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§ 7。 不可约表示已连接紧李群
我们保留 §6 中的记号。 G 的表示是从 G 到群 G L ( V ) \mathbf{G}\mathbf{L}(V) GL ( V ) 的连续(因此是解析的)同态,其中 V 是有限维复数向量空间。 G 的每个表示都是半单 (§1, no. 1)。
t ( \mathfrak{t}( t ( §5, no. 2)的选择室C),并放入Γ ( T ) + + = C ‾ ∩ Γ ( T ) \Gamma (T)_{++}=\overline{C}\cap \Gamma (T) Γ ( T ) ++ = C ∩ Γ ( T ) 。
1. 优势特征
用X(T)的元素λ \lambda λ 的X + X_+ X + 集合表示,使得⟨ λ , x ⟩ ≥ 0 \langle \lambda , x\rangle \geq 0 ⟨ λ , x ⟩ ≥ 0 对于所有x ∈ Γ ( T ) + + x\in \Gamma (T)_{++} x ∈ Γ ( T ) ++ ,即线性形式δ ( λ ) : t C → C \delta (\lambda ) :\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\rightarrow \mathbf{C} δ ( λ ) : t C → C 映射室C t \mathfrak{t} t 至i R + i\mathbf{R}_+ i R + 。
给出 X(T) 有序的群结构,其正元素是X + X_+ X + 的正值;输入R + = R ( G , T ) ∩ X + R_+= R(G,T)\cap X_+ R + = R ( G , T ) ∩ X + 和R − = − R + R_-=-R_+ R − = − R + 。 R + R_+ R + 中的元素称为正根,R − R_- R − 称为负根;每个根要么是正数,要么是负数(第 VI, §1, no. 6 章,第 3 章)。不是两个正根中的和的正根被称为简单;每个正数根都是简单根的和(前述);由根、子群生成的X(T)的子群的简单根形式基可以用X ( T / C ( G ) ) X(T/C(G)) X ( T / C ( G )) (§4, no. 4)来识别;关于简单的根生成 Weyl 群 W = W G ( T ) W = W_G(T) W = W G ( T ) 的思考(第 VI, §1, no. 5,第 2 章)。
(i) λ − w ( λ ) ≥ 0 \lambda -w(\lambda )\geq 0 λ − w ( λ ) ≥ 0 (或> 0 >0 > 0 )对于所有w ∈ W w\in W w ∈ W ,使得w ≠ 1 w\not= 1 w = 1 ;
(ii) 对于所有w ∈ W w\in W w ∈ W ,使得w ≠ 1 , λ − w ( λ ) w\not= 1,\lambda -w(\lambda ) w = 1 , λ − w ( λ ) 是线性组合,且具有简单根的正系数(分别是正系数,并非全部零);
(iii) 对于每个正根 α \alpha α ,⟨ λ , K α ⟩ ≥ 0 \langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \geq 0 ⟨ λ , K α ⟩ ≥ 0 (或> 0 >0 > 0 );
(iv) 对于每个简单的根 α \alpha α ,⟨ λ , K α ⟩ ≥ 0 \langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \geq 0 ⟨ λ , K α ⟩ ≥ 0 (或 > 0 >0 > 0 )。
等价如果 (iii) 和 (iv) 是直接的。由于K α K_{\alpha} K α 的集合可以与R ( G , T ) ( R(G,T) ( R ( G , T ) ( §4, no. 5的逆根系等同),因此(i)和(iii)的等价可从第1章得出。 VI, §1, no. 6,第 18 号提案和 Cor.蕴涵 (ii) ⇒ \Rightarrow ⇒ (i) 是微不足道的,相反的蕴涵由 loc 得出。引用。
用X(T)的元素的X + + X_{++} X ++ 集合表示,使得⟨ λ , K α ⟩ ≥ 0 \langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \geq 0 ⟨ λ , K α ⟩ ≥ 0 对于每个正根α \alpha α 。据说X + + X_{++} X ++ 中的元素占主导地位。它们形式是X(T)上W的运算的基本域(第VI, §1, no. 10章)。我们有X + + ⊂ X + X_{++}\subset X_+ X ++ ⊂ X + 。
如果 G 是单连通的,对于每个简单根 α \alpha α ,存在 X(T) 的元素 ϖ α \varpi_{\alpha} ϖ α ,使得对于每个简单根 β \beta β ⟨ ϖ β , K α ⟩ = δ α β \langle \varpi_{\beta}, K_{\alpha}\rangle =\delta_{\alpha \beta} ⟨ ϖ β , K α ⟩ = δ α β ,即 s α ( ϖ α ) = s_{\alpha}(\varpi_{\alpha}) = s α ( ϖ α ) = ϖ α − α , s β ( ϖ α ) = ϖ α \varpi_{\alpha}-\alpha ,s_{\beta}(\varpi_{\alpha}) =\varpi_{\alpha} ϖ α − α , s β ( ϖ α ) = ϖ α 对于每个简单的根 β ≠ α \beta \not=\alpha β = α ; ϖ α \varpi_{\alpha} ϖ α 称为基本主权;它们是交换性群 X(T) 和交换幺半群 X + + X_{++} X ++ 的形式基;更准确地说,X(T)的每个元素λ \lambda λ 都可以写成形式λ = ∑ α ⟨ λ , K α ⟩ ϖ α \lambda =\sum_{\alpha}\langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \varpi_{\alpha} λ = ∑ α ⟨ λ , K α ⟩ ϖ α 。
用 X ( T ) ⊗ Q X(T)\otimes \mathbf{Q} X ( T ) ⊗ Q 的 ρ \rho ρ 元素表示,使得
2 ρ = ∑ α ∈ R + α
2\rho =\sum_{\alpha\in R_+}\alpha
2 ρ = α ∈ R + ∑ α
对于每个简单的根 α \alpha α ,我们都有⟨ ρ , K α ⟩ = 1 \langle \rho , K_{\alpha}\rangle = 1 ⟨ ρ , K α ⟩ = 1 (第 VI, §1, no. 10 章,第 29 条命题)。如果 G 是单连通的,ρ \rho ρ 是基本显性权的和。
2. 最高权不可约表示
关联到从 C \mathbf{C} C -李代数 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 到 End(V) 的任何表示 τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 同态 L ( τ ) ( C ) L(\tau )_{(\mathbf{C})} L ( τ ) ( C ) ,在实向量空间基础上延伸 g \mathfrak{g} g 的线性表示 L ( τ ) L(\tau ) L ( τ ) V(第III, §3, no. 11章)。根据§4, no. 3、映射 δ \delta δ 的第7条规定,从X(T)到HomC ( t C , C ) = t C ∗ _{\mathbf{C}}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}},\mathbf{C}) =\mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} C ( t C , C ) = t C ∗ 诱导双射,从τ \tau τ 的权集合相对于T到集合 of 权 of L ( τ ) ( C ) L(\tau )_{(\mathbf{C})} L ( τ ) ( C ) relative to 嘉当子代数 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C of g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C .
