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§ 13。经典可拆分简单李代数
在本段中,我们明确地描述了对于经典可分割简单李代数的每个型:
这个型、它的维数和它的分裂嘉当的(I)代数
子代数;
(II) 它的同根;
(III) 博雷尔子代数及其抛物线子代数;
(IV) 其基本简单表示;
(V) 其基本简单表示的那些是
正交或辛;
(VI) 代数不变量多项式函数;
(VII)群Autg \mathfrak{g} g 、Aut0 g _0\mathfrak{g} 0 g 、Aute g _e\mathfrak{g} e g 的某些性质;
(VIII)限制杀戮形式至嘉当子代数;
(IX) 谢瓦利阶。
1. 代数型 Al _{\boldsymbol{l}} l (l ≥ \boldsymbol{l}\geq l ≥ 1)
(I) 令k k k 上的V为维数l + 1 l+ 1 l + 1 向量空间,并令g \mathfrak{g} g 为踪迹的V自同态代数s l ( V ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(V) sl ( V ) 零。令( e i ) 1 ≤ i ≤ l + 1 (e_i)_{1\leq i\leq l+1} ( e i ) 1 ≤ i ≤ l + 1 为V中的基;与g \mathfrak{g} g 的元素相关联的映射关于该基的矩阵是g \mathfrak{g} g 与踪迹零的矩阵的代数s l ( l + 1 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1, k) sl ( l + 1 , k ) 的标识。我们知道g \mathfrak{g} g 是半单(第I, §6, no. 7章,第8条命题)。
回想一下(代数,II, §10, no. 3章),E i j E_{ij} E ij 表示矩阵( α m p ) (\alpha_{mp}) ( α m p ) ,这样α i j = 1 \alpha_{ij}= 1 α ij = 1 和α m p = 0 \alpha_{mp}= 0 α m p = 0 代表( m , p ) ≠ ( i , j ) (m, p)\not= (i, j) ( m , p ) = ( i , j ) 。 矩阵
E i j ( 1 ≤ i , j ≤ l + 1 , i ≠ j )
E_{ij}(1\leq i, j\leq l+ 1, i\not=j)
E ij ( 1 ≤ i , j ≤ l + 1 , i = j )
E i , i − E i + 1 , i + 1 ( 1 ≤ i ≤ l )
E_{i,i}-E_{i+1,i+1}(1\leq i\leq l)
E i , i − E i + 1 , i + 1 ( 1 ≤ i ≤ l )
形式基共g \mathfrak{g} g 。因此
dimg = l ( l + 2 ) \mathfrak{g}=l(l+ 2) g = l ( l + 2 ) .
令h ^ \widehat{\mathfrak{h}} h 为g l ( l + 1 , k ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(l+ 1, k) gl ( l + 1 , k ) 的对角线元素的集合; 序列( E i i ) 1 ≤ i ≤ l + 1 (E_{ii})_{1\leq i\leq l+1} ( E ii ) 1 ≤ i ≤ l + 1 是向量空间h ^ \widehat{\mathfrak{h}} h 中的基;设( ε ^ i ) 1 ≤ i ≤ l + 1 (\widehat{\varepsilon}_i)_{1\leq i\leq l+1} ( ε i ) 1 ≤ i ≤ l + 1 是h ^ ∗ \widehat{\mathfrak{h}}^* h ∗ 对( E i i ) 1 ≤ i ≤ l + 1 (E_{ii})_{1\leq i\leq l+1} ( E ii ) 1 ≤ i ≤ l + 1 的基。对于所有h ∈ h ^ h\in \widehat{\mathfrak{h}} h ∈ h ,
[ h , E i j ] = ( ε ^ i ( h ) − ε ^ j ( h ) ) E i j (1)
[h, E_{ij}] = (\widehat{\varepsilon}_i(h)-\widehat{\varepsilon}_j(h))E_{ij} \tag{1}
[ h , E ij ] = ( ε i ( h ) − ε j ( h )) E ij ( 1 )
由章。 I, §1, no. 2,公式 (5)。 令h \mathfrak{h} h 为迹线零的h ^ \widehat{\mathfrak{h}} h 元素集合,并放入ε i = ε ^ i ∣ h \varepsilon_i= \widehat{\varepsilon}_i|\mathfrak{h} ε i = ε i ∣ h 。 那么h \mathfrak{h} h 就是g \mathfrak{g} g 的嘉当子代数(第VII, §2, no. 1,例4章)。 关系(1)证明这个嘉当子代数是分裂,( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根是ε i − ε j ( i ≠ j ) \varepsilon_i-\varepsilon_j(i\not=j) ε i − ε j ( i = j ) 。 设h ^ 0 ∗ \widehat{\mathfrak{h}}^*_0 h 0 ∗ 为h ^ ∗ \widehat{\mathfrak{h}}^* h ∗ 和的元素的集合,其相对于( ε ^ i ) (\widehat{\varepsilon}_i) ( ε i ) 的坐标为零。 从h ^ 0 ∗ \widehat{\mathfrak{h}}^*_0 h 0 ∗ 到h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 的映射λ → λ ∣ h \lambda \rightarrow \lambda |\mathfrak{h} λ → λ ∣ h 是双射的。 因而,( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根系R是型A l A_l A l (第VI, §4, no. 7章)。 因而,g \mathfrak{g} g 很简单(§3, no. 2,第 6 条命题的 Cor.1)。 因而,g \mathfrak{g} g 是型A l A_l A l 的可分割简单李代数。
在基本自同构下,g \mathfrak{g} g 的每个分裂嘉当子代数 h ′ \mathfrak{h}' h ′ 都是 h \mathfrak{h} h 的变换(§3, no. 3,Prop. 10 的 Cor.)。 由于Aute g _e\mathfrak{g} e g 是g \mathfrak{g} g 的自同构x → s x s − 1 x \rightarrow sxs^{-1} x → s x s − 1 和s ∈ S L ( V ) s\in \mathbf{S}\mathbf{L}(V) s ∈ SL ( V ) 的集合(第VII, §3, no. 1,注2;cf.也(VII)),因此存在基 V的β \beta β 使得h ′ \mathfrak{h}' h ′ 是g \mathfrak{g} g 的元素的集合h β \mathfrak{h}_{\beta} h β ,其中矩阵相对于基β \beta β 是对角线。 由于h β \mathfrak{h}_{\beta} h β 包含元素与不同的特征值,V的唯一向量子空间在h β \mathfrak{h}_{\beta} h β 的元素下稳定是由β \beta β 的子集生成的。 由此可见,映射β → h β \beta \rightarrow \mathfrak{h}_{\beta} β → h β 诱导由V的分解的集合代入维数的l + 1 l+ 1 l + 1 子空间的直和商双射得集合分裂嘉当子代数 g \mathfrak{g} g 。 (II) 设α = ε i − ε j ( i ≠ j ) \alpha =\varepsilon_i-\varepsilon_j(i\not=j) α = ε i − ε j ( i = j ) 为根。 我们有g α = k E i j \mathfrak{g}^{\alpha}=kE_{ij} g α = k E ij 。 自从
[ E i j , E j i ] = E i i − E j j
[E_{ij}, E_{ji}] =E_{ii}-E_{jj}
[ E ij , E j i ] = E ii − E j j
从 α ( E i i − E j j ) = 2 \alpha (E_{ii}-E_{jj}) = 2 α ( E ii − E j j ) = 2 开始,我们有 (§2, no. 2, Th. 1 (ii))
H α = E i i − E j j
H_{\alpha}=E_{ii}-E_{jj}
H α = E ii − E j j
(III) 放入α 1 = ε 1 − ε 2 , α 2 = ε 2 − ε 3 , . . . , α l = ε l − ε l + 1 \alpha_1=\varepsilon_1-\varepsilon_2, \alpha_2=\varepsilon_2-\varepsilon_3, . . . , \alpha_l=\varepsilon_l-\varepsilon_{l+1} α 1 = ε 1 − ε 2 , α 2 = ε 2 − ε 3 , ... , α l = ε l − ε l + 1 。由章。 VI, §4,没有。 7. I , ( α 1 , . . . , α l ) 7.I, (\alpha_1, . . . , \alpha_l) 7. I , ( α 1 , ... , α l ) 是R的基B;相对于 B 的正根是 i < j i < j i < j 的 ε i − ε j \varepsilon_i-\varepsilon_j ε i − ε j 。 相应的博雷尔子代数b \mathfrak{b} b 是轨迹零的上三角矩阵的集合。
V中的标志是向量子空间V的集合,与{ 0 } \{0\} { 0 } 和V不同,完全按包含排序。 V 的标志包含阶集合。最大标志为集合 { W 1 , . . . , W l } \{W_1, . . . ,W_l\} { W 1 , ... , W l } ,其中 W i W_i W i 是 i i i 维向量子空间且
W 1 ⊂ ⋯ ⊂ W l
W_1\subset \cdots \subset W_l
W 1 ⊂ ⋯ ⊂ W l
对于例,如果V i V_i V i 表示e 1 , . . . , e i e_1, . . . , e_i e 1 , ... , e i 生成的V的子空间,则{ V 1 , . . . , V l } \{V_1, . . . ,V_l\} { V 1 , ... , V l } 是最大标志。
It is immediate that b \mathfrak{b} b is the set of elements of g \mathfrak{g} g leaving stable the elements of the maximal flag { V 1 , . . . , V l } \{V_1, . . . ,V_l\} { V 1 , ... , V l } . 相反,由于b \mathfrak{b} b 包含h \mathfrak{h} h 和矩阵E i j E_{ij} E ij 对于i < j i < j i < j ,我们看到V i V_i V i 是b \mathfrak{b} b 下唯一稳定的非平凡向量子空间。
现在让 δ \delta δ 成为 V 中的最大标志。由上可知,g \mathfrak{g} g 的元素的集合b δ \mathfrak{b}_{\delta} b δ 保持稳定,δ \delta δ 的所有元素是g \mathfrak{g} g 的博雷尔子代数。由于g \mathfrak{g} g 的每个博雷尔子代数是基本自同构下b \mathfrak{b} b 的变换,我们看到映射δ → b δ \delta \rightarrow \mathfrak{b}_{\delta} δ → b δ 是从最大标志的集合到博雷尔子代数的集合的双射 g \mathfrak{g} g 。
令 β \beta β 为 V 中的基。根据 (I) 和前面的内容,博雷尔子代数包含 h β \mathfrak{h}_{\beta} h β 是相应的到最大标志,其中每个元素是由β \beta β 的子集生成的。这些标志对应通过以下方式双射到β \beta β 上的总阶:β \beta β 上的总阶ω \omega ω 与标志{ W 1 , . . . , W l } \{W_1, . . . ,W_l\} { W 1 , ... , W l } 相关联,其中W i W_i W i 是由第一个生成的向量子空间 i i i 元素共 β \beta β 阶 ω \omega ω 。因为有 ( l + (l+ ( l + 1)! β \beta β 上总共阶,我们恢复了存在( l + (l+ ( l + 的事实1)! ( s l ( V ) , h β ) ( (\mathfrak{s}\mathfrak{l}(V),\mathfrak{h}_{\beta}) ( ( sl ( V ) , h β ) ( §3, no. 3、注中的博雷尔子代数)。
