 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 ) ( a 1 , . . . , a p ) = − ∑ i ω ( a 1 , . . . , a i − 1 , [ ξ , a i ] , a i + 1 , . . . , a p )
(\theta (\xi )\omega )(a_1, . . . , a_p) =-\sum_i\omega (a_1, . . . , a_{i-1},[\xi , a_i], a_{i+1}, . . . , a_p)
( θ ( ξ ) ω ) ( a 1 , ... , a p ) = − i ∑ ω ( a 1 , ... , a i − 1 , [ ξ , a i ] , a i + 1 , ... , a p )
( i ( ξ ) ω ) ( a 1 , . . . , a p − 1 ) = ω ( ξ , a 1 , . . . , a p − 1 )
(i(\xi )\omega )(a_1, . . . , a_{p-1}) =\omega (\xi , a_1, . . . , a_{p-1})
( i ( ξ ) ω ) ( a 1 , ... , a p − 1 ) = ω ( ξ , a 1 , ... , a p − 1 )
对于 Altp ( g ) ^p(\mathfrak{g}) p ( g ) 中的 ω \omega ω 和 g \mathfrak{g} g 中的 a 1 , . . . , a p a_1, . . . , a_p a 1 , ... , a p 。
The subcomplex G Ω ( G ) G ^G\Omega (G)^G G Ω ( G ) G of biinvariant forms (Chap. III, §3, no. 13) can be identified with the subcomplex Alt(g \mathfrak{g} g )G ^G G of alternating multilinear forms on g \mathfrak{g} g invariant under the adjoint representation (that is, such that θ ( ξ ) ω = 0 \theta (\xi )\omega = 0 θ ( ξ ) ω = 0 for all ξ ∈ g \xi \in \mathfrak{g} ξ ∈ g ). 因此,我们有一个可交换的复数图表
G Ω ( G ) G ⟶ Ω ( G ) G ⟶ Ω ( G )
^G\Omega (G)^G\longrightarrow \Omega (G)^G\longrightarrow \Omega (G)
G Ω ( G ) G ⟶ Ω ( G ) G ⟶ Ω ( G )
(18)
Alt(g \mathfrak{g} g )G ⟶ ^G\longrightarrow G ⟶ Alt(g \mathfrak{g} 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) ω → ω ( e ) 引起的同构。
b) 令 ω ∈ \omega \in ω ∈ Alt(g \mathfrak{g} g )。然后ω \omega ω 属于到Alt(g \mathfrak{g} g )G ^G G 当且仅当d ω = 0 d\omega = 0 d ω = 0 和d ( i ( ξ ) ω ) = 0 d(i(\xi )\omega ) = 0 d ( i ( ξ ) ω ) = 0 对于所有ξ ∈ g \xi \in \mathfrak{g} ξ ∈ g 。复数 Alt(g \mathfrak{g} g )G ^G G 的微分是零。
c) 分级的向量空间H ( Ω ( G ) ) H(\Omega (G)) H ( Ω ( G )) 同构于Alt(g \mathfrak{g} g )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 × G G\times G G × G 的作用 ( ( g , h ) ; x ) → g x h − 1 ((g, h);x) \rightarrow gxh^{-1} (( g , h ) ; x ) → g x h − 1 )意味着典范嵌入 Ω ( G ) G → Ω ( G ) \Omega (G)^G\rightarrow \Omega (G) Ω ( G ) G → Ω ( G ) (对应于 G Ω ( G ) G → Ω ( G ) ^G\Omega (G)^G\rightarrow \Omega (G) G Ω ( G ) G → Ω ( 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 α ,我们有 d α = − d α d\alpha =-d\alpha d α = − d α ,即 d α = 0 d\alpha = 0 d α = 0 。因而,如果 ω ∈ \omega \in ω ∈ Alt(g \mathfrak{g} g )G ^G G ,则d ω = 0 d\omega = 0 d ω = 0 ,因而d ( i ( ξ ) ω ) = d(i(\xi )\omega ) = d ( i ( ξ ) ω ) = θ ( ξ ) ω − i ( ξ ) d ω = 0 \theta (\xi )\omega -i(\xi )d\omega = 0 θ ( ξ ) ω − i ( ξ ) d ω = 0 。相反,如果d ω = 0 d\omega = 0 d ω = 0 和d ( i ( ξ ) d ω ) = 0 d(i(\xi )d\omega ) = 0 d ( i ( ξ ) d ω ) = 0 ,则θ ( ξ ) ω = 0 \theta (\xi )\omega = 0 θ ( ξ ) ω = 0 。
断言 c) 由 a) 和 b) 得出。
a) 典范嵌入 Ω ( G / H ) G → Ω ( G / H ) \Omega (G/H)^G\rightarrow \Omega (G/H) Ω ( G / H ) G → Ω ( G / H ) 是同伦。
b) 复数 Ω ( G / H ) G \Omega (G/H)^G Ω ( G / H ) G 可以用 Alt(g \mathfrak{g} g ) 的元素 ω \omega ω 的 Alt(g \mathfrak{g} 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 = 0 i(\xi )\omega = 0 i ( ξ ) ω = 0 ξ ∈ L ( H ) \xi \in L(H) ξ ∈ L ( H ) 。如果在加法中,H是连通的,则该子复合体由ω ∈ \omega \in ω ∈ Alt(g \mathfrak{g} g )组成,使得θ ( ξ ) ω = 0 \theta (\xi )\omega = 0 θ ( ξ ) ω = 0 和i ( ξ ) ω = 0 i(\xi )\omega = 0 i ( ξ ) ω = 0 适用于所有ξ ∈ L ( H ) \xi \in L(H) ξ ∈ L ( H ) 。
习题
参见习题为 § 6 。