Let φ \varphi φ be 线性表示 of the complex 李代数 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C on a finite dimensional complex 向量空间 V.在V上存在G的表示τ \tau τ ,使得L ( τ ) ( C ) = φ L(\tau )_{(\mathbf{C})}=\varphi L ( τ ) ( C ) = φ 当且仅当φ \varphi φ 是半单并且在V属于到δ ( X ( T ) ) \delta (X(T)) δ ( X ( T )) 上存在t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的权。
引用了 3 · 被以下引用 1 引用了 推论 2, III § 6 , 命题 8, IX § 2 , 推论 3, VII § 2
被以下引用 定理 1
如果存在 G 的表示 τ \tau τ 使得 L ( τ ) ( C ) = φ L(\tau )_{(\mathbf{C})}=\varphi L ( τ ) ( C ) = φ ,则 φ \varphi φ 为半单,因为 G 是连通的并且 τ \tau τ 为半单(第 13 条命题第 III, §6, no. 5 的 Cor.2),以及权 t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C on V 属于 to 像 of δ \delta δ .因此,条件是必要的;我们将证明它是足够的。 If φ \varphi φ is 半单, V is 直和 of the V μ ( t C ) V_\mu(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) V μ ( t C ) , where μ \mu μ 属于 to 集合 of 权 of t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C on V (Chap. VII, §2, no. 4,第 2 条第 3 条);如果δ \delta δ 的所有权属于到像,则在V上存在T的表示τ T \tau_T τ T ,使得L ( τ T ) ( C ) = φ ∣ t C : L(\tau_T)_{(\mathbf{C})}=\varphi |\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}: L ( τ T ) ( C ) = φ ∣ t C : 确实,只需将τ T ( t ) v = t λ v \tau_T(t)v=t^{\lambda}v τ T ( t ) v = t λ v 放入t ∈ T t\in T t ∈ T 并且v ∈ V δ ( λ ) ( t C ) v\in V_{\delta(\lambda)}(\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) v ∈ V δ ( λ ) ( t C ) 。 引理现在遵循§2, no. 6 的第 8 条提案。
a) 令τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 为G的不可约表示。则τ \tau τ (相对于T)的权的集合有最大的元素λ \lambda λ ,为主导,空间 V λ ( T ) V_{\lambda}(T) V λ ( T ) 等于维数1。
引用了 5 · 被以下引用 7 引用了 引理 2 , 定理 1, A VIII § 11 , VIII § 6. 。 模超过分裂的半单李代数 , 引理 2, VIII § 6 , 推论 2, VIII § 7
被以下引用 § 7. 。 不可约表示已连接紧李群 , 推论 , 注 2 , 命题 2 , 定理 2(H.韦尔) , 推论 2 , IX § 8. 。 傅里叶变换
b) Two 不可约表示 of G are equivalent if and only if their 最高权 are equal.
c) For every dominant 元素 λ \lambda λ of X(T), there exists 不可约表示 of G of 最高权 λ \lambda λ .
由引理2,G对应不可约表示等价类双射到g \mathfrak{g} g 的有限维不可约表示类,其权属于到δ ( X ( T ) ) \delta (X(T)) δ ( X ( T )) 。
用 C g C \mathscr{C}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} C g C 中心表示,并用 D g C \mathscr{D}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} D g C 表示 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 的导出李代数,从而得到 g C = C g C ⊕ D g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}}=\mathscr{C}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}}\oplus \mathscr{D}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C = C g C ⊕ D g C 。 For every 双线性形式 μ \mu μ on t C ∩ D g C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\cap \mathscr{D}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} t C ∩ D g C , denote by E ( μ ) E(\mu) E ( μ ) the simple D g C \mathscr{D}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} D g C -module introduced in Chap. VIII, §6, no. 3;对于C g C \mathscr{C}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} C g C 上的每个线性形式ν \nu ν ,用C ( ν ) \mathbf{C}(\nu ) C ( ν ) 表示与其关联的C \mathbf{C} C 上的一维C g C \mathscr{C}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} C g C 模。然后 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C -模块 C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 很简单,并且由第 1 章介绍。 VIII, §7, no. 2,科。 2 Th。 1 和代数,第 1 章。 VIII, §11, no. 1,周四。 1、每个有限维简单g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 模都同构于模C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 之一;此外(前述)C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 是有限维的当且仅当对于每个简单的根 α \alpha α μ ( H α ) \mu(H_{\alpha}) μ ( H α ) 是正整数。如果我们用t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 上的ν + μ \nu +\mu ν + μ 线性形式表示C g C \mathscr{C}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} C g C 上的诱导ν \nu ν 和t C ∩ D g C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}}\cap \mathscr{D}\mathfrak{g}_{\mathbf{C}} t C ∩ D g C 上的μ \mu μ ,则( ν + μ ) ( H α ) = μ ( H α ) (\nu +\mu)(H_{\alpha}) =\mu(H_{\alpha}) ( ν + μ ) ( H α ) = μ ( H α ) ;此外,C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 的权是ν + λ \nu +\lambda ν + λ ,其中λ \lambda λ 是E ( μ ) E(\mu) E ( μ ) 的任何权,因此是形式ν + μ − θ \nu +\mu-\theta ν + μ − θ ,其中θ ∈ δ ( X + ) \theta \in \delta (X_+) θ ∈ δ ( X + ) (第VIII, §6, no. 2章, 引理2)。
我们结论认为g \mathfrak{g} g 模C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 是有限维的当且仅当对于每个简单的根α \alpha α ,( ν + μ ) ( H α ) (\nu +\mu)(H_{\alpha}) ( ν + μ ) ( H α ) 是正整数,并且它的权属于到δ ( X ( T ) ) \delta (X(T)) δ ( X ( T )) 当且仅当ν + μ \nu +\mu ν + μ 属于至δ ( X ( T ) ) \delta (X(T)) δ ( X ( T )) 。这两个条件中的合取表示ν + μ \nu +\mu ν + μ 属于到δ ( X + + ) \delta (X_{++}) δ ( X ++ ) ;在这种情况下,ν + μ \nu +\mu ν + μ 是 C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 的最高权。因此,我们为最高权λ \lambda λ 的G的X(T)不可约表示的每个主导权λ \lambda λ 构建,并因此获得了直到等价的G的所有不可约表示。从向量开始维数 1、证明中的C ( ν ) ⊗ E ( μ ) \mathbf{C}(\nu )\otimes E(\mu) C ( ν ) ⊗ E ( μ ) 形式子空间权 ν + μ \nu +\mu ν + μ 已完成。