设γ \gamma γ 为V中的一面旗帜。由于γ \gamma γ 包含在最大标志中,因而g \mathfrak{g} g 的元素的集合p γ \mathfrak{p}_{\gamma} p γ 离开稳定的γ \gamma γ 的元素是g \mathfrak{g} g 的抛物线子代数。我们证明,在 p γ \mathfrak{p}_{\gamma} p γ 下唯一稳定的非平凡向量子空间是 γ \gamma γ 的元素。为此,我们可以假设 γ = { V i 1 , . . . , V i q } \gamma =\{V_{i_1}, . . . ,V_{i_q}\} γ = { V i 1 , ... , V i q } 和 1 ≤ i 1 < ⋯ < i q ≤ l 1\leq i_1<\cdots < i_q\leq l 1 ≤ i 1 < ⋯ < i q ≤ l 。把i 0 = 0 , i q + 1 = l + 1 i_0= 0, i_{q+1}=l+ 1 i 0 = 0 , i q + 1 = l + 1 。非空区间
i 0 + 1 , i 1 , i 1 + 1 , i 2 , . . . , i q + 1 , i q + 1
i_0+ 1, i_1, i_1+ 1, i_2, . . . , i_q+ 1, i_{q+1}
i 0 + 1 , i 1 , i 1 + 1 , i 2 , ... , i q + 1 , i q + 1
{ 1 , . . . , l + 1 } \{1, . . . , l+ 1\} { 1 , ... , l + 1 } 的形式划分,因此阶l + 1 l+ 1 l + 1 的任何平方矩阵都可以写成块矩阵( X a b ) 1 ≤ a , b ≤ q + 1 (X_{ab})_{1\leq a,b\leq q+1} ( X ab ) 1 ≤ a , b ≤ q + 1 。 代数p γ \mathfrak{p}_{\gamma} p γ 则为s l ( l + 1 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1, k) sl ( l + 1 , k ) 的元素( X a b ) 1 ≤ a , b ≤ q + 1 (X_{ab})_{1\leq a,b\leq q+1} ( X ab ) 1 ≤ a , b ≤ q + 1 之集合p i 1 , . . . , i q \mathfrak{p}_{i_1,...,i_q} p i 1 , ... , i q ,使得X a b = 0 X_{ab}= 0 X ab = 0 为a > b a > b a > b 。由于p i 1 , . . . , i q ⊃ b \mathfrak{p}_{i_1,...,i_q}\supset \mathfrak{b} p i 1 , ... , i q ⊃ b ,在p i 1 , . . . , i q \mathfrak{p}_{i_1,...,i_q} p i 1 , ... , i q 下稳定的非平凡向量子空间是V i V_i V i 之一;如果i k < i < i k + 1 i_k< i < i_{k+1} i k < i < i k + 1 ,代数p i 1 , . . . , i q \mathfrak{p}_{i_1,...,i_q} p i 1 , ... , i q 包含于E i k + 1 , i E_{i_{k+1},i} E i k + 1 , i 和V i V_i V i 不稳定,因此我们的断言。
因而,最大标志{ V 1 , . . . , V l } \{V_1, . . . ,V_l\} { V 1 , ... , V l } 中包含的2 l 2^l 2 l 标志产生2 l 2^l 2 l 不同的抛物线子代数包含b \mathfrak{b} b ;因为正好有 2 l 2^l 2 l 抛物线子代数包含 b ( \mathfrak{b}( b ( §3, no. 4, 注),因此映射 γ → p γ \gamma \rightarrow \mathfrak{p}_{\gamma} γ → p γ 是双射来自集合的标志g \mathfrak{g} g 的抛物线子代数的V 至集合。此外,p γ ⊃ p γ ′ \mathfrak{p}_{\gamma}\supset \mathfrak{p}_{\gamma'} p γ ⊃ p γ ′ 当且仅当γ ⊂ γ ′ \gamma \subset \gamma ' γ ⊂ γ ′ 。
回想一下抛物线子代数 p = p i 1 , . . . , i q ( 1 ≤ i 1 < ⋯ < i q ≤ l ) \mathfrak{p}=\mathfrak{p}_{i_1,...,i_q}(1\leq i_1<\cdots < i_q\leq l) p = p i 1 , ... , i q ( 1 ≤ i 1 < ⋯ < i q ≤ l ) 。令s \mathfrak{s} s (或n \mathfrak{n} n )为s l ( l + 1 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1, k) sl ( l + 1 , k ) 中( X a b ) 1 ≤ a , b ≤ q + 1 (X_{ab})_{1\leq a,b\leq q+1} ( X ab ) 1 ≤ a , b ≤ q + 1 的集合,使得X a b = 0 X_{ab}= 0 X ab = 0 对应于a ≠ b a\not=b a = b (或a ≥ b a\geq b a ≥ b )。根据§3, no. 4的第13条命题,我们有p = s ⊕ n \mathfrak{p}=\mathfrak{s}\oplus \mathfrak{n} p = s ⊕ n ,子代数,s \mathfrak{s} s 在g \mathfrak{g} g 中被还原,而n \mathfrak{n} n 既是最大的幂零理想又是p \mathfrak{p} p 的幂零根。
(IV) 对于r = 1 , 2 , . . . , l r= 1,2, . . . , l r = 1 , 2 , ... , l ,设ϖ r = ε 1 + ⋯ + ε r \varpi_r=\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_r ϖ r = ε 1 + ⋯ + ε r 。我们有ϖ i ( H α j ) = δ i j \varpi_i(H_{\alpha_j}) =\delta_{ij} ϖ i ( H α j ) = δ ij ,所以ϖ r \varpi_r ϖ r 是基本的权相应的到α r \alpha_r α r 。
令σ \sigma σ 为g \mathfrak{g} g 在V上的恒等式表示。 σ \sigma σ 的外部幂⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 是E = ⋀ r ( V ) E =\bigwedge^r(V) E = ⋀ r ( V ) 上的表示。让( e 1 , . . . , e l + 1 ) (e_1, . . . , e_{l+1}) ( e 1 , ... , e l + 1 ) 成为V中选择的基。 e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r e_{i_1}\wedge \cdots \wedge e_{i_r} e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r ,其中 E 的 i 1 < ⋯ < i r i_1<\cdots < i_r i 1 < ⋯ < i r 、形式基。如果 h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h ,
( ⋀ r σ ) ( h ) . e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r = ( ε i 1 + ⋯ + ε i r ) ( h ) e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r
(\bigwedge^r\sigma )(h).e_{i_1}\wedge \cdots \wedge e_{i_r}= (\varepsilon_{i_1}+\cdots +\varepsilon_{i_r})(h)e_{i_1}\wedge \cdots \wedge e_{i_r}
( ⋀ r σ ) ( h ) . e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r = ( ε i 1 + ⋯ + ε i r ) ( h ) e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r
因而,每个权都是重数,1 , ϖ r 1,\varpi_r 1 , ϖ r 是⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的权,并且每个其他权都是形式ϖ r − μ \varpi_r-\mu ϖ r − μ ,其中μ \mu μ 是正部首权。因而,ϖ r \varpi_r ϖ r 是⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的最高权,而e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 是原语元素。由章。 VI, §4, no. 7.IX,Weyl 群可以与对称群识别
{ ε 1 , . . . , ε l + 1 }
\{\varepsilon_1, . . . , \varepsilon_{l+1}\}
{ ε 1 , ... , ε l + 1 }
Weyl 群下的 ϖ r \varpi_r ϖ r 的轨道因此包含所有 ε i 1 + ⋯ + ε i r \varepsilon_{i_1}+\cdots +\varepsilon_{i_r} ε i 1 + ⋯ + ε i r 和 i 1 < ⋯ < i r i_1<\cdots < i_r i 1 < ⋯ < i r 。由原语元素e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 生成的简单子模因此承认所有ε i 1 + ⋯ + ε i r \varepsilon_{i_1}+\cdots +\varepsilon_{i_r} ε i 1 + ⋯ + ε i r 为权,因此等于E。因而,⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 与最高权ϖ r \varpi_r ϖ r 不可约。
因而,表示⋀ r σ ( 1 ≤ r ≤ l ) \bigwedge^r\sigma (1\leq r\leq l) ⋀ r σ ( 1 ≤ r ≤ l ) 是基本的表示。我们有暗淡(⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ )= ( r l + 1 ) =(^{l+1}_r) = ( r l + 1 ) 。
(V) 我们有w 0 ( α 1 ) = − α l , w 0 ( α 2 ) = − α l − 1 , . . w_0(\alpha_1) =-\alpha_l, w_0(\alpha_2) =-\alpha_{l-1}, . . w 0 ( α 1 ) = − α l , w 0 ( α 2 ) = − α l − 1 , .. 。 (第VI, §4, no. 7,XI),所以
− w 0 ( ϖ 1 ) = ϖ l , − w 0 ( ϖ 2 ) = ϖ l − 1 , . . .
-w_0(\varpi_1) =\varpi_l,-w_0(\varpi_2) =\varpi_{l-1}, . . .
− w 0 ( ϖ 1 ) = ϖ l , − w 0 ( ϖ 2 ) = ϖ l − 1 , ...
让
ω = n 1 ϖ 1 + ⋯ + n l ϖ l ( n 1 , . . . , n l ∈ N )
\omega =n_1\varpi_1+\cdots +n_l\varpi_l(n_1, . . . , n_l\in \mathbf{N})
ω = n 1 ϖ 1 + ⋯ + n l ϖ l ( n 1 , ... , n l ∈ N )
成为主导权。那么,简单的表示与最高权 ω \omega ω 正交或辛当且仅当
n 1 = n l , n 2 = n l − 1 , . .
n_1=n_l,n_2=n_{l-1}, . .
n 1 = n l , n 2 = n l − 1 , ..
(§7, no. 5,提案 12)。特别是,如果 l l l 是偶数,则 s l ( l + 1 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1, k) sl ( l + 1 , k ) 的基数表示都不是正交或辛的。如果 l l l 是奇数,则 i ≠ ( l + 1 ) / 2 i\not= (l+ 1)/2 i = ( l + 1 ) /2 的表示 ⋀ i σ \bigwedge^i\sigma ⋀ i σ 既不正交也不辛;由章。 ϖ ( l + 1 ) / 2 \varpi_{(l+1)/2} ϖ ( l + 1 ) /2 相对于( α 1 , . . . , α l ) (\alpha_1, . . . , \alpha_l) ( α 1 , ... , α l ) 的坐标VI, §4, no. 7.VI、和为
1 l + 1 [ l + 1 2 ( 1 + 2 + ⋯ + l − 1 2 ) + l + 1 2 ( 1 + 2 + ⋯ + l + 1 2 ) ]
\frac{1}{l + 1}[\frac{l + 1}{2}(1 + 2 +\cdots +\frac{l- 1}{2})+\frac{l + 1}{2}(1 + 2 +\cdots +\frac{l + 1}{2})]
l + 1 1 [ 2 l + 1 ( 1 + 2 + ⋯ + 2 l − 1 ) + 2 l + 1 ( 1 + 2 + ⋯ + 2 l + 1 )]
= 1 + 2 + ⋯ + l − 1 2 + l + 1 4
= 1 + 2 +\cdots +\frac{l- 1}{2}+\frac{l + 1}{4}
= 1 + 2 + ⋯ + 2 l − 1 + 4 l + 1
so ⋀ ( l + 1 ) / 2 σ \bigwedge^{(l+1)/2}\sigma ⋀ ( l + 1 ) /2 σ is orthogonal if l ≡ − 1 l\equiv -1 l ≡ − 1 (mod. 4) and symplectic if l ≡ 1 l\equiv 1 l ≡ 1 (mod. 4) (§7, no. 5, Prop. 12). 最后的结果可以如下变得更加精确。 选择 ⋀ l + 1 ( V ) \bigwedge^{l+1}(V) ⋀ l + 1 ( V ) 中的非零元素 e e e 。 乘法在外部代数 V 定义双线性映射
⋀ ( l + 1 ) / 2 ( V ) × ⋀ ( l + 1 ) / 2 ( V )
\bigwedge^{(l+1)/2}(V)\times \bigwedge^{(l+1)/2}(V)
⋀ ( l + 1 ) /2 ( V ) × ⋀ ( l + 1 ) /2 ( V )
到⋀ l + 1 \bigwedge^{l+1} ⋀ l + 1 (V),可以写成( u , v ) → Φ ( u , v ) e (u, v) \rightarrow \Phi (u, v)e ( u , v ) → Φ ( u , v ) e ,其中Φ \Phi Φ 是⋀ ( l + 1 ) / 2 ( V ) \bigwedge^{(l+1)/2}(V) ⋀ ( l + 1 ) /2 ( V ) 上的双线性形式。立即验证Φ \Phi Φ 非零,在g \mathfrak{g} g 下不变(因此非简并),如果( l + 1 ) / 2 (l+ 1)/2 ( l + 1 ) /2 是偶数则对称,如果( l + 1 ) / 2 (l+ 1)/2 ( l + 1 ) /2 是奇数则交错的。
(VI) 对于所有x ∈ g x\in \mathfrak{g} x ∈ g ,σ ( x ) = x \sigma (x) =x σ ( x ) = x 的特征多项式可以写成
T l + 1 + f 2 ( x ) T l − 1 + f 3 ( x ) T l − 2 + ⋯ + f l + 1 ( x )
T^{l+1}+f_2(x)T^{l-1}+f_3(x)T^{l-2}+\cdots +f_{l+1}(x)
T l + 1 + f 2 ( x ) T l − 1 + f 3 ( x ) T l − 2 + ⋯ + f l + 1 ( x )
其中f 2 , . . . , f l + 1 f_2, . . . , f_{l+1} f 2 , ... , f l + 1 在g ( \mathfrak{g}( g ( §8, no. 3、引理2)下是多项式函数不变的。
如果x = ξ 1 E 11 + ⋯ + ξ l + 1 E l + 1 l + 1 ∈ h x=\xi_1E_{11}+\cdots +\xi_{l+1}E_{l+1l+1}\in \mathfrak{h} x = ξ 1 E 11 + ⋯ + ξ l + 1 E l + 1 l + 1 ∈ h ,则f i ( x ) f_i(x) f i ( x ) 直到符号为止都是次数2 , . . . , l + 1 2, . . . , l+ 1 2 , ... , l + 1 的ξ 1 , . . . , ξ l + 1 \xi_1, . . . , \xi_{l+1} ξ 1 , ... , ξ l + 1 的初等对称函数。因此,由章。 VI, §4, no. 7.IX,S ( h ∗ ) \mathbf{S}(\mathfrak{h}^*) S ( h ∗ ) 的元素的f i ∣ h f_i|\mathfrak{h} f i ∣ h 生成代数在Weyl群下不变量,并且是代数独立的。因此,多项式函数的(§8, no. 3,命题3 3 3 )f 2 , f 3 , . . . , f l + 1 f_2, f_3, . . . , f_{l+1} f 2 , f 3 , ... , f l + 1 生成代数在g \mathfrak{g} g 下是不变的,并且是代数独立的。
(VII) 对于所有g ∈ G L ( l + 1 , k ) g\in \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k) g ∈ GL ( l + 1 , k ) ,令φ k ( g ) = φ ( g ) \varphi_k(g) =\varphi (g) φ k ( g ) = φ ( g ) 为自同构x → g x g − 1 x \rightarrow gxg^{-1} x → g x g − 1 / g \mathfrak{g} g 。那么从G L ( l + 1 , k ) \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k) GL ( l + 1 , k ) 到Aut(g \mathfrak{g} g ),φ \varphi φ 就是同态。我们有
φ ( S L ( l + 1 , k ) ) = \varphi (\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k)) = φ ( SL ( l + 1 , k )) = 自动e ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g )
(第VII, §3, no. 1、注2章)。设k ‾ \overline{k} k 为k k k 的代数闭包。我们有
G L ( l + 1 , k ‾ ) = k ‾ ∗ . S L ( l + 1 , k ‾ )
\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1,\overline{k}) = \overline{k}^*.\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1,\overline{k})
GL ( l + 1 , k ) = k ∗ . SL ( l + 1 , k )
所以φ k ‾ ( G L ( l + 1 , k ‾ ) ) = φ k ‾ ( S L ( l + 1 , k ‾ ) ) = \varphi_{\overline{k}}(\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1,\overline{k})) =\varphi_{\overline{k}}(\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1,\overline{k})) = φ k ( GL ( l + 1 , k )) = φ k ( SL ( l + 1 , k )) = 自动e ( g ⊗ k k ‾ ) _e(\mathfrak{g}\otimes_k\overline{k}) e ( g ⊗ k k ) ;由此可见 φ ( G L ( l + 1 , k ) ) ⊂ \varphi (\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k))\subset φ ( GL ( l + 1 , k )) ⊂ Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 。另一方面,根据§7, no. 1的第2号命题,Aut0 ( g ) ⊂ φ ( G L ( l + 1 , k ) ) _0(\mathfrak{g})\subset \varphi (\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k)) 0 ( g ) ⊂ φ ( GL ( l + 1 , k )) 适用于g \mathfrak{g} g 的恒等式表示。因此,
自动0 ( g ) = φ ( G L ( l + 1 , k ) ) _0(\mathfrak{g}) =\varphi (\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k)) 0 ( g ) = φ ( GL ( l + 1 , k )) 。
φ \varphi φ 核是与阶l + 1 l+1 l + 1 每矩阵可交换的G L ( l + 1 , k ) \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k) GL ( l + 1 , k ) 元素集合,即可逆标量矩阵的集合k ∗ k^* k ∗ 。因此,Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 可以与群G L ( l + 1 , k ) / k ∗ = P G L ( l + 1 , k ) \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k)/k^*=\mathbf{P}\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k) GL ( l + 1 , k ) / k ∗ = PGL ( l + 1 , k ) 识别。 φ ′ = φ ∣ S L ( l + 1 , k ) \varphi '=\varphi |\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k) φ ′ = φ ∣ SL ( l + 1 , k ) 的核是μ l + 1 ( k ) \mu_{l+1}(k) μ l + 1 ( k ) ,其中μ l + 1 ( k ) \mu_{l+1}(k) μ l + 1 ( k ) 表示k k k 中单位元的( l + (l+ ( l + 1)第根中的集合。因此,Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 可以被识别为群S L ( l + 1 , k ) / μ l + 1 ( k ) = P S L ( l + 1 , k ) \mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k)/\mu_{l+1}(k) =\mathbf{P}\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k) SL ( l + 1 , k ) / μ l + 1 ( k ) = PSL ( l + 1 , k ) 。另一方面,我们有正合序列
1 ⟶ S L ( l + 1 , k ) ⟶ G L ( l + 1 , k ) ⟶ d e t k ∗ ⟶ \longrightarrow \mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k)\longrightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k)\longrightarrow^{det}k^*\longrightarrow ⟶ SL ( l + 1 , k ) ⟶ GL ( l + 1 , k ) ⟶ d e t k ∗ ⟶ 1
det下的k ∗ k^* k ∗ 的像是k ∗ l + 1 k^{*l+1} k ∗ l + 1 。由此可见,有典范同构
自动0 ( g ) / _0(\mathfrak{g})/ 0 ( g ) / 自动e ( g ) ⟶ P G L ( l + 1 , k ) / P S L ( l + 1 , k ) _e(\mathfrak{g})\longrightarrow \mathbf{P}\mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k)/\mathbf{P}\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k) e ( g ) ⟶ PGL ( l + 1 , k ) / PSL ( l + 1 , k )
⟶ G L ( l + 1 , k ) / k ∗ . S L ( l + 1 , k ) ⟶ k ∗ / k ∗ l + 1
\longrightarrow \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k)/k^*.\mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k)\longrightarrow k^*/k^{*l+1}
⟶ GL ( l + 1 , k ) / k ∗ . SL ( l + 1 , k ) ⟶ k ∗ / k ∗ l + 1
如果 k k k = R \mathbf{R} R ,如果 l + 1 l+ 1 l + 1 是奇数,我们可以看到 Aut0 ( g ) = _0(\mathfrak{g}) = 0 ( g ) = Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) ;如果 l + 1 l+ 1 l + 1 是偶数,则 Aut0 ( g ) / _0(\mathfrak{g})/ 0 ( g ) / Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 同构于 Z / 2 Z \mathbf{Z}/2\mathbf{Z} Z /2 Z 。
与5 , f ( T Q ) 5,f(T_{\mathbf{Q}}) 5 , f ( T Q ) 的记号是g \mathfrak{g} g 的自同构集合即诱导在h \mathfrak{h} h 上的恒等式,因此等于φ \varphi φ (D),其中D是对角线元素的集合 G L ( l + 1 , k ) ( \mathbf{G}\mathbf{L}(l+ 1, k) ( GL ( l + 1 , k ) ( §5,提案 4)。令D ′ D' D ′ 为S L ( l + 1 , k ) \mathbf{S}\mathbf{L}(l+ 1, k) SL ( l + 1 , k ) 的对角线元素的集合。根据§5的第3条命题,以及Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 的确定,我们有f ( q ( T P ) ) ⊂ φ ( D ′ ) f(q(T_P))\subset \varphi (D') f ( q ( T P )) ⊂ φ ( D ′ ) 。我们证明f ( q ( T P ) ) = φ ( D ′ ) f(q(T_P)) =\varphi (D') f ( q ( T P )) = φ ( D ′ ) 。让
λ 1 \lambda_1 λ 1 0
d = d= d = 。 ..