首先观察X(T)的每个元素等于两个显性权之差:更准确地说,让ϖ \varpi ϖ 是X + + X_{++} X ++ 的元素,这样对于每个简单的根α \alpha α ,⟨ ϖ , K α ⟩ > 0 \langle \varpi , K_{\alpha}\rangle >0 ⟨ ϖ , K α ⟩ > 0 ;对于所有λ ∈ X ( T ) \lambda \in X(T) λ ∈ X ( T ) ,存在正整数n n n ,这样对于每个简单的根α \alpha α ,都存在⟨ λ + n ϖ , K α ⟩ ≥ 0 \langle \lambda +n\varpi , K_{\alpha}\rangle \geq 0 ⟨ λ + nϖ , K α ⟩ ≥ 0 ,即(no. 1,引理1 1 1 )λ + n ϖ ∈ X + + \lambda +n\varpi \in X_{++} λ + nϖ ∈ X ++ 。
因而,存在X + + X_{++} X ++ 生成的Z \mathbf{Z} Z 模X(T)的元素的有限族( λ i ) i ∈ I (\lambda_i)_{i\in I} ( λ i ) i ∈ I 。对于i ∈ I i\in I i ∈ I ,令τ i \tau_i τ i 为最高权λ i \lambda_i λ i G不可约表示(Th.1);设表示τ \tau τ 为τ i \tau_i τ i 的直和。由τ \tau τ (相对于T)生成Z \mathbf{Z} Z -模X(T)权构造集合P ( τ , T ) P(\tau ,T) P ( τ , T ) 。现在从 §4, no. 3 的第 6 条命题可以得出,同态 τ \tau τ 是单射的,因此是推论。
令τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 为最高权λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ 的G的不可约表示。令m m m 为整数∑ α ∈ R + ⟨ λ , K α ⟩ \sum_{\alpha\in R_+}\langle \lambda , K_{\alpha}\rangle ∑ α ∈ R + ⟨ λ , K α ⟩ ,并令w 0 w_0 w 0
引用了 3 引用了 推论 3, III § 6 , 命题 12, VIII § 7 , 注 3
是 Weyl 群的元素,使得 w 0 ( R + ) = R − w_0(R_+) = R_- w 0 ( R + ) = R − (第 VI, § 6 章,第 17 号提案第 3 条)。有三种可能的情况:
a) w 0 ( λ ) = − λ )w_0(\lambda ) =-\lambda ) w 0 ( λ ) = − λ 和 m m m 是偶数。则V上存在分离对称双线性形式的G不变量; 表示τ \tau τ 是真正的型(附录II)。
b) w 0 ( λ ) ≠ − λ )w_0(\lambda )\not=-\lambda ) w 0 ( λ ) = − λ 。 V 上的每个 G 不变双线性形式都是零; 表示 τ \tau τ 是复数型(前述)。
c) w 0 ( λ ) = − λ )w_0(\lambda ) =-\lambda ) w 0 ( λ ) = − λ 和 m m m 是奇数。那么在 V 上存在分离交错的双线性形式的 G 不变量; 表示 τ \tau τ 属于四元数型(前述)。
如果τ \tau τ 到C ( G ) 0 C(G)_0 C ( G ) 0 的限制不是微不足道的,我们就处于情况b)。
V 上的双线性形式 B 在 G 下是不变的当且仅当它在 g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 下不变(第 III, §6, no. 5 章,Cor. 3)。因此,如果 G 是半单,则命题由第 1 章得出。 VIII, §7, no. 5,附录II第12号提案和第3号提案。
一般情况下,放入C ( G ) 0 = S C(G)_0= S C ( G ) 0 = S ,认同X ( T / S ) X(T/S) X ( T / S ) ,子群为X(T)(W下稳定)。如果 τ ( S ) = { 1 V } , τ \tau (S) =\{1_V\},\tau τ ( S ) = { 1 V } , τ 诱导代入最高权 λ \lambda λ 的商表示 τ ′ : G / S → G L ( V ) \tau ': G/S\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ ′ : G / S → GL ( V ) ;在这种情况下,命题源自前面的内容,应用于G / S G/S G / S 。
假设τ ( S ) ≠ { 1 V } \tau (S)\not=\{1_V\} τ ( S ) = { 1 V } 。存在X(S) 的非零元素 ν \nu ν ,使得τ ( s ) = ν ( s ) V \tau (s) =\nu (s)_V τ ( s ) = ν ( s ) V 对于所有s ∈ S s\in S s ∈ S (注 3)。那么ν \nu ν 就是限制同态X ( T ) → X ( S ) X(T)\rightarrow X(S) X ( T ) → X ( S ) 下λ \lambda λ 的像;由于 W 对 X(S) 的运算很简单,等式 w 0 ( λ ) = − λ w_0(\lambda ) =-\lambda w 0 ( λ ) = − λ 意味着 ν = − ν \nu =-\nu ν = − ν ,这是不可能的:因此是 w 0 ( λ ) ≠ − λ w_0(\lambda )\not=-\lambda w 0 ( λ ) = − λ 。另一方面,如果 B 是 V 上的 G 不变双线性形式,对于 V 中的所有 x , y x, y x , y 和 S 中的 s s s ,我们有,
B ( ν ( s ) x , ν ( s ) y ) = B ( x , y ) = ν ( s ) 2 B ( x , y )
B(\nu (s)x, \nu (s)y) = B(x, y) =\nu (s)^2B(x, y)
B ( ν ( s ) x , ν ( s ) y ) = B ( x , y ) = ν ( s ) 2 B ( x , y )
这意味着 B = 0,因此命题。
设S R ( G ) \mathfrak{S}_{\mathbf{R}}(G) S R ( G ) 为有限维实数向量空间上G的不可约连续表示类集合。命题1和附录II的结果给出双射Φ : X + + / Σ → S R \Phi : X_{++}/\Sigma \rightarrow \mathfrak{S}_{\mathbf{R}} Φ : X ++ /Σ → S R (G),其中Σ \Sigma Σ 表示Aut(X(T))的子群{ 1 , − w 0 } \{1,-w_0\} { 1 , − w 0 } 。更准确地说,令λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ ,并且令E λ E_{\lambda} E λ 为最高权λ \lambda λ G的表示;然后
Φ ( { λ , − w 0 ( λ ) } ) = E λ [ R ] \Phi (\{\lambda ,-w_0(\lambda )\}) = E_{\lambda[\mathbf{R}]} Φ ({ λ , − w 0 ( λ )}) = E λ [ R ] 如果λ ≠ − w 0 ( λ ) \lambda \not=-w_0(\lambda ) λ = − w 0 ( λ ) 或如果∑ α ∈ R + ⟨ λ , K α ⟩ ∉ 2 Z \sum_{\alpha\in R_+}\langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \notin2\mathbf{Z} ∑ α ∈ R + ⟨ λ , K α ⟩ ∈ / 2 Z
Φ ( { λ , − w 0 ( λ ) } ) = E λ ′ \Phi (\{\lambda ,-w_0(\lambda )\}) = E'_{\lambda} Φ ({ λ , − w 0 ( λ )}) = E λ ′ 如果λ = − w 0 ( λ ) \lambda =-w_0(\lambda ) λ = − w 0 ( λ ) 和∑ α ∈ R + ⟨ λ , K α ⟩ ∈ 2 Z \sum_{\alpha\in R_+}\langle \lambda , K_{\alpha}\rangle \in 2\mathbf{Z} ∑ α ∈ R + ⟨ λ , K α ⟩ ∈ 2 Z
其中E λ ′ E'_{\lambda} E λ ′ 是G下E λ E_{\lambda} E λ 不变量的R \mathbf{R} R 结构。
3. 环 R(G)
令 R(G) 为 G 的表示的环(连续,在有限维复数向量空间上)(代数,第 VIII, §10, no. 6)。如果τ \tau τ 是G的表示,则用[ τ ] [\tau ] [ τ ] 表示其在R(G)中的类;如果τ \tau τ 和τ ′ \tau ' τ ′ 是G的两个表示,则通过定义,我们有,
[ τ ] + [ τ ′ ] = [ τ ⊕ τ ′ ]
[\tau ] + [\tau '] = [\tau \oplus \tau ']
[ τ ] + [ τ ′ ] = [ τ ⊕ τ ′ ]
[ τ ] [ τ ′ ] = [ τ ⊗ τ ′ ]
[\tau ][\tau '] = [\tau \otimes \tau ']
[ τ ] [ τ ′ ] = [ τ ⊗ τ ′ ]
由于G的每一个表示都是半单,所以Z \mathbf{Z} Z 模R(G)是自由的,承认G的不可约表示类基集合,集合可以通过Th与X + + X_{++} X ++ 识别。 1. 映射τ → L ( τ ) ( C ) \tau \rightarrow L(\tau )_{(\mathbf{C})} τ → L ( τ ) ( C ) 诱导同态l l l 从环R(G)到g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 表示的环R ( g C ) \mathscr{R}(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}}) R ( g C ) (第VIII, §7, no. 6章)。
令τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 为G的表示;我们考虑C \mathbf{C} C 向量空间V的渐变( V λ ( T ) ) λ ∈ X ( T ) (V_{\lambda}(T))_{\lambda\in X(T)} ( V λ ( T ) ) λ ∈ X ( T ) 。用Ch(V)表示,或者用Ch(τ \tau τ )表示,分级的向量空间V(第VIII, §7, no. 7)中的特征标;如果 ( e λ ) λ ∈ X ( T ) (e^{\lambda})_{\lambda\in X(T)} ( e λ ) λ ∈ X ( T ) 表示代数 Z [ X ( T ) ] = Z ( X ( T ) ) \mathbf{Z}[X(T)] =\mathbf{Z}^{(X(T))} Z [ X ( T )] = Z ( X ( T )) 中的典范基,则通过定义,我们有,