0 λ l + 1 \lambda_{l+1} λ l + 1
是元素 / D ′ D' D ′ 。对于所有 i i i 和 j j j ,存在 ζ ∈ \zeta \in ζ ∈ Hom(Q(R), k ∗ , k^* , k ∗ ) = T Q = T_Q = T Q ,使得ζ ( ε i − ε j ) = λ i λ j − 1 \zeta (\varepsilon_i-\varepsilon_j) =\lambda_i\lambda^{-1}_j ζ ( ε i − ε j ) = λ i λ j − 1 。很容易验证f ( ζ ) = φ ( d ) f(\zeta ) =\varphi (d) f ( ζ ) = φ ( d ) 。由章。 VI, §4, no. 7.VIII,P(R)由Q(R)和元素ε = ε 1 \varepsilon =\varepsilon_1 ε = ε 1 生成,其P ( R ) / Q ( R ) P(R)/Q(R) P ( R ) / Q ( R ) 中的像为阶l + 1 l+ 1 l + 1 ;但是
ζ ( ( l + 1 ) ε ) = ζ ( ( ε 1 − ε 2 ) + ( ε 1 − ε 3 ) + ⋯ + ( ε 1 − ε l + 1 ) )
\zeta ((l+ 1)\varepsilon ) =\zeta ((\varepsilon_1-\varepsilon_2) + (\varepsilon_1-\varepsilon_3) +\cdots + (\varepsilon_1-\varepsilon_{l+1}))
ζ (( l + 1 ) ε ) = ζ (( ε 1 − ε 2 ) + ( ε 1 − ε 3 ) + ⋯ + ( ε 1 − ε l + 1 ))
= λ 1 l λ 2 − 1 λ 3 − 1 . . . λ l + 1 − 1 = λ 1 l + 1
=\lambda^l_1\lambda^{-1}_2\lambda^{-1}_3. . . \lambda^{-1}_{l+1}=\lambda^{l+1}_1
= λ 1 l λ 2 − 1 λ 3 − 1 ... λ l + 1 − 1 = λ 1 l + 1
所以从 P(R) 到 k ∗ k^* k ∗ ζ \zeta ζ 扩展到同态。这就证明了ζ ∈ q ( T P ) \zeta \in q(T_P) ζ ∈ q ( T P ) ,所以φ ( d ) ∈ f ( q ( T P ) ) \varphi (d)\in f(q(T_P)) φ ( d ) ∈ f ( q ( T P )) 。
回想一下(§5, no. 3,第 5 条命题第 2 条),对于 l = 1 l= 1 l = 1 ,Aut(g \mathfrak{g} g ) = = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) ,对于 l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 ,Aut(g \mathfrak{g} g )/ / / Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 同构于 Z / 2 Z \mathbf{Z}/2\mathbf{Z} Z /2 Z 。如果l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 (第VI, §4, no. 7.XI),则映射θ : x → − t x \theta :x \rightarrow -^tx θ : x → − t x 是s l ( l + 1 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1, k) sl ( l + 1 , k ) 和a 0 = θ ∣ h ∉ W a_0=\theta |\mathfrak{h}\notin W a 0 = θ ∣ h ∈ / W 的自同构,所以a 0 a_0 a 0 的类 Aut(g \mathfrak{g} g )/ / / Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 是这个群的非平凡元素(§5, no. 2,命题 4)。
杀戮形式的(VIII)限制到h \mathfrak{h} h 是
Φ ( ξ 1 E 11 + ⋯ + ξ l + 1 E l + 1 , l + 1 , ξ 1 ′ E 11 + ⋯ + ξ l + 1 ′ E l + 1 , l + 1 )
\Phi (\xi_1E_{11}+\cdots +\xi_{l+1}E_{l+1,l+1}, \xi '_1E_{11}+\cdots +\xi '_{l+1}E_{l+1,l+1})
Φ ( ξ 1 E 11 + ⋯ + ξ l + 1 E l + 1 , l + 1 , ξ 1 ′ E 11 + ⋯ + ξ l + 1 ′ E l + 1 , l + 1 )
= ∑ i ≠ j ( ξ i − ξ j ) ( ξ i ′ − ξ j ′ ) = ∑ i , j ( ξ i − ξ j ) ( ξ i ′ − ξ j ′ )
=\sum_{i\not=j}(\xi_i-\xi_j)(\xi '_i-\xi '_j) =\sum_{i,j}(\xi_i-\xi_j)(\xi '_i-\xi '_j)
= i = j ∑ ( ξ i − ξ j ) ( ξ i ′ − ξ j ′ ) = i , j ∑ ( ξ i − ξ j ) ( ξ i ′ − ξ j ′ )
= ( l + 1 ) ∑ i ξ i ξ i ′ + ( l + 1 ) ∑ j ξ j ξ j ′ − 2 ( ∑ i ξ i ) ( ∑ j ξ j ′
= (l+ 1)\sum_i\xi_i\xi '_i+ (l+ 1)\sum_j\xi_j\xi '_j-2(\sum_i\xi_i)(\sum_j\xi '_j
= ( l + 1 ) i ∑ ξ i ξ i ′ + ( l + 1 ) j ∑ ξ j ξ j ′ − 2 ( i ∑ ξ i ) ( j ∑ ξ j ′
= 2 ( l + 1 ) ∑ i ξ i ξ i ′
= 2(l+ 1)\sum_i\xi_i\xi '_i
= 2 ( l + 1 ) i ∑ ξ i ξ i ′
(IX) 对于 1 ≤ i < j ≤ l + 1 1\leq i < j\leq l+ 1 1 ≤ i < j ≤ l + 1 ,输入
X ε i − ε j = E i j X ε j − ε i = − E j i
X_{\varepsilon_i-\varepsilon_j}=E_{ij}X_{\varepsilon_j-\varepsilon_i}=-E_{ji}
X ε i − ε j = E ij X ε j − ε i = − E j i
然后,对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,我们有[ X α , X − α ] = − H α [X_{\alpha}, X_{-\alpha}] =-H_{\alpha} [ X α , X − α ] = − H α 和θ ( X α ) = X − α \theta (X_{\alpha}) =X_{-\alpha} θ ( X α ) = X − α (其中θ \theta θ 是(VII)中引入的自同构x → − t x x \rightarrow -^tx x → − t x )。因而,( X α ) α ∈ R (X_{\alpha})_{\alpha\in R} ( X α ) α ∈ R 是 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 中的 Chevalley 系统。
取k = Q k=\mathbf{Q} k = Q 。 h ( \mathfrak{h}( h ( §12, no. 6,Def. 中允许的格子。 1) 是位于 E i i − E i + 1 , i + 1 E_{ii}-E_{i+1,i+1} E ii − E i + 1 , i + 1 生成的 Z \mathbf{Z} Z -模 Q ( R ∨ ) Q(R^{\vee}) Q ( R ∨ ) 之间,即矩阵属于到 s l ( l + 1 , Z ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Z}) sl ( l + 1 , Z ) 对角线的由……组成和由 Z \mathbf{Z} Z -模 P ( R ∨ ) P(R^{\vee}) P ( R ∨ ) 生成的Q ( R ∨ ) Q(R^{\vee}) Q ( R ∨ ) 和E 11 − ( l + 1 ) − 1 ∑ E i i E_{11}-(l+ 1)^{-1}\sum E_{ii} E 11 − ( l + 1 ) − 1 ∑ E ii (第VI, §4, no. 7.VIII),即形式x + ( l + 1 ) − 1 a .1 x+ (l+ 1)^{-1}a.1 x + ( l + 1 ) − 1 a .1 的轨迹零的对角线矩阵的由……组成,其中x x x 有整数条目和a ∈ Z a\in \mathbf{Z} a ∈ Z 。由此可见,s l ( l + 1 , Z ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+1,\mathbf{Z}) sl ( l + 1 , Z ) 是 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 中的 Chevalley 阶,与许用格子 Q ( R ∨ ) Q(R^{\vee}) Q ( R ∨ ) 和 Chevalley 系统 ( X α ) (X_{\alpha}) ( X α ) 相关。很容易验证⋀ r Z l + 1 \bigwedge^r\mathbf{Z}^{l+1} ⋀ r Z l + 1 是⋀ r Q l + 1 \bigwedge^r\mathbf{Q}^{l+1} ⋀ r Q l + 1 相对于s l ( l + 1 , Z ) ( \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Z}) ( sl ( l + 1 , Z ) ( §12, no. 8的容许格,Def。 3)。
另一方面,g l ( l + 1 , Z ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Z}) gl ( l + 1 , Z ) 是分裂的还原代数 g l ( l + 1 , Q ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Q}) gl ( l + 1 , Q ) 中的 Chevalley 阶;它的投影到s l ( l + 1 , Q ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Q}) sl ( l + 1 , Q ) 平行于g l ( l + 1 , Q ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(l+1,\mathbf{Q}) gl ( l + 1 , Q ) 的中心Q .1 \mathbf{Q}.1 Q .1 是( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 中的Chevalley阶由h \mathfrak{h} h 中的允许晶格P ( R ∨ ) P(R^{\vee}) P ( R ∨ ) 和Chevalley系统( X α ) (X_{\alpha}) ( X α ) 定义。我们注认为g l ( l + 1 , Z ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Z}) gl ( l + 1 , Z ) 不是其交的直和与s l ( l + 1 , Q ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Q}) sl ( l + 1 , Q ) 和中心的g l ( l + 1 , Q ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(l+ 1,\mathbf{Q}) gl ( l + 1 , Q ) 。
2. 代数型 Bl _{\boldsymbol{l}} l (l ≥ \boldsymbol{l}\geq l ≥ 1)
(I) 令V为有限维向量空间,而Ψ \Psi Ψ 为V上的非简并对称双线性形式。 集合 / 自同态 x x x / V,使得Ψ ( x v , v ′ ) + Ψ ( v , x v ′ ) = 0 \Psi (xv, v') +\Psi (v, xv') = 0 Ψ ( xv , v ′ ) + Ψ ( v , x v ′ ) = 0 对于所有v , v ′ ∈ V v, v'\in V v , v ′ ∈ V 来说是s l \mathfrak{s}\mathfrak{l} sl (V)的谎言子代数,半单对于昏暗的V ≠ 2 V\not= 2 V = 2 (第 I, §6, no. 7 章,第 9 条命题)。我们用 o ( Ψ ) \mathfrak{o}(\Psi ) o ( Ψ ) 表示它,并将其称为与 Ψ \Psi Ψ 关联的正交李代数。
假设V是奇数维数2 l + 1 ≥ 3 2l+ 1\geq 3 2 l + 1 ≥ 3 ,Ψ \Psi Ψ 是最大指标l l l 。用 Q 表示二次形式,使得 Ψ \Psi Ψ 与 Q 相关联。对于 x ∈ V x\in V x ∈ V ,我们有 Q ( x ) = 1 2 Ψ ( x , x ) Q(x) =\frac{1}{2}\Psi (x, x) Q ( x ) = 2 1 Ψ ( x , x ) 。 代数,第 1 章IX, §4, no. 2、V可以写成两个最大全各向同性子空间 F和F ′ F' F ′ 的直和以及F + F ′ F + F' F + F ′ 的正交补G,它是非各向同性的一维。在Ψ \Psi Ψ 乘以一个非零常数之前,我们可以假设存在e 0 ∈ G e_0\in G e 0 ∈ G 使得Ψ ( e 0 , e 0 ) = − 2 \Psi (e_0, e_0) =-2 Ψ ( e 0 , e 0 ) = − 2 。另一方面,F 和 F ′ F' F ′ 通过 Ψ \Psi Ψ 具有对偶性;设 ( e i ) 1 ≤ i ≤ l (e_i)_{1\leq i\leq l} ( e i ) 1 ≤ i ≤ l 为 F 的基,且 ( e − i ) 1 ≤ i ≤ l (e_{-i})_{1\leq i\leq l} ( e − i ) 1 ≤ i ≤ l 对偶基为 F ′ F' F ′ 。然后
( e 1 , . . . , e l , e 0 , e − l , . . . , e − 1 )
(e_1, . . . , e_l, e_0, e_{-l}, . . . , e_{-1})
( e 1 , ... , e l , e 0 , e − l , ... , e − 1 )
是 V 中的基;我们有
Q ( ∑ x i e i ) = − x 0 2 + ∑ i = 1 i = l x i x − i
Q(\sum x_ie_i)=-x^2_0+\sum_{i=1}^{i=l}x_ix_{-i}
Q ( ∑ x i e i ) = − x 0 2 + i = 1 ∑ i = l x i x − i
相对于该基,Ψ \Psi Ψ 矩阵为阶2 l + 1 2l+ 1 2 l + 1 平方矩阵
0 0 ⋯ \cdots ⋯ 0 1
0 0 s s s 0 0 ⋯ \cdots ⋯ 1 0
S = S= S = 0− 2 -2 − 2 0, s = ,s= , s = ……。 .. ... ...,
s s s 0 0 0 1 ⋯ \cdots ⋯ 0 0
1 0 ⋯ \cdots ⋯ 0 0
其中s s s 是阶l l l 的平方矩阵,其所有条目都是零,除了第二个对角线6 ^6 6 上的条目等于1。具有上述属性的V的基将被称为维特基共 V。然后可以将代数g = o ( Ψ ) \mathfrak{g}=\mathfrak{o}(\Psi ) g = o ( Ψ ) 与方阵a a a 或阶2 l + 1 2l+ 1 2 l + 1 的代数o S ( 2 l + 1 , k ) \mathfrak{o}_S(2l+ 1, k) o S ( 2 l + 1 , k ) 进行识别,使得a = − S − 1 a S ( a=-S^{-1}aS( a = − S − 1 a S ( 代数,第1章。 IX, §1, no. 10、公式 (50))。简单计算可知,g \mathfrak{g} g 是集合 / 矩阵 / 形式
y y y 0 x x x (2)
其中 x x x 和 y y y 是 1 行的矩阵,l l l 列和 A , B , C , D A, B, C, D A , B , C , D 是阶 l l l 的方阵,这样 B = − s t B s , C = − s t C s B=-s^tBs, C=-s^tCs B = − s t B s , C = − s t C s 和 D = − s t A s D=-s^tAs D = − s t A s 。由于映射 A → s t A s A \rightarrow s^tAs A → s t A s 从 M l ( k ) \mathbf{M}_l(k) M l ( k ) 到自身是关于第二条对角线的对称性,因此可以得出
昏暗g = 2 l + l 2 + 2 l ( l − 1 ) 2 = l ( 2 l + 1 ) \mathfrak{g}= 2l+l^2+ 2\frac{l(l-1)}{2}=l(2l+ 1) g = 2 l + l 2 + 2 2 l ( l − 1 ) = l ( 2 l + 1 ) 。
令h \mathfrak{h} h 为g \mathfrak{g} g 的对角线元素的集合。这是 g \mathfrak{g} g 中的交换子代数,其中基元素
6 ^6 6 平方矩阵 ( a i j ) 1 ≤ i , j ≤ n (a_{ij})_{1\leq i,j\leq n} ( a ij ) 1 ≤ i , j ≤ n 的第二条对角线是 a i j a_{ij} a ij 的族,使得
H i = E i , i − E − i , − i ( 1 ≤ i ≤ l )
H_i=E_{i,i}-E_{-i,-i}(1\leq i\leq l)
H i = E i , i − E − i , − i ( 1 ≤ i ≤ l )
令( ε i ) (\varepsilon_i) ( ε i ) 为h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 对( H i ) (H_i) ( H i ) 的基。放
X ε i = 2 E i , 0 + E 0 , − i ( 1 ≤ i ≤ l )
X_{\varepsilon_i}= 2E_{i,0}+E_{0,-i}(1\leq i\leq l)
X ε i = 2 E i , 0 + E 0 , − i ( 1 ≤ i ≤ l )
X − ε i X_{-\varepsilon_i} X − ε i = − 2 E − i , 0 − E 0 , i ( 1 ≤ i ≤ l ) -2E_{-i,0}-E_{0,i}(1\leq i\leq l) − 2 E − i , 0 − E 0 , i ( 1 ≤ i ≤ l )
X ε i − ε j X_{\varepsilon_i-\varepsilon_j} X ε i − ε j = E i , j − E − j , − i ( 1 ≤ i < j ≤ l ) E_{i,j}-E_{-j,-i}(1\leq i < j\leq l) E i , j − E − j , − i ( 1 ≤ i < j ≤ l )
X ε j − ε i X_{\varepsilon_j-\varepsilon_i} X ε j − ε i = − E j , i + E − i , − j ( 1 ≤ i < j ≤ l ) -E_{j,i}+E_{-i,-j}(1\leq i < j\leq l) − E j , i + E − i , − j ( 1 ≤ i < j ≤ l ) (3)
X ε i + ε j X_{\varepsilon_i+\varepsilon_j} X ε i + ε j = E i , − j − E j , − i ( 1 ≤ i < j ≤ l ) E_{i,-j}-E_{j,-i}(1\leq i < j\leq l) E i , − j − E j , − i ( 1 ≤ i < j ≤ l )
X − ε i − ε j X_{-\varepsilon_i-\varepsilon_j} X − ε i − ε j = − E − j , i + E − i , j ( 1 ≤ i < j ≤ l ) -E_{-j,i}+E_{-i,j}(1\leq i < j\leq l) − E − j , i + E − i , j ( 1 ≤ i < j ≤ l ) 。
很容易验证这些元素形式基是g \mathfrak{g} g 中h \mathfrak{h} h 的补集,并且对于h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h ,
[ h , X α ] = α ( h ) X α (4)
[h, X_{\alpha}] =\alpha (h)X_{\alpha} \tag{4}
[ h , X α ] = α ( h ) X α ( 4 )
对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,其中R是± ε i \pm \varepsilon_i ± ε i 和± ε i ± ε j ( 1 ≤ i < j ≤ l ) \pm \varepsilon_i\pm \varepsilon_j(1\leq i < j\leq l) ± ε i ± ε j ( 1 ≤ i < j ≤ l ) 的集合。由此可见,h \mathfrak{h} h 等于其在 g \mathfrak{g} g 中的归一化器,因此是 g \mathfrak{g} g 的嘉当子代数,h \mathfrak{h} h 是分裂,( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根是 R 的元素。 根系 R ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的 l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 为型 B l B_l B l ,l = 1 l= 1 l = 1 的型 A 1 A_1 A 1 (也称为型 B 1 B_1 B 1 )(第 1 章) VI, §4, no. 5.I,扩展到案例l = 1 l= 1 l = 1 )。因而,g \mathfrak{g} g 是型B l B_l B l 的可拆分简单李代数。
o ( Ψ ) \mathfrak{o}(\Psi ) o ( Ψ ) 的每个分裂嘉当子代数都是h \mathfrak{h} h 的变换乘以o ( Ψ ) \mathfrak{o}(\Psi ) o ( Ψ ) 的基本自同构,因此乘以O ( Ψ ) \mathbf{O}(\Psi ) O ( Ψ ) 的元素(cf.(VII)),因此是g \mathfrak{g} g 的元素集合h β \mathfrak{h}_{\beta} h β ,其矩阵相对于V的威特基β \beta β 是对角的。我们立即验证h β \mathfrak{h}_{\beta} h β 下唯一的向量子空间不变量是由β \beta β 的子集生成的。
如果 l = 1 l= 1 l = 1 、代数 o ( Ψ ) \mathfrak{o}(\Psi ) o ( Ψ ) 和 s l ( 2 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k) sl ( 2 , k ) 具有相同的根系,因此是同构的(cf. 也是 §1,练习 16)。从现在开始,我们假设l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 。
(II) 根系 R ∨ R^{\vee} R ∨ 由第 1 章确定。 VI, §4, no. 5.V,我们发现
H ε i = 2 H i , H ε i − ε j = H i − H j , H ε i + ε j = H i + H j
H_{\varepsilon_i}= 2H_i, H_{\varepsilon_i-\varepsilon_j}=H_i-H_j, H_{\varepsilon_i+\varepsilon_j}=H_i+H_j
H ε i = 2 H i , H ε i − ε j = H i − H j , H ε i + ε j = H i + H j
(III) 放入α 1 = ε 1 − ε 2 , . . . , α l − 1 = ε l − 1 − ε l , α l = ε l \alpha_1=\varepsilon_1-\varepsilon_2, . . . , \alpha_{l-1}=\varepsilon_{l-1}-\varepsilon_l, \alpha_l=\varepsilon_l α 1 = ε 1 − ε 2 , ... , α l − 1 = ε l − 1 − ε l , α l = ε l 。由章。 VI, §4, no. 5.II,( α 1 , . . . , α l ) (\alpha_1, . . . , \alpha_l) ( α 1 , ... , α l ) 是R的基B;相对于 B 的正根是 ε i \varepsilon_i ε i 和 ε i ± ε j ( i < j ) \varepsilon_i\pm \varepsilon_j(i < j) ε i ± ε j ( i < j ) 。 相应的博雷尔子代数 b \mathfrak{b} b 是g \mathfrak{g} g 中上三角矩阵的集合。
立即验证,V中唯一不同于{ 0 } \{0\} { 0 } 和V在b \mathfrak{b} b 下稳定的向量子空间是最大标志相应的到基( e i ) (e_i) ( e i ) 的元素,即完全各向同性子空间V 1 , . . . , V l V_1, . . . ,V_l V 1 , ... , V l ,其中V i V_i V i 由e 1 , . . . , e i e_1, . . . , e_i e 1 , ... , e i 生成,与其正交补集V − 1 , . . . , V − i : V_{-1}, . . . ,V_{-i}: V − 1 , ... , V − i : 一起,V i V_i V i 的正交补集V − i V_{-i} V − i 由e 1 , . . . , e l , e 0 , e − l , . . . , e − i − 1 e_1, . . . , e_l, e_0, e_{-l}, . . . , e_{-i-1} e 1 , ... , e l , e 0 , e − l , ... , e − i − 1 生成,并且不完全各向同性。另一方面,如果 g \mathfrak{g} g 的元素离开稳定的向量子空间,则它的正交补集离开稳定。因而,b \mathfrak{b} b 是g \mathfrak{g} g 的元素的集合,留下稳定的元素标志{ V 1 , . . . , V l } \{V_1, . . . ,V_l\} { V 1 , ... , V l } 。
如果一个标志的每个元素完全各向同性,则该标志被称为各向同性。 标志{ V 1 , . . . , V l } \{V_1, . . . ,V_l\} { V 1 , ... , V l } 是最大各向同性标志。 Since the group O ( Ψ ) \mathbf{O}(\Psi ) O ( Ψ ) operates transitively both on the Borel subalgebras of g \mathfrak{g} g (cf. (VII)) and on the maximal isotropic flags (Algebra, Chap. IX, §4, no. 3, Th. 1), we see that, for any maximal isotropic flag δ \delta δ in V, the set b δ \mathfrak{b}_{\delta} b δ of elements of g \mathfrak{g} g leaving stable the elements of δ \delta δ is a Borel subalgebra of g \mathfrak{g} g and that the map δ → b δ \delta \rightarrow \mathfrak{b}_{\delta} δ → b δ is a bijection from the set of maximal isotropic flags to the set of Borel subalgebras of g \mathfrak{g} g .