Ch(τ \tau τ )= ∑ λ ∈ X ( T ) =\sum_{\lambda\in X(T)} = ∑ λ ∈ X ( T ) (暗淡V λ ( T ) V_{\lambda}(T) V λ ( T ) )e λ e^{\lambda} e λ 。
我们以同样的方式计算定义(见上文)环的同态,也用Ch表示,从R(G)到Z [ X ( T ) ] \mathbf{Z}[X(T)] Z [ X ( T )] 。如果 G 是半单,我们有交换律图表
R(G) ⟶ C h Z [ X ( T ) ] \longrightarrow^{Ch}\mathbf{Z}[X(T)] ⟶ C h Z [ X ( T )]
l δ ~ (1)
_{l\widetilde{\delta}} \tag{1}
l δ ( 1 )
R ( g C ) ⟶ c h Z [ P ]
\mathscr{R}(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}})\longrightarrow^{ch}\mathbf{Z}[P]
R ( g C ) ⟶ c h Z [ P ]
其中P表示R ( g C , t C ) R(\mathfrak{g}_{\mathbf{C}},\mathfrak{t}_{\mathbf{C}}) R ( g C , t C ) 的权和δ ~ \widetilde{\delta} δ 同态由δ \delta δ 引起的群。
Weyl 群 W 在群 X(T) 上由自同构运营,因此在环 Z [ X ( T ) ] \mathbf{Z}[X(T)] Z [ X ( T )] 运营。根据§4, no. 3的命题5,Ch的像包含在W下元素不变量的子环Z [ X ( T ) ] W \mathbf{Z}[X(T)]^W Z [ X ( T ) ] W 由……组成中。
同态 Ch 诱导同构从 R(G) 到 Z [ X ( T ) ] W Z[X(T)]^W Z [ X ( T ) ] W 。
引用了 1 引用了 定理 1
对于λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ ,用最高权λ \lambda λ 的不可约表示的R(G)中的[ λ ] [\lambda ] [ λ ] 类表示。由于族( [ λ ] ) λ ∈ X + + ([\lambda ])_{\lambda\in X_{++}} ([ λ ] ) λ ∈ X ++ 是Z \mathbf{Z} Z 模R(G)的基,因此只需证明以下断言:
系列 (Ch[λ ] \lambda ] λ ] )λ ∈ X + + _{\lambda\in X_{++}} λ ∈ X ++ 是 Z \mathbf{Z} Z 模块 Z [ X ( T ) ] W \mathbf{Z}[X(T)]^W Z [ X ( T ) ] W 的基。
对于Z [ X ( T ) ] \mathbf{Z}[X(T)] Z [ X ( T )] 的每个元素u = ∑ λ a λ e λ u=\sum_{\lambda}a_{\lambda}e^{\lambda} u = ∑ λ a λ e λ ,如果λ \lambda λ 是μ ∈ X ( T ) \mu\in X(T) μ ∈ X ( T ) 的集合的极大元素,则u u u 中的项a λ e λ a_{\lambda}e^{\lambda} a λ e λ 被称为最大,使得a μ ≠ 0 a_\mu\not= 0 a μ = 0 。 Th。 1 意味着 Ch[λ ] \lambda ] λ ] 具有唯一的最大值项,即 e λ e^{\lambda} e λ 。因此,命题源自以下引理。
对于每个λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ ,令C λ C_{\lambda} C λ 为Z [ X ( T ) ] W \mathbf{Z}[X(T)]^W Z [ X ( T ) ] W 中的元素,具有唯一的最大值项e λ e^{\lambda} e λ 。那么家庭( C λ ) λ ∈ X + + (C_{\lambda})_{\lambda\in X_{++}} ( C λ ) λ ∈ X ++ 就是Z [ X ( T ) ] W \mathbf{Z}[X(T)]^W Z [ X ( T ) ] W 的基。
证明与第 1 章的命题 3 相同。 VI, §3, no. 4、替换 A 乘以 Z , P \mathbf{Z}, P Z , P 乘以 X(T) 以及 P ∩ C ‾ P\cap \overline{C} P ∩ C 乘以 X + + X_{++} X ++ 。
令Θ ( G ) \Theta (G) Θ ( G ) (或Θ ( T ) \Theta (T) Θ ( T ) )为G(或T)上连续代表函数的C \mathbf{C} C -代数,令Z Θ ( G ) Z\Theta (G) Z Θ ( G ) (或Θ ( T ) W \Theta (T)^W Θ ( T ) W )为中心的子代数由……组成(或W-不变式) 函数。 限制映射Θ ( G ) → Θ ( T ) \Theta (G)\rightarrow \Theta (T) Θ ( G ) → Θ ( T ) 诱导同态共环r : Z Θ ( G ) → Θ ( T ) W r: Z\Theta (G)\rightarrow \Theta (T)^W r : Z Θ ( G ) → Θ ( T ) W 。另一方面,与表示τ \tau τ 关联的映射其特征标(即函数g → g \rightarrow g → Trτ ( g ) \tau (g) τ ( g ) )C \mathbf{C} C -代数的扩展到同态 Tr: C ⊗ Z R ( G ) → Z Θ ( G ) :\mathbf{C}\otimes_{\mathbf{Z}}R(G)\rightarrow Z\Theta (G) : C ⊗ Z R ( G ) → Z Θ ( G ) ,根据光谱理论,是同构。类似地,C \mathbf{C} C -代数ι : C [ X ( T ) ] → Θ \iota :\mathbf{C}[X(T)]\rightarrow \Theta ι : C [ X ( T )] → Θ (T)的典范嵌入X ( T ) → Θ ( T ) X(T)\rightarrow \Theta (T) X ( T ) → Θ ( T ) 诱导同构,其中诱导同构ι : C [ X ( T ) ] W → Θ ( T ) W \iota :\mathbf{C}[X(T)]^W\rightarrow \Theta (T)^W ι : C [ X ( T ) ] W → Θ ( T ) W 。 图表
C ⊗ Z R ( G ) ⟶ 1 ⊗ C h C [ X ( T ) ] W
\mathbf{C}\otimes_{\mathbf{Z}}R(G)\overset{1\otimes Ch}{\longrightarrow}\mathbf{C}[X(T)]^W
C ⊗ Z R ( G ) ⟶ 1 ⊗ C h C [ X ( T ) ] W
T r ι (2)
_{Tr}^{\iota} \tag{2}
T r ι ( 2 )
Z Θ ( G ) ⟶ r Θ ( T ) W
Z\Theta (G)\longrightarrow^r\Theta (T)^W
Z Θ ( G ) ⟶ r Θ ( T ) W
是可交换的:事实上,对于每个表示 τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 和所有 t ∈ T t\in T t ∈ T ,
Tr τ ( t ) = ∑ λ ∈ X ( T ) \tau (t) =\sum_{\lambda\in X(T)} τ ( t ) = ∑ λ ∈ X ( T ) (暗淡V λ ( T ) V_{\lambda}(T) V λ ( T ) )λ ( t ) = ι \lambda (t) =\iota λ ( t ) = ι (Chτ \tau τ )( t ) (t) ( t ) ,
即( r ∘ (r\circ ( r ∘ Tr)[τ ] = ( ι ∘ \tau ] = (\iota \circ τ ] = ( ι ∘ Ch)[τ ] \tau ] τ ] 。
我们现在可以从命题推出以下结果。
限制映射 r : Z Θ ( G ) → Θ ( T ) W r: Z\Theta (G)\rightarrow \Theta (T)^W r : Z Θ ( G ) → Θ ( T ) W 是双射。
被以下引用 1 被以下引用 IX § 8. 。 傅里叶变换
4. 特征标公式
在这个数中,我们乘法写出群X(T),并将其元素视为T上的复值函数。我们假设X ( T ) ⊗ Q X(T)\otimes \mathbf{Q} X ( T ) ⊗ Q 属于的元素ρ \rho ρ 为X(T)。
T 上用L 2 ( T ) L^2(T) L 2 ( T ) 表示平方可积复形函数的类的希尔伯特空间,并用连续代表函数的Θ ( T ) \Theta (T) Θ ( T ) 子空间由……组成表示。根据谱理论,X(T) 是L 2 ( T ) L^2(T) L 2 ( T ) 的正交基和Θ ( T ) \Theta (T) Θ ( T ) 的代数基。
对于f ∈ L 2 ( T ) f\in L^2(T) f ∈ L 2 ( T ) 和w ∈ W w\in W w ∈ W ,用w f ( t ) = f ( w − 1 ( t ) ) ^wf(t) =f(w^{-1}(t)) w f ( t ) = f ( w − 1 ( t )) 定义的L 2 ( T ) L^2(T) L 2 ( T ) 的w f ^wf w f 元素表示;因而,对于λ ∈ X ( T ) \lambda \in X(T) λ ∈ X ( T ) ,我们有w λ = w ( λ ) ^w\lambda =w(\lambda ) w λ = w ( λ ) 。用ε : W → { 1 , − 1 } \varepsilon : W\rightarrow \{1,-1\} ε : W → { 1 , − 1 } 表示签名(唯一同态使得对于每个反射s s s 都有ε ( s ) = \varepsilon (s) = ε ( s ) = − 1 -1 − 1 );对于 f ∈ L 2 f\in L^2 f ∈ L 2 (T),输入
J ( f ) = ∑ w ∈ W ε ( w ) w f
J(f) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)^wf
J ( f ) = w ∈ W ∑ ε ( w ) w f
如果 λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ 、特征标 w ( λ ρ ) ^w(\lambda \rho ) w ( λ ρ ) 不同;事实上,只要证明 w ( λ ρ ) ≠ λ ρ ^w(\lambda \rho )\not=\lambda \rho w ( λ ρ ) = λ ρ 对于所有 w ≠ 1 w\not= 1 w = 1 就足够了;但这是从引理 1 (no. 1) 和⟨ λ ρ , K α ⟩ = ⟨ λ , K α ⟩ + 1 > 0 \langle \lambda \rho , K_{\alpha}\rangle =\langle \lambda , K_{\alpha}\rangle + 1>0 ⟨ λ ρ , K α ⟩ = ⟨ λ , K α ⟩ + 1 > 0 对于每个正根 α \alpha α 的事实得出的。因而,
∥ J ( λ ρ ) ∥ 2 = \|J(\lambda \rho )\|^2= ∥ J ( λ ρ ) ∥ 2 = 卡(W)= w ( G ) =w(G) = w ( G ) 。
如果w f = ε ( w ) f ^wf=\varepsilon (w)f w f = ε ( w ) f 对于所有w ∈ W w\in W w ∈ W (即,如果s f = − f ^sf=-f s f = − f 对于每个反射s s s ),则元素f ∈ L 2 ( T ) f\in L^2(T) f ∈ L 2 ( T ) 被称为反不变性。我们将证明1 w ( G ) J \frac{1}{w(G)}J w ( G ) 1 J 是L 2 ( T ) L^2(T) L 2 ( T ) 到反不变量元素的子空间的正交投影。事实上,令f , f ′ f, f' f , f ′ 在L 2 L^2 L 2 (T)中,且f ′ f' f ′ 反不变量;那么 J ( f ) J(f) J ( f ) 是反对不变的并且
⟨ f ′ , J ( f ) ⟩ = ∑ w ∈ W ε ( w ) ⟨ f ′ , w f ⟩ = ∑ w ∈ W ⟨ w f ′ , w f ⟩
\langle f',J(f)\rangle =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\langle f',^wf\rangle =\sum_{w\in W}\langle^wf',^wf\rangle
⟨ f ′ , J ( f )⟩ = w ∈ W ∑ ε ( w ) ⟨ f ′ , w f ⟩ = w ∈ W ∑ ⟨ w f ′ , w f ⟩
= ∑ w ∈ W ⟨ f ′ , f ⟩ = w ( G ) ⟨ f ′ , f ⟩
=\sum_{w\in W}\langle f', f\rangle =w(G)\langle f', f\rangle
= w ∈ W ∑ ⟨ f ′ , f ⟩ = w ( G ) ⟨ f ′ , f ⟩
元素 J ( λ ρ ) / √ w ( G ) ‾ J(\lambda \rho )/\surd\overline{w(G)} J ( λ ρ ) /√ w ( G ) ,对于 λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ ,形式反不变量子空间的正交基 L 2 ( T ) L^2(T) L 2 ( T ) 元素,以及反不变量子空间的代数基元素共 Θ ( T ) \Theta (T) Θ ( T ) 。
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 命题 1, VI § 3 , 推论 2, IX § 6
被以下引用 定理 2(H.韦尔) , 推论 2
证明与第 1 章相同。 VI, §3, no. 3,命题 1。
由章。 VI,位置。前述,提案 2,
J ( ρ ) = ρ ∏ α > 0 ( 1 − α − 1 ) = ρ − 1 ∏ α > 0 ( α − 1 ) (3)
J(\rho ) =\rho \prod_{\alpha >0}(1-\alpha^{-1}) =\rho^{-1}\prod_{\alpha >0}(\alpha -1) \tag{3}
J ( ρ ) = ρ α > 0 ∏ ( 1 − α − 1 ) = ρ − 1 α > 0 ∏ ( α − 1 ) ( 3 )
所以
J ( ρ ) J ( ρ ) = ∏ α ( α − 1 ) (4)
J(\rho )J(\rho ) =\prod_{\alpha}(\alpha -1) \tag{4}
J ( ρ ) J ( ρ ) = α ∏ ( α − 1 ) ( 4 )
由科. 2 Th。 1 (§6, no. 2),我们推出:
如果φ \varphi φ 和ψ \psi ψ 是G上两个连续的中心函数,
∫ G φ ( g ) ‾ ψ ( g ) d g = 1 w ( G ) ∫ T ( φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) ) ‾ . ( ψ ( t ) J ( ρ ) ( t ) ) d t
\int_G\overline{\varphi(g)}\psi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T\overline{(\varphi(t)J(\rho)(t))}.(\psi (t)J(\rho )(t))dt
∫ G φ ( g ) ψ ( g ) d g = w ( G ) 1 ∫ T ( φ ( t ) J ( ρ ) ( t )) . ( ψ ( t ) J ( ρ ) ( t )) d t
被以下引用 2 被以下引用 定理 2(H.韦尔) , 推论 4
对于所有λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ ,用最高权λ \lambda λ G不可约表示χ λ \chi_{\lambda} χ λ 特征标表示。
函数 J ( ρ ) . χ λ ∣ T J(\rho ).\chi_{\lambda}|T J ( ρ ) . χ λ ∣ T 在 W 下是反对不变的,并且是线性组合,整数 X(T) 的元素系数。因此,由章。 VI, §3, no. 3,第 1 条,它可以写成 ∑ μ a μ J ( μ ρ ) \sum_\mu a_\mu J(\mu\rho ) ∑ μ a μ J ( μ ρ ) ,其中 μ \mu μ 属于到 X + + X_{++} X ++ ,a μ a_\mu a μ 是整数,几乎都是有限的,其中许多是零;从∫ G ∣ χ λ ( g ) ∣ 2 d g = 1 \int_G|\chi_{\lambda}(g)|^2dg= 1 ∫ G ∣ χ λ ( g ) ∣ 2 d g = 1 开始
(Spectral Theories), it follows from Prop. 3 and Lemma 4 that ∑ μ ( a μ ) 2 = 1 \sum_\mu(a_\mu)^2= 1 ∑ μ ( a μ ) 2 = 1 ; thus, the a μ a_\mu a μ are all zero, except one which must be equal to 1 or − 1 -1 − 1 . 但χ α ∣ T \chi_{\alpha}|T χ α ∣ T 中λ \lambda λ 的系数等于1(Th.1),因此J ( ρ ) . χ λ ∣ T J(\rho ).\chi_{\lambda}|T J ( ρ ) . χ λ ∣ T 中λ ρ \lambda \rho λ ρ 的系数等于1(VI, §3, no. 3,注2),这意味着a λ ρ = 1 a_{\lambda \rho}= 1 a λ ρ = 1 ,因此定理。
对于no. 3的记号,我们在Z [ X ( T ) ] \mathbf{Z}[X(T)] Z [ X ( T )] 中有,
( ∑ w ∈ W ε ( w ) e w ρ ) (\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\rho}) ( ∑ w ∈ W ε ( w ) e w ρ ) Ch[λ ] = ∑ w ∈ W ε ( w ) e w λ e w ρ \lambda ] =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\lambda}e^{w\rho} λ ] = ∑ w ∈ W ε ( w ) e w λ e w ρ 对于所有 λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ 。
这是从定理和交换律图表 (2) (no. 3) 得出的。
对于 T 的所有 λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ 和每个正则元素 t t t ,
χ λ ( t ) = ∑ ∑ w ε w ( w ε ) ( λ w ( ) w t ρ ( ) w t ρ ( ) w t ) (5)
\chi_{\lambda}(t) =\sum\sum^w\varepsilon_w(w\varepsilon )(\lambda w()wt\rho ()wt\rho ()wt) \tag{5}
χ λ ( t ) = ∑ ∑ w ε w ( w ε ) ( λ w ( ) w tρ ( ) w tρ ( ) w t ) ( 5 )
引用了 3 · 被以下引用 2 引用了 定理 1 , 命题 3 , 定理 2(H.韦尔)
被以下引用 引理 5 , 注 1
其中两个和超过W的元素w w w 。
事实上,J ( ρ ) ( t ) J(\rho )(t) J ( ρ ) ( t ) 是非零的,因为t t t 是正则的 (公式 (4))。
如果φ \varphi φ 是G上的中心函数,则φ \varphi φ 到T的限制在W下是不变的,所以J ( ρ ) . φ ∣ T J(\rho ).\varphi |T J ( ρ ) . φ ∣ T 在W下是反不变的。 Further, by Spectral Theories and Th. 1, the family ( χ λ ) λ ∈ X + + (\chi_{\lambda})_{\lambda\in X_{++}} ( χ λ ) λ ∈ X ++ is an algebraic basis of the space of central representative functions on G and an orthonormal basis of the space ZL2 ( G ) ^2(G) 2 ( G ) of classes of square-integrable central functions on G.