令δ \delta δ 为各向同性标志,令p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 为g \mathfrak{g} g 的元素的集合,留下稳定的δ \delta δ 的元素。如果δ ⊂ { V 1 , . . . , V l } \delta \subset \{V_1, . . . ,V_l\} δ ⊂ { V 1 , ... , V l } ,则p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 是g \mathfrak{g} g 包含b \mathfrak{b} b 的抛物线子代数,容易验证在p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 下唯一完全各向同性的子空间≠ { 0 } \not=\{0\} = { 0 } 稳定的是元素 δ \delta δ 。这给出了 2 l 2^l 2 l 抛物线子代数的 g \mathfrak{g} g 包含 b \mathfrak{b} b 。由上可知,从V各向同性标志的集合到g \mathfrak{g} g 抛物线子代数的集合,映射δ → p δ \delta \rightarrow \mathfrak{p}_{\delta} δ → p δ 为双射。此外,p δ ⊂ p δ ′ \mathfrak{p}_{\delta}\subset \mathfrak{p}_{\delta'} p δ ⊂ p δ ′ 当且仅当δ ⊃ δ ′ \delta \supset \delta ' δ ⊃ δ ′ 。
(IV)基本权相应的到α 1 , . . . , α l \alpha_1, . . . , \alpha_l α 1 , ... , α l 是,由第1章。 VI, §4, no. 5.VI,
ϖ i = ε 1 + ⋯ + ε i ( 1 ≤ i ≤ l − 1 )
\varpi_i=\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_i(1\leq i\leq l-1)
ϖ i = ε 1 + ⋯ + ε i ( 1 ≤ i ≤ l − 1 )
ϖ l = 1 2 ( ε 1 + ⋯ + ε l )
\varpi_l=\frac{1}{2}(\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_l)
ϖ l = 2 1 ( ε 1 + ⋯ + ε l )
令σ \sigma σ 为g \mathfrak{g} g 在V上的恒等式表示。外部幂⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 在E = ⋀ r V E =\bigwedge^rV E = ⋀ r V 运行。如果h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h ,
σ ( h ) . e i = ε i ( h ) e i \sigma (h).e_i=\varepsilon_i(h)e_i σ ( h ) . e i = ε i ( h ) e i 1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l
σ ( h ) . e 0 = 0
\sigma (h).e_0= 0
σ ( h ) . e 0 = 0
σ ( h ) . e − i = − ε i ( h ) e − i \sigma (h).e_{-i}=-\varepsilon_i(h)e_{-i} σ ( h ) . e − i = − ε i ( h ) e − i 换1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l 。
由此可见,对于1 ≤ r ≤ l , ε 1 + ⋯ + ε r 1\leq r\leq l,\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_r 1 ≤ r ≤ l , ε 1 + ⋯ + ε r 是⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的最高权,权ε 1 + ⋯ + ε r \varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_r ε 1 + ⋯ + ε r 的元素是与e 1 ∧ ⋯ ∧ e_1\wedge \cdots \wedge e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_r e r 的比例。我们将证明,对于1 ≤ r ≤ l − 1 1\leq r\leq l-1 1 ≤ r ≤ l − 1 ,表示⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 是最高权ϖ r \varpi_r ϖ r 的g \mathfrak{g} g 的基本表示。为此,只要证明 ⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 对于 0 ≤ r ≤ 2 l + 1 0\leq r\leq 2l+ 1 0 ≤ r ≤ 2 l + 1 是不可约的。但是双线性形式 Φ \Phi Φ 在 ⋀ r V × ⋀ 2 l + 1 − r V \bigwedge^rV\times \bigwedge^{2l+1-r}V ⋀ r V × ⋀ 2 l + 1 − r V 上定义为
x ∧ y = Φ ( x , y ) e 1 ∧ ⋯ ∧ e l ∧ e 0 ∧ e − l ∧ ⋯ ∧ e − 1
x\wedge y=\Phi (x, y)e_1\wedge \cdots \wedge e_l\wedge e_0\wedge e_{-l}\wedge \cdots \wedge e_{-1}
x ∧ y = Φ ( x , y ) e 1 ∧ ⋯ ∧ e l ∧ e 0 ∧ e − l ∧ ⋯ ∧ e − 1
在g \mathfrak{g} g 下是不变的,并且使⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 和⋀ 2 l + 1 − r V \bigwedge^{2l+1-r}V ⋀ 2 l + 1 − r V 具有对偶性。因此,表示⋀ 2 l + 1 − r σ \bigwedge^{2l+1-r}\sigma ⋀ 2 l + 1 − r σ 是⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的对偶,足以证明⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 对于0 ≤ r ≤ l 0\leq r\leq l 0 ≤ r ≤ l 的不可约性,或者⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 包含e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 的最小的子空间T r T_r T r 而稳定在g \mathfrak{g} g 以下的是⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 的整体。这是 r = 0 r= 0 r = 0 和 r = 1 r= 1 r = 1 的直接的 (cf. 公式 (2))。对于r = 2 r= 2 r = 2 (因此l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 ),表示⋀ 2 σ \bigwedge^2\sigma ⋀ 2 σ 和g \mathfrak{g} g 的伴随表示(不可约)具有相同的维数l ( 2 l + 1 ) l(2l+ 1) l ( 2 l + 1 ) 和相同的最高权ε 1 + ε 2 \varepsilon_1+\varepsilon_2 ε 1 + ε 2 (第 VI, §4, no. 5.IV)。我们结论认为⋀ 2 σ \bigwedge^2\sigma ⋀ 2 σ 等价于伴随表示,因此是不可约的。这证明了我们的断言对于l = 1 l= 1 l = 1 和l = 2 l= 2 l = 2 。
我们现在通过归纳对l l l 进行论证,并假设l ≥ r ≥ 3 l\geq r\geq 3 l ≥ r ≥ 3 。我们注首先如果W是奇数维数的V的非各向同性子空间,则与W ′ W' W ′ 正交补,Ψ \Psi Ψ 对W的限制Ψ W \Psi_W Ψ W 是非简并的并且o ( Ψ W ) \mathfrak{o}(\Psi_W) o ( Ψ W ) 可以是识别出g \mathfrak{g} g 的子代数、元素的由……组成于W ′ W' W ′ 消失。如果暗淡W < W< W < 暗淡V,并且如果Ψ W \Psi_W Ψ W 最大为指标,则归纳假设意味着如果T r T_r T r 包含为形式w ′ ∧ w w'\wedge w w ′ ∧ w 的非零元素,则w ′ ∈ ⋀ r − k W ′ w'\in \bigwedge^{r-k}W' w ′ ∈ ⋀ r − k W ′ 和 w ∈ ⋀ k W ( 0 ≤ k ≤ r ) w\in \bigwedge^kW (0\leq k\leq r) w ∈ ⋀ k W ( 0 ≤ k ≤ r ) ,然后 T r T_r T r 包含 w ′ ∧ ⋀ k W : w'\wedge \bigwedge^kW: w ′ ∧ ⋀ k W : 事实上,对于所有 a ∈ o ( Ψ W ) a\in \mathfrak{o}(\Psi_W) a ∈ o ( Ψ W ) ,我们都有 a . ( w ′ ∧ w ) = w ′ ∧ a . w a.(w'\wedge w) =w'\wedge a.w a . ( w ′ ∧ w ) = w ′ ∧ a . w 。我们通过归纳在p ∈ 0 , r p\in 0, r p ∈ 0 , r 上展示T r T_r T r 包含元素
x = e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r − p ∧ e j 1 ∧ ⋯ ∧ e j p
x=e_{i_1}\wedge \cdots \wedge e_{i_{r-p}}\wedge e_{j_1}\wedge \cdots \wedge e_{j_p}
x = e i 1 ∧ ⋯ ∧ e i r − p ∧ e j 1 ∧ ⋯ ∧ e j p
对于 1 ≤ i 1 < ⋯ < i r − p ≤ l 1\leq i_1<\cdots < i_{r-p}\leq l 1 ≤ i 1 < ⋯ < i r − p ≤ l 和 − l ≤ j 1 < ⋯ < j p ≤ 0 -l\leq j_1<\cdots < j_p\leq 0 − l ≤ j 1 < ⋯ < j p ≤ 0 。对于p = 0 p= 0 p = 0 ,这是根据g l ( F ) \mathfrak{g}\mathfrak{l}(F) gl ( F ) 在⋀ r F \bigwedge^rF ⋀ r F (no. 1)上的运算的不可约性得出的,因为
g \mathfrak{g} g 包含元素使F = V l = ∑ i = 1 l k e i F = V_l=\sum_{i=1}^lke_i F = V l = ∑ i = 1 l k e i 固定并在其上引入任何自同态 (cf. 公式 (2))。如果p = 1 p= 1 p = 1 ,则令q ∈ ( 1 , l ) q\in (1, l) q ∈ ( 1 , l ) 使得q ≠ − j 1 q\not=-j_1 q = − j 1 并且存在λ ∈ 1 , r − p \lambda \in 1, r-p λ ∈ 1 , r − p 和q = i λ q=i_{\lambda} q = i λ ;如果p ≥ 2 p\geq 2 p ≥ 2 ,则令q ∈ 1 , l q\in 1, l q ∈ 1 , l 使得− q ∈ { j 1 , . . . , j p } -q\in \{j_1, . . . , j_p\} − q ∈ { j 1 , ... , j p } 。如有必要,对e i e_i e i 进行排列,我们可以假设q = 1 q= 1 q = 1 。现在取 W ′ = k e 1 + k e − 1 W'=ke_1+ke_{-1} W ′ = k e 1 + k e − 1 的正交补集作为 W。如果p = 1 p= 1 p = 1 ,我们有x ∈ e 1 ∧ ⋀ r − 1 W x\in e_1\wedge \bigwedge^{r-1}W x ∈ e 1 ∧ ⋀ r − 1 W ;从T r T_r T r 包含e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 开始,我们看到T r T_r T r 包含x x x 。如果p ≥ 2 p\geq 2 p ≥ 2 ,则x ∈ e − 1 ∧ ⋀ r − 1 W x\in e_{-1}\wedge \bigwedge^{r-1}W x ∈ e − 1 ∧ ⋀ r − 1 W 或x ∈ e 1 ∧ e − 1 ∧ ⋀ r − 2 W x\in e_1\wedge e_{-1}\wedge \bigwedge^{r-2}W x ∈ e 1 ∧ e − 1 ∧ ⋀ r − 2 W ;从T r T_r T r 包含e − 1 ∧ e 2 ∧ ⋯ ∧ e r − 1 e_{-1}\wedge e_2\wedge \cdots \wedge e_{r-1} e − 1 ∧ e 2 ∧ ⋯ ∧ e r − 1 和e − 1 ∧ e 1 ∧ e 2 ∧ ⋯ ∧ e r − 2 e_{-1}\wedge e_1\wedge e_2\wedge \cdots \wedge e_{r-2} e − 1 ∧ e 1 ∧ e 2 ∧ ⋯ ∧ e r − 2 到归纳假设,我们看到T r T_r T r 包含x x x ,从而完成了证明。
对于 ⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的不可约性另一个证明,请参阅 Exerc。 6.