因此,根据 Prop. 3 和 Th. 2 我们推论:
映射关联到G上的任何连续中心函数φ \varphi φ 函数w ( G ) − 1 / 2 J ( ρ ) ( φ ∣ T ) w(G)^{-1/2}J(\rho )(\varphi |T) w ( G ) − 1/2 J ( ρ ) ( φ ∣ T ) 诱导同构从G上的中心代表函数的空间到G上的反不变量元素的空间 Θ ( T ) \Theta (T) Θ ( T ) ;它扩展通过从ZL2 ( G ) ^2(G) 2 ( G ) 到L 2 ( T ) L^2(T) L 2 ( T ) 的反不变量元素的子空间连续到希尔伯特空间的同构。
被以下引用 1 被以下引用 IX § 8. 。 傅里叶变换
令φ \varphi φ 为G上的连续中心函数。那么,
∫ G χ λ ( g ) ‾ φ ( g ) d g = ∫ T λ ( t ) ‾ ∏ α > 0 ( 1 − α ( t ) − 1 ) φ ( t ) d t = ∫ T λ ρ ( t ) ‾ . φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t
\int_G\overline{\chi_{\lambda}(g)}\varphi (g)dg=\int_T\overline{\lambda(t)}\prod_{\alpha >0}(1-\alpha (t)^{-1})\varphi (t)dt=\int_T\overline{\lambda \rho(t)}.\varphi (t)J(\rho )(t)dt
∫ G χ λ ( g ) φ ( g ) d g = ∫ T λ ( t ) α > 0 ∏ ( 1 − α ( t ) − 1 ) φ ( t ) d t = ∫ T λ ρ ( t ) . φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t
引用了 2 · 被以下引用 2 引用了 引理 4 , 定理 2(H.韦尔)
被以下引用 注 2 , 推论, IX § 8
事实上,到引理 4 和 Th。 2、
∫ G χ λ ( g ) ‾ φ ( g ) d g = 1 w ( G ) ∫ T χ λ ( t ) J ( ρ ) ( t ) ( φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) ) d t
\int_G\overline{\chi_{\lambda}(g)}\varphi (g)dg=\frac{1}{w(G)}\int_T\chi_{\lambda}(t)J(\rho )(t)(\varphi (t)J(\rho )(t))dt
∫ G χ λ ( g ) φ ( g ) d g = w ( G ) 1 ∫ T χ λ ( t ) J ( ρ ) ( t ) ( φ ( t ) J ( ρ ) ( t )) d t
= 1 w ( G ) ∫ T J ( λ ρ ) ( t ) ‾ φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t
=\frac{1}{w(G)}\int_T\overline{J(\lambda \rho)(t)}\varphi (t)J(\rho )(t)dt
= w ( G ) 1 ∫ T J ( λ ρ ) ( t ) φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t
但函数 t → φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) t \rightarrow \varphi (t)J(\rho )(t) t → φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) 是反不变式,1 w ( G ) J ( λ ρ ) \frac{1}{w(G)}J(\lambda \rho ) w ( G ) 1 J ( λ ρ ) 是 λ ρ \lambda \rho λ ρ 的正交投影到 L 2 L^2 L 2 (T) 的反不变式元素的子空间,所以
1 w ( G ) ∫ T J ( λ ρ ) ( t ) ‾ φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t = ∫ T λ ρ ( t ) ‾ φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t
\frac{1}{w(G)}\int_T\overline{J(\lambda \rho)(t)}\varphi (t)J(\rho )(t)dt=\int_T\overline{\lambda \rho(t)}\varphi (t)J(\rho )(t)dt
w ( G ) 1 ∫ T J ( λ ρ ) ( t ) φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t = ∫ T λ ρ ( t ) φ ( t ) J ( ρ ) ( t ) d t
最后,通过公式 (3),我们得到 ρ ( t ) J ( ρ ) ( t ) = ∏ α > 0 ( 1 − α ( t ) − 1 ) \rho (t)J(\rho )(t) =\prod_{\alpha >0}(1-\alpha (t)^{-1}) ρ ( t ) J ( ρ ) ( t ) = ∏ α > 0 ( 1 − α ( t ) − 1 ) ,因此得出推论。
5. 次数不可约表示
现在我们回到群 X(T) 的加法记号,并且不再假设 ρ \rho ρ 属于到 X(T)。
The dimension of the space of an irreducible representation of G of highest weight λ \lambda λ is given by
χ λ ( e ) = ∏ α ∈ R + ⟨ λ + ρ , K α ⟩ ⟨ ρ , K α ⟩
\chi_{\lambda}(e) =\prod_{\alpha\in R_+}\frac{\langle\lambda + \rho , K_{\alpha}\rangle}{\langle\rho , K_{\alpha}\rangle}
χ λ ( e ) = α ∈ R + ∏ ⟨ ρ , K α ⟩ ⟨ λ + ρ , K α ⟩
引用了 1 · 被以下引用 2 引用了 命题 29, VI § 1
被以下引用 引理 5 , 注 3
对于每个简单的根 α \alpha α ,放入 γ = 1 2 ∑ α > 0 K α \gamma =\frac{1}{2}\sum_{\alpha >0}K_{\alpha} γ = 2 1 ∑ α > 0 K α ,因此δ ( α ) ( γ ) = 2 π i \delta (\alpha )(\gamma ) = 2\pi i δ ( α ) ( γ ) = 2 π i (第 VI, §1, no. 10 章,第 29 条命题)。行R γ \mathbf{R}\gamma R γ 不包含在超平面 Ker δ ( α ) \delta (\alpha ) δ ( α ) 中,因此对于所有足够小的z ∈ R ∗ z\in \mathbf{R}^* z ∈ R ∗ ,exp(z γ z\gamma z γ )是G的正则元素;对于所有μ ∈ X ( T ) \mu\in X(T) μ ∈ X ( T ) 和所有z ∈ R z\in \mathbf{R} z ∈ R ,我们有
J ( μ J(\mu J ( μ )(exp(z γ z\gamma z γ ))= ∑ w ∈ W ε ( w ) e z δ ( μ ) ( w − 1 γ ) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{z\delta(\mu)(w^{-1}\gamma)} = ∑ w ∈ W ε ( w ) e z δ ( μ ) ( w − 1 γ ) 。
让我们暂时接受以下引理:
J ( μ J(\mu J ( μ )(exp(z γ z\gamma z γ ))= e z δ ( μ ) ( γ ) ∏ α > 0 ( 1 − e − z δ ( μ ) ( K α ) ) =e^{z\delta(\mu)(\gamma)}\prod_{\alpha >0}(1-e^{-z\delta(\mu)(K_{\alpha})}) = e z δ ( μ ) ( γ ) ∏ α > 0 ( 1 − e − z δ ( μ ) ( K α ) ) 。
因此,函数 J ( μ J(\mu J ( μ )(exp(z γ z\gamma z γ )) 是函数的乘积,当 z z z 趋于 0 时趋于 1,并且
z N ∏ α > 0 δ ( μ ) ( K α ) = ( 2 π i z ) N ∏ α > 0 ⟨ μ , K α ⟩
z^N\prod_{\alpha >0}\delta (\mu)(K_{\alpha}) = (2\pi iz)^N\prod_{\alpha >0}\langle \mu, K_{\alpha}\rangle
z N α > 0 ∏ δ ( μ ) ( K α ) = ( 2 π i z ) N α > 0 ∏ ⟨ μ , K α ⟩
其中 N = 卡 R + R_+ R + 。
首先假设ρ ∈ X ( T ) \rho \in X(T) ρ ∈ X ( T ) ; 应用科。 2 Th。 2 我们看到,随着 z z z 趋于 0 , χ λ ( z γ ) 0,\chi_{\lambda}(z\gamma ) 0 , χ λ ( z γ ) 趋于
∏ α > 0 ⟨ λ + ρ , K α ⟩ / ∏ α > 0 ⟨ ρ , K α ⟩
\prod_{\alpha >0}\langle \lambda +\rho , K_{\alpha}\rangle /\prod_{\alpha >0}\langle \rho , K_{\alpha}\rangle
α > 0 ∏ ⟨ λ + ρ , K α ⟩ / α > 0 ∏ ⟨ ρ , K α ⟩
因此在这种情况下是定理。
一般情况下,在证明 Th 中,注就足够了。 3,我们总是可以通过合适的连接覆盖来替换G,从而约化到前面的情况。
现在我们证明引理 5。 设 z ∈ C z\in \mathbf{C} z ∈ C ;用φ z \varphi_z φ z 映射从t \mathfrak{t} t 到C \mathbf{C} C -代数映射(X(T), C ,\mathbf{C} , C )的映射从X(T)到C \mathbf{C} C 关联到H ∈ t H\in \mathfrak{t} H ∈ t 映射
φ z ( H ) : μ → μ \varphi_z(H) :\mu \rightarrow \mu φ z ( H ) : μ → μ (exp z H zH z H ) = e z δ ( μ ) ( H ) =e^{z\delta(\mu)(H)} = e z δ ( μ ) ( H ) 。
我们有 φ z ( H + H ′ ) = φ z ( H ) φ z ( H ′ ) \varphi_z(H+H') =\varphi_z(H)\varphi_z(H') φ z ( H + H ′ ) = φ z ( H ) φ z ( H ′ ) ,所以存在同态或环
ψ z : Z [ t ] → \psi_z:\mathbf{Z}[\mathfrak{t}]\rightarrow ψ z : Z [ t ] → 映射(X(T), C ,\mathbf{C} , C )
这样ψ z ( e H ) ( μ ) = e z δ ( μ ) ( H ) \psi_z(e^H)(\mu) =e^{z\delta(\mu)(H)} ψ z ( e H ) ( μ ) = e z δ ( μ ) ( H ) 。另一方面,由章。 VI, §3, no. 3,命题2,我们在Z [ t ] : \mathbf{Z}[\mathfrak{t}]: Z [ t ] : 中有以下关系
∑ w ∈ W ε ( w ) e w γ = e γ ∏ α > 0 ( 1 − e − K α )
\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\gamma}=e^{\gamma}\prod_{\alpha >0}(1-e^{-K_{\alpha}})
w ∈ W ∑ ε ( w ) e w γ = e γ α > 0 ∏ ( 1 − e − K α )
应用同态 ψ z \psi_z ψ z ,并使用等式
ψ z ( e w γ ) ( μ ) = e z δ ( μ ) ( w γ ) = e z δ ( w − 1 μ ) ( γ )
\psi_z(e^{w\gamma})(\mu) =e^{z\delta(\mu)(w\gamma)}=e^{z\delta(w^{-1}\mu)(\gamma)}
ψ z ( e w γ ) ( μ ) = e z δ ( μ ) ( w γ ) = e z δ ( w − 1 μ ) ( γ )
我们推导出所述的公式。
令∥ ∥ \| \| ∥∥ 在X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 上为范数。对于所有λ ∈ X + + \lambda \in X_{++} λ ∈ X ++ ,令d ( λ ) d(\lambda ) d ( λ ) 为最高权λ \lambda λ G不可约表示空间维数。
被以下引用 2 被以下引用 例, IX § 8 , 命题 2, IX § 8
a)supλ ∈ X + + d ( λ ) / ∥ λ + ρ ∥ N < ∞ _{\lambda\in X_{++}}d(\lambda )/\|\lambda +\rho \|^N<\infty λ ∈ X ++ d ( λ ) /∥ λ + ρ ∥ N < ∞ ,其中N = 1 / N = 1/ N = 1/ 2(暗淡G − G- G − 暗淡T)。
b) 如果 G 为半单,则 infλ ∈ X + + d ( λ ) / ∥ λ + ρ ∥ > 0 _{\lambda\in X_{++}}d(\lambda )/\|\lambda +\rho \|>0 λ ∈ X ++ d ( λ ) /∥ λ + ρ ∥ > 0 。
a) 对于所有α ∈ R + \alpha \in R_+ α ∈ R + ,存在A α > 0 A_{\alpha}>0 A α > 0 和∣ ⟨ λ + ρ , K α ⟩ ∣ ≤ A α ∥ λ + ρ ∥ |\langle \lambda +\rho , K_{\alpha}\rangle | \leq A_{\alpha}\|\lambda +\rho \| ∣ ⟨ λ + ρ , K α ⟩ ∣ ≤ A α ∥ λ + ρ ∥ ,因此存在d ( λ ) / ∥ λ + ρ ∥ N ≤ ∏ α > 0 A α / ⟨ ρ , K α ⟩ d(\lambda )/\|\lambda +\rho \|^N\leq \prod_{\alpha >0}A_{\alpha}/\langle \rho , K_{\alpha}\rangle d ( λ ) /∥ λ + ρ ∥ N ≤ ∏ α > 0 A α / ⟨ ρ , K α ⟩ 。
b) 假设G是半单,用β 1 , . . . , β r \beta_1, . . . , \beta_r β 1 , ... , β r 表示简单的根并放入N i = K β i N_i=K_{\beta_i} N i = K β i 。然后
d ( λ ) ≥ ∏ i = 1 r ⟨ λ + ρ , N i ⟩ ⟨ ρ , N i ⟩ = ∏ i = 1 r ⟨ λ + ρ , N i ⟩
d(\lambda )\geq \prod_{i=1}^r\frac{\langle\lambda + \rho , N_i\rangle}{\langle\rho , N_i\rangle}=\prod_{i=1}^r\langle \lambda +\rho , N_i\rangle
d ( λ ) ≥ i = 1 ∏ r ⟨ ρ , N i ⟩ ⟨ λ + ρ , N i ⟩ = i = 1 ∏ r ⟨ λ + ρ , N i ⟩
从⟨ λ + ρ , N i ⟩ ≥ ⟨ ρ , N i ⟩ = 1 \langle \lambda +\rho , N_i\rangle \geq \langle \rho , N_i\rangle = 1 ⟨ λ + ρ , N i ⟩ ≥ ⟨ ρ , N i ⟩ = 1 开始,这意味着
d ( λ ) ≥ d(\lambda )\geq d ( λ ) ≥ 支持i ∣ ⟨ λ + ρ , N i ⟩ ∣ _i|\langle \lambda +\rho , N_i\rangle | i ∣ ⟨ λ + ρ , N i ⟩ ∣ 。
如果 G 是半单,x → x \rightarrow x → sup∣ ⟨ x , N i ⟩ ∣ |\langle x, N_i\rangle | ∣ ⟨ x , N i ⟩ ∣ 是X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 上的范数,必然等价于给定的范数,因此 b)。
假设G为半单;设d d d 为整数。 维数≤ d \leq d ≤ d G表示类集合是有限的。
科。 1 b ) 1b) 1 b ) 意味着 X + + X_{++} X ++ 的元素 λ \lambda λ 的集合 X d X_d X d ,使得 d ( λ ) ≤ d d(\lambda )\leq d d ( λ ) ≤ d 是有限的。对于X d X_d X d 中的所有λ \lambda λ ,令V λ V_{\lambda} V λ 为最高权λ \lambda λ 中的不可约表示; 维数 ≤ d \leq d ≤ d 的每个表示都同构于直和 ⨁ λ ∈ X d V λ n λ \bigoplus_{\lambda\in X_d}V^{n_{\lambda}}_{\lambda} ⨁ λ ∈ X d V λ n λ ,与 n λ ≤ d n_{\lambda}\leq d n λ ≤ d ,因此有推论。
6. 卡西米尔元素
根据§1, no. 3的命题3,g \mathfrak{g} g 上存在负对称双线性形式,在Ad(G)下分离且不变(若G为半单,则可取g \mathfrak{g} g 的Killing形式,对于例)。令F为形式。回想一下(第 I, §3, no. 7 章),与 F 关联的卡西米尔元素是包络代数 U ( g ) U(\mathfrak{g}) U ( g ) 的中心的元素 Γ \Gamma Γ ,这样,对于任何基 ( e i ) (e_i) ( e i ) g \mathfrak{g} g 满足F ( e i , e j ) = − δ i j F(e_i, e_j) =-\delta_{ij} F ( e i , e j ) = − δ ij ,我们有Γ = − ∑ e i 2 \Gamma =-\sum e^2_i Γ = − ∑ e i 2 。