我们现在将确定基本表示与最高权ϖ l \varpi_l ϖ l 。
令V为有限维向量空间,Q为V, Ψ ,\Psi , Ψ 上的非简并二次形式,与Q相关的对称双线性形式,C(Q)相对于V的克利福德代数 Q, f 0 ,f_0 , f 0 规范映射的复合
o ( Ψ ) ⟶ g l ( V ) ⟶ V ⊗ V ∗ ⟶ V ⊗ V ⟶ C + ( Q )
\mathfrak{o}(\Psi )\longrightarrow \mathfrak{g}\mathfrak{l}(V)\longrightarrow V\otimes V^*\longrightarrow V\otimes V\longrightarrow C^+(Q)
o ( Ψ ) ⟶ gl ( V ) ⟶ V ⊗ V ∗ ⟶ V ⊗ V ⟶ C + ( Q )
引用了 8 · 被以下引用 3 引用了 VI § 4. 。 根系的分类 , 习题 18, § 13 , 定理 1, VIII § 8 , 命题 12, VIII § 7 , 命题 2, VIII § 7 , 命题 1, VIII § 6 , 命题 3, VIII § 11 , 习题 7, § 13
被以下引用 § 13. 。经典可拆分简单李代数 , 习题 18, § 13 , 习题 19, § 13
(第一个是典范嵌入,第三个由V ∗ V^* V ∗ 到V相应的到Ψ \Psi Ψ 由典范同构定义,第四个由C(Q)、cf.中的乘法定义代数,第IX, § 9, no. 1)。把f = 1 2 f 0 f=\frac{1}{2}f_0 f = 2 1 f 0 。
(i) 如果 ( e r ) , ( e r ′ ) (e_r),(e'_r) ( e r ) , ( e r ′ ) 是 V 的基,使得 Ψ ( e r , e s ′ ) = δ r s \Psi (e_r, e'_s) =\delta_{rs} Ψ ( e r , e s ′ ) = δ r s ,则对于所有 a ∈ o ( Ψ ) a\in \mathfrak{o}(\Psi ) a ∈ o ( Ψ ) ,我们有 f 0 ( a ) = f_0(a) = f 0 ( a ) = ∑ r ( a e r ) e r ′ \sum_r(ae_r)e'_r ∑ r ( a e r ) e r ′ 。
(ii) 如果a , b ∈ o ( Ψ ) a, b\in \mathfrak{o}(\Psi ) a , b ∈ o ( Ψ ) ,我们有∑ r ( a e r ) ( b e r ′ ) = − ∑ r ( a b e r ) e r ′ \sum_r(ae_r)(be'_r) =-\sum_r(abe_r)e'_r ∑ r ( a e r ) ( b e r ′ ) = − ∑ r ( ab e r ) e r ′ 。
(iii) 如果a ∈ o ( Ψ ) a\in \mathfrak{o}(\Psi ) a ∈ o ( Ψ ) 和v ∈ V v\in V v ∈ V ,我们有[ f ( a ) , v ] = a v [f(a), v] =av [ f ( a ) , v ] = a v 。
(iv) 如果a , b ∈ o ( Ψ ) a, b\in \mathfrak{o}(\Psi ) a , b ∈ o ( Ψ ) ,我们有[ f ( a ) , f ( b ) ] = f ( [ a , b ] ) [f(a), f(b)] =f([a, b]) [ f ( a ) , f ( b )] = f ([ a , b ]) 。
(v) f ( o ( Ψ ) ) f(\mathfrak{o}(\Psi )) f ( o ( Ψ )) 生成联想词代数 C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 。
(vi) 设 N 为左 C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 模,且从 C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 到 Endk ( N ) _k(N) k ( N ) ρ \rho ρ 相应的同态。那么ρ ∘ f \rho \circ f ρ ∘ f 是N上o ( Ψ ) \mathfrak{o}(\Psi ) o ( Ψ ) 的表示。如果N是简单的,ρ ∘ f \rho \circ f ρ ∘ f 是不可约的。
断言 (i) 很清楚。如果a , b ∈ o ( Ψ ) a, b\in \mathfrak{o}(\Psi ) a , b ∈ o ( Ψ ) ,我们有(放入Ψ ( x , y ) = ⟨ x , y ⟩ \Psi (x, y) =\langle x, y\rangle Ψ ( x , y ) = ⟨ x , y ⟩ ): : :
∑ r ( a e r ) ( b e r ′ ) = ∑ r , s , t ⟨ a e r , e s ′ ⟩ ⟨ b e r ′ , e t ⟩ e s e t ′ = ∑ r , s , t ⟨ e r , a e s ′ ⟩ ⟨ e r ′ , b e t ⟩ e s e t ′
\sum_r(ae_r)(be'_r) =\sum_{r,s,t}\langle ae_r, e'_s\rangle \langle be'_r, e_t\rangle e_se'_t=\sum_{r,s,t}\langle e_r, ae'_s\rangle \langle e'_r, be_t\rangle e_se'_t
r ∑ ( a e r ) ( b e r ′ ) = r , s , t ∑ ⟨ a e r , e s ′ ⟩ ⟨ b e r ′ , e t ⟩ e s e t ′ = r , s , t ∑ ⟨ e r , a e s ′ ⟩ ⟨ e r ′ , b e t ⟩ e s e t ′
= ∑ s , t ⟨ a e s ′ , b e t ⟩ e s e t ′ = − ∑ s , t ⟨ e s ′ , a b e t ⟩ e s e t ′ = − ∑ t ( a b e t ) e t ′
=\sum_{s,t}\langle ae'_s, be_t\rangle e_se'_t=-\sum_{s,t}\langle e'_s, abe_t\rangle e_se'_t=-\sum_t(abe_t)e'_t
= s , t ∑ ⟨ a e s ′ , b e t ⟩ e s e t ′ = − s , t ∑ ⟨ e s ′ , ab e t ⟩ e s e t ′ = − t ∑ ( ab e t ) e t ′
这就证明了(ii)。接下来,对于所有 v ∈ V v\in V v ∈ V ,我们有 (i),
1 ′ ′ '' ′′
[ f ( a ) , v ] = ∑ ( ( a e r ) e r v − v ( a e r ) e r )
[f(a), v] =\sum((ae_r)e_rv-v(ae_r)e_r)
[ f ( a ) , v ] = ∑ (( a e r ) e r v − v ( a e r ) e r )
2
= 1 ∑ r ( ( a e r ) e r ′ v + ( a e r ) v e r ′ − ( a e r ) v e r ′ − v ( a e r ) e r ′ ) 1\sum^r((ae_r)e'_rv+ (ae_r)ve'_r-(ae_r)ve'_r-v(ae_r)e'_r) 1 ∑ r (( a e r ) e r ′ v + ( a e r ) v e r ′ − ( a e r ) v e r ′ − v ( a e r ) e r ′ )
2
r r r
1 ′ ′ '' ′′
= ∑ ( ( a e r ) ⟨ e r , v ⟩ − ⟨ a e r , v ⟩ e r ) \sum((ae_r)\langle e_r, v\rangle - \langle ae_r, v\rangle e_r) ∑ (( a e r ) ⟨ e r , v ⟩ − ⟨ a e r , v ⟩ e r )
2
= 1 a ( ∑ r ⟨ e r ′ , v ⟩ e r ) + 1 ∑ ⟨ e r , a v ⟩ e r ′ = 1 a v + 1 a v = a v 1a(\sum^r\langle e'_r, v\rangle e_r)+1\sum\langle e_r, av\rangle e'_r=1av+1av=av 1 a ( ∑ r ⟨ e r ′ , v ⟩ e r ) + 1 ∑ ⟨ e r , a v ⟩ e r ′ = 1 a v + 1 a v = a v ,
2 r _r r 2 r _r r 2 2
这就证明了(iii)。然后
[ f ( a ) , f ( b ) ] = [ f ( a ) , 1 2 ∑ ( b e r ) e r ′ ] [f(a), f(b)] =[f(a),\frac{1}{2}\sum(be_r)e'_r] [ f ( a ) , f ( b )] = [ f ( a ) , 2 1 ∑ ( b e r ) e r ′ ] 由 (i)
r r r
= 1 2 ∑ ( [ f ( a ) , b e r ] e r ′ + ( b e r ) [ f ( a ) , e r ′ ] ) =\frac{1}{2}\sum([f(a), be_r]e'_r+ (be_r)[f(a), e'_r]) = 2 1 ∑ ([ f ( a ) , b e r ] e r ′ + ( b e r ) [ f ( a ) , e r ′ ]) = 1 2 ∑ r ( ( a b e r ) e r ′ + ( b e r ) ( a e r ′ ) ) =\frac{1}{2}\sum^r((abe_r)e'_r+ (be_r)(ae'_r)) = 2 1 ∑ r (( ab e r ) e r ′ + ( b e r ) ( a e r ′ )) 由 (iii)
r r r
= 1 2 ∑ ( ( a b e r ) e r ′ − ( b a e r ) e r ′ ) =\frac{1}{2}\sum((abe_r)e'_r-(bae_r)e'_r) = 2 1 ∑ (( ab e r ) e r ′ − ( ba e r ) e r ′ ) 由 (ii)
r r r
= f ( [ a , b ] ) =f([a, b]) = f ([ a , b ]) 由 (i)
这就证明了(iv)。为了证明(v),我们可以通过扩展标量,假设k k k 是代数闭的。 选择,然后V的基( e r ) (e_r) ( e r ) ,使得Ψ ( e r , e s ) = δ r s \Psi (e_r, e_s) =\delta_{rs} Ψ ( e r , e s ) = δ r s ,所以e r ′ = e r e'_r=e_r e r ′ = e r 。如果 i ≠ j i\not=j i = j ,则 E i j − E j i ∈ o ( Ψ ) E_{ij}-E_{ji}\in \mathfrak{o}(\Psi ) E ij − E j i ∈ o ( Ψ ) 且
f ( E i j − E j i ) = 1 2 ( e i e j − e j e i ) = e i e j
f(E_{ij}-E_{ji}) =\frac{1}{2}(e_ie_j-e_je_i) =e_ie_j
f ( E ij − E j i ) = 2 1 ( e i e j − e j e i ) = e i e j
但是e i e j e_ie_j e i e j 生成C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 。
断言 (vi) 由 (iv) 和 (v) 得出。 Q.E.D.