在这个章的其余部分中,我们将通过 g \mathfrak{g} g 上的负分离不变对称双线性形式来调用U ( g ) U(\mathfrak{g}) U ( g ) 的 G 元素的卡西米尔元素。如果Γ \Gamma Γ 是G的卡西米尔元素,并且如果τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 是G的不可约表示,则V的自同态Γ V \Gamma_V Γ V 是位似(代数,第VIII, §3, no. 2,Th.1),其比率我们用Γ ~ ( τ ) \widetilde{\Gamma}(\tau ) Γ ( τ ) 表示。
a) 如果G, Γ ~ ( τ ) ,\widetilde{\Gamma}(\tau ) , Γ ( τ ) 的τ \tau τ 是不可约表示是实数并且是正数。如果τ \tau τ 不是平凡的表示,则Γ ~ ( τ ) > 0 \widetilde{\Gamma}(\tau )>0 Γ ( τ ) > 0 。
b) X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 上存在唯一的二次形式 Q Γ Q_{\Gamma} Q Γ ,使得对于 G 的每个不可约表示 τ \tau τ ,
Γ ~ ( τ ) = Q Γ ( λ + ρ ) − Q Γ ( ρ )
\widetilde{\Gamma}(\tau ) = Q_{\Gamma}(\lambda +\rho )-Q_{\Gamma}(\rho )
Γ ( τ ) = Q Γ ( λ + ρ ) − Q Γ ( ρ )
其中 λ \lambda λ 是 τ \tau τ 的最高权。 形式 Q Γ Q_{\Gamma} Q Γ 在 W 下为正、分离且不变。
设 F 是定义 Γ \Gamma Γ 的 g \mathfrak{g} g 上的分离负对称双线性形式。设τ : G → G L ( V ) \tau : G\rightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(V) τ : G → GL ( V ) 为G的不可约表示;令 ⟨ , ⟩ \langle ,\rangle ⟨ , ⟩ 为 G (§1, no. 1) 下 V 不变量上的希尔伯特标量乘积,且 g \mathfrak{g} g 的 ( e i ) (e_i) ( e i ) 基使得F ( e i , e j ) = − δ i j F(e_i, e_j) =-\delta_{ij} F ( e i , e j ) = − δ ij 。然后,对于 V 的每个元素 v v v 在 G 下不不变,我们有
Γ ~ ( τ ) ⟨ v , v ⟩ = ⟨ v , Γ V ( v ) ⟩ = − ∑ i ⟨ v , ( e i ) V 2 v ⟩ = ∑ i ⟨ v , ( e i ) V ∗ ( e i ) V v ⟩
\widetilde{\Gamma}(\tau )\langle v, v\rangle =\langle v, \Gamma_V(v)\rangle =-\sum_i\langle v,(e_i)^2_Vv\rangle =\sum_i\langle v,(e_i)^*_V(e_i)_Vv\rangle
Γ ( τ ) ⟨ v , v ⟩ = ⟨ v , Γ V ( v )⟩ = − i ∑ ⟨ v , ( e i ) V 2 v ⟩ = i ∑ ⟨ v , ( e i ) V ∗ ( e i ) V v ⟩
= ∑ i ⟨ ( e i ) V v , ( e i ) V v ⟩ > 0
=\sum_i\langle (e_i)_Vv,(e_i)_Vv\rangle >0
= i ∑ ⟨( e i ) V v , ( e i ) V v ⟩ > 0
因此a)。
令 B 为 F 由标量扩张引起的限制 t C ∗ \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} t C ∗ 上的形式到g C \mathfrak{g}_{\mathbf{C}} g C 上双线性形式的t C \mathfrak{t}_{\mathbf{C}} t C 的逆。由科。第 7 章提案VIII, §6, no. 4,我们有5 Γ ~ ( τ ) = B ( δ ( λ ) , δ ( λ + 2 ρ ) ) ^5\widetilde{\Gamma}(\tau ) = B(\delta (\lambda ), \delta (\lambda +2\rho )) 5 Γ ( τ ) = B ( δ ( λ ) , δ ( λ + 2 ρ )) 。 扩展 δ : X ( T ) → \delta : X(T)\rightarrow δ : X ( T ) → t C ∗ \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} t C ∗ 到R \mathbf{R} R 线性映射,从X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 到t C ∗ \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} t C ∗ ,并让Q Γ Q_{\Gamma} Q Γ 为X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 上的二次方形式x → B ( δ ( x ) , δ ( x ) ) x \rightarrow B(\delta (x), \delta (x)) x → B ( δ ( x ) , δ ( x )) ;它在 W 下是分离且不变的,并且
Γ ~ ( τ ) = B ( δ ( λ + ρ ) , δ ( λ + ρ ) ) − B ( δ ( ρ ) , δ ( ρ ) ) = Q Γ ( λ + ρ ) − Q Γ ( ρ )
\widetilde{\Gamma}(\tau ) = B(\delta (\lambda +\rho ), \delta (\lambda +\rho ))-B(\delta (\rho ), \delta (\rho )) = Q_{\Gamma}(\lambda +\rho )-Q_{\Gamma}(\rho )
Γ ( τ ) = B ( δ ( λ + ρ ) , δ ( λ + ρ )) − B ( δ ( ρ ) , δ ( ρ )) = Q Γ ( λ + ρ ) − Q Γ ( ρ )
我们证明形式 Q Γ Q_{\Gamma} Q Γ 是正数。事实上,如果t C ∗ \mathfrak{t}^*_{\mathbf{C}} t C ∗ 的x ∈ X ( T ) ⊗ Q x\in X(T)\otimes \mathbf{Q} x ∈ X ( T ) ⊗ Q 、元素δ ( x ) \delta (x) δ ( x ) 在t \mathfrak{t} t 上取纯虚的值,因此在i t i\mathfrak{t} i t 上取实数值;我们结论通过评论,对于y ∈ i t y\in i\mathfrak{t} y ∈ i t ,我们有F ( y , y ) ≥ 0 F(y, y)\geq 0 F ( y , y ) ≥ 0 。
仍有待证明b)中的唯一性断言。令 Q 为 X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R 满足上所需的条件的二次形式,并令 Φ \Phi Φ (或Φ Γ \Phi_{\Gamma} Φ Γ )为与 Q(或Q Γ Q_{\Gamma} Q Γ )关联的双线性形式。对于λ , μ ∈ X + + \lambda , \mu\in X_{++} λ , μ ∈ X ++ ,我们有
Φ ( λ , μ ) = ( Q ( λ + μ + ρ ) − Q ( ρ ) ) − ( Q ( λ + ρ ) − Q ( ρ ) ) − ( Q ( μ + ρ ) − Q ( ρ ) )
\Phi (\lambda , \mu) = (Q(\lambda +\mu+\rho )-Q(\rho ))-(Q(\lambda +\rho )-Q(\rho ))-(Q(\mu+\rho )-Q(\rho ))
Φ ( λ , μ ) = ( Q ( λ + μ + ρ ) − Q ( ρ )) − ( Q ( λ + ρ ) − Q ( ρ )) − ( Q ( μ + ρ ) − Q ( ρ ))
= Φ Γ ( λ , μ )
=\Phi_{\Gamma}(\lambda , \mu)
= Φ Γ ( λ , μ )
由于X ( T ) + + X(T)_{++} X ( T ) ++ 生成R \mathbf{R} R 向量空间X ( T ) ⊗ R X(T)\otimes \mathbf{R} X ( T ) ⊗ R ,我们有Φ = Φ Γ \Phi =\Phi_{\Gamma} Φ = Φ Γ ,所以Q = Q Γ Q = Q_{\Gamma} Q = Q Γ 。
习题
参见习题为 § 7 。