现在回想一下在这个数开头使用的记号。将V ~ = F + F ′ \widetilde{V} = F + F' V = F + F ′ 放入Q ~ \widetilde{Q} Q (分别为Ψ ~ \widetilde{\Psi} Ψ )为Q(分别为Ψ \Psi Ψ )到V ~ \widetilde{V} V 的限制。那么Q ~ \widetilde{Q} Q 是维数2 l 2l 2 l 的空间V ~ \widetilde{V} V 上的最大指标l l l 的非简并二次形式,并且Clifford代数C ( Q ~ ) C( \widetilde{Q}) C ( Q ) 是中心单代数维数 2 2 l ( 2^{2l}( 2 2 l ( 代数,第 1 章IX, §9, no. 4,周四。 2)。令 N 为由 e − 1 , . . . , e − l e_{-1}, . . . , e_{-l} e − 1 , ... , e − l 生成的最大各向同性子空间 F ′ F' F ′ 的外代数。 认同 F 与 F ′ F' F ′ 的对偶通过 Ψ \Psi Ψ 和 x ∈ F ′ x\in F' x ∈ F ′ (分别为 y ∈ F y\in F y ∈ F )表示为 λ ( x ) \lambda (x) λ ( x ) (分别为 λ ( y ) \lambda (y) λ ( y ) )左外部乘积与 x x x (分别为左内部) N 中的乘积与 y y y );如果a 1 , . . . , a k ∈ F ′ a_1, . . . , a_k\in F' a 1 , ... , a k ∈ F ′ ,那么
λ ( x ) . ( a 1 ∧ ⋯ ∧ a k ) = x ∧ a 1 ∧ ⋯ ∧ a k
\lambda (x).(a_1\wedge \cdots \wedge a_k) =x\wedge a_1\wedge \cdots \wedge a_k
λ ( x ) . ( a 1 ∧ ⋯ ∧ a k ) = x ∧ a 1 ∧ ⋯ ∧ a k
λ ( y ) . ( a 1 ∧ ⋯ ∧ a k ) = ∑ i = 1 k ( − 1 ) i − 1 Ψ ( a i , y ) a 1 ∧ ⋯ ∧ a i − 1 ∧ a i + 1 ∧ ⋯ ∧ a k
\lambda (y).(a_1\wedge \cdots \wedge a_k) =\sum_{i=1}^k(-1)^{i-1}\Psi (a_i, y)a_1\wedge \cdots \wedge a_{i-1}\wedge a_{i+1}\wedge \cdots \wedge a_k
λ ( y ) . ( a 1 ∧ ⋯ ∧ a k ) = i = 1 ∑ k ( − 1 ) i − 1 Ψ ( a i , y ) a 1 ∧ ⋯ ∧ a i − 1 ∧ a i + 1 ∧ ⋯ ∧ a k
很容易验证 λ ( x ) 2 = λ ( y ) 2 = 0 \lambda (x)^2=\lambda (y)^2= 0 λ ( x ) 2 = λ ( y ) 2 = 0 并且
λ ( x ) λ ( y ) + λ ( y ) λ ( x ) = Ψ ( x , y ) .1
\lambda (x)\lambda (y) +\lambda (y)\lambda (x) =\Psi (x, y).1
λ ( x ) λ ( y ) + λ ( y ) λ ( x ) = Ψ ( x , y ) .1
由此可见(代数,IX, §9, no. 1),存在从C ( Q ~ ) C( \widetilde{Q}) C ( Q ) 到End(N)延伸映射λ : F ∪ F ′ → \lambda : F\cup F'\rightarrow λ : F ∪ F ′ → End(N)的唯一同态(再次用λ \lambda λ 表示)。由于暗淡N = 2 l N = 2^l N = 2 l 和C ( Q ~ ) C( \widetilde{Q}) C ( Q ) 有一个独特的类单模,维数2 l ( 2^l( 2 l ( 代数,第1章。 IX, §9, no. 4,周四。 2), λ \lambda λ 定义的N上C ( Q ~ ) C( \widetilde{Q}) C ( Q ) 的表示是不可约的,并且是C ( Q ~ ) ( C( \widetilde{Q}) ( C ( Q ) ( loc的旋量表示。引用。)。
现在考虑映射μ : v → e 0 v \mu:v \rightarrow e_0v μ : v → e 0 v 从V ~ \widetilde{V} V 到C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 。对于v ∈ V ~ v\in \widetilde{V} v ∈ V ,我们有
( e 0 v ) 2 = − e 0 2 v 2 = − Q ( e 0 ) Q ( v ) = Q ( v ) = Q ~ ( v )
(e_0v)^2=-e^2_0v^2=-Q(e_0)Q(v) = Q(v) = \widetilde{Q}(v)
( e 0 v ) 2 = − e 0 2 v 2 = − Q ( e 0 ) Q ( v ) = Q ( v ) = Q ( v )
μ \mu μ 扩展与同态唯一,再次用 μ \mu μ 表示,从 C ( Q ~ ) C( \widetilde{Q}) C ( Q ) 到 C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 。因为 C ( Q ~ ) C( \widetilde{Q}) C ( Q ) 很简单并且因为
昏暗C + ( Q ) = C^+(Q) = C + ( Q ) = 昏暗C ( Q ~ ) = 2 2 l C( \widetilde{Q}) = 2^{2l} C ( Q ) = 2 2 l ,
我们看到μ \mu μ 是同构。因而,N 上的λ ∘ μ − 1 \lambda \circ \mu^{-1} λ ∘ μ − 1 定义一个简单的C + C^+ C + (Q) 模结构和ρ = λ ∘ μ − 1 ∘ f \rho =\lambda \circ \mu^{-1}\circ f ρ = λ ∘ μ − 1 ∘ f 是N 上g \mathfrak{g} g 的不可约表示 (引理 1 (vi))。
另一方面,鉴于引理 1 (i),我们有
f ( H i ) = 1 2 ( e i e − i − e − i e i )
f(H_i) =\frac{1}{2}(e_ie_{-i}-e_{-i}e_i)
f ( H i ) = 2 1 ( e i e − i − e − i e i )
从e i e − i = − e 0 2 e i e − i = e 0 e i e 0 e − i e_ie_{-i}=-e^2_0e_ie_{-i}=e_0e_ie_0e_{-i} e i e − i = − e 0 2 e i e − i = e 0 e i e 0 e − i 和e i e − i + e − i e i = 1 e_ie_{-i}+e_{-i}e_i= 1 e i e − i + e − i e i = 1 开始,我们有
− 1 _{-1} − 1 1 1
μ ∘ f ( H i ) = − e − i e i = − + e i e − i
\mu\circ f(H_i) =-e_{-i}e_i=-+e_ie_{-i}
μ ∘ f ( H i ) = − e − i e i = − + e i e − i
2 2 我们推断,对于 1 ≤ i 1 < ⋯ < i k ≤ l : 1\leq i_1<\cdots < i_k\leq l: 1 ≤ i 1 < ⋯ < i k ≤ l :
ρ ( H ) ( e ∧ ⋯ ∧ e ) = { − 1 2 e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k \rho (H)(e\wedge \cdots \wedge e) =\{-\frac{1}{2}e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k} ρ ( H ) ( e ∧ ⋯ ∧ e ) = { − 2 1 e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k 如果i ∈ { i 1 , . . . , i k } i\in \{i_1, . . . , i_k\} i ∈ { i 1 , ... , i k }
i − i 1 − i k 1 2 e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k ^{i-i_1}-_{i_k}\frac{1}{2}e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k} i − i 1 − i k 2 1 e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k 如果i ∉ { i 1 , . . . i k } i \notin \{i_1, . . . i_k\} i ∈ / { i 1 , ... i k }
h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h
ρ ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k ) (5)
\rho (h)(e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k}) \tag{5}
ρ ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k ) ( 5 )
= ( 1 2 ( ε 1 + ⋯ + ε l ) − ( ε i 1 + ⋯ + ε i k ) ) ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k )
= (\frac{1}{2}(\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_l)-(\varepsilon_{i_1}+\cdots +\varepsilon_{i_k}))(h)(e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k})
= ( 2 1 ( ε 1 + ⋯ + ε l ) − ( ε i 1 + ⋯ + ε i k )) ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k )
这表明ρ \rho ρ 的最高权是ϖ l \varpi_l ϖ l 。我们称ρ \rho ρ 为g \mathfrak{g} g 的旋量表示。 注其权都是简单的(而且ϖ l \varpi_l ϖ l 是极小权)。
(V) 我们有 w 0 = − 1 w_0=-1 w 0 = − 1 ,因而 g \mathfrak{g} g 的每个有限维简单表示都是正交或辛的。由章。 VI, §4, no. 5.VI、ϖ r \varpi_r ϖ r 相对于( α 1 , . . . , α l ) (\alpha_1, . . . , \alpha_l) ( α 1 , ... , α l ) 的坐标和对于1 ≤ r ≤ l − 1 : 1\leq r\leq l-1: 1 ≤ r ≤ l − 1 : 是积分,因而,表示与⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 是正交的。此外,它留下了Ψ \Psi Ψ 到⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 的不变扩张Ψ ( r ) \Psi_{(r)} Ψ ( r ) 。
对于旋量表示,ϖ l \varpi_l ϖ l 相对于( α 1 , . . . , α l ) (\alpha_1, . . . , \alpha_l) ( α 1 , ... , α l ) 的坐标和是1 2 ( 1 + ⋯ + l ) = l ( l + 1 ) 4 ( \frac{1}{2}(1 +\cdots +l) =\frac{l(l+1)}{4}( 2 1 ( 1 + ⋯ + l ) = 4 l ( l + 1 ) ( loc。引用。)。因此,它对于 l ≡ 0 l\equiv 0 l ≡ 0 或 − 1 -1 − 1 (mod. 4) 是正交的,对于 l ≡ 1 l\equiv 1 l ≡ 1 或 2 (mod. 4) 是辛的。事实上,考虑N = ⋀ F ′ N =\bigwedge F' N = ⋀ F ′ 上的双线性形式Φ \Phi Φ 定义如下:如果x ∈ ⋀ p F ′ x\in \bigwedge^pF' x ∈ ⋀ p F ′ 和y ∈ ⋀ q F ′ y\in \bigwedge^qF' y ∈ ⋀ q F ′ ,则放置Φ ( x , y ) = 0 \Phi (x, y) = 0 Φ ( x , y ) = 0 如果p + q ≠ l p+q\not=l p + q = l 和
x ∧ y = ( − 1 ) 2 p ( p + 1 ) Φ ( x , y ) e − 1 ∧ ⋯ ∧ e − r
x\wedge y= (-1)^{^{p(p+1)}_2}\Phi (x, y)e_{-1}\wedge \cdots \wedge e_{-r}
x ∧ y = ( − 1 ) 2 p ( p + 1 ) Φ ( x , y ) e − 1 ∧ ⋯ ∧ e − r
如果p + q = l p+q=l p + q = l 。很容易验证Φ \Phi Φ 是非简并的,并且对于l ≡ 0 , − 1 l\equiv 0,-1 l ≡ 0 , − 1 (模4)和交错的对于l ≡ 1 , 2 l\equiv 1,2 l ≡ 1 , 2 (模4)是正交的。另一方面,鉴于引理 1 (i),
f ( X ε i ) = e 0 e i , f ( X − ε i ) = − e 0 e − i
f(X_{\varepsilon_i}) =e_0e_i,f(X_{-\varepsilon_i}) =-e_0e_{-i}
f ( X ε i ) = e 0 e i , f ( X − ε i ) = − e 0 e − i
1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l 和
f ( X ε i − ε j ) = 1 2 ( e i e − j − e − j e i ) = e i e − j = e 0 e i e 0 e − j
f(X_{\varepsilon_i-\varepsilon_j}) =\frac{1}{2}(e_ie_{-j}-e_{-j}e_i) =e_ie_{-j}=e_0e_ie_0e_{-j}
f ( X ε i − ε j ) = 2 1 ( e i e − j − e − j e i ) = e i e − j = e 0 e i e 0 e − j
对于1 ≤ i < j ≤ l 1\leq i < j\leq l 1 ≤ i < j ≤ l ,类似地
f ( X ε j − ε i ) = − e 0 e j e 0 e − i , f ( X ε i + ε j ) = e 0 e i e 0 e j , f ( X − ε i − ε j ) = e 0 e − i e 0 e − j
f(X_{\varepsilon_j-\varepsilon_i}) =-e_0e_je_0e_{-i}, f(X_{\varepsilon_i+\varepsilon_j}) =e_0e_ie_0e_j, f(X_{-\varepsilon_i-\varepsilon_j}) =e_0e_{-i}e_0e_{-j}
f ( X ε j − ε i ) = − e 0 e j e 0 e − i , f ( X ε i + ε j ) = e 0 e i e 0 e j , f ( X − ε i − ε j ) = e 0 e − i e 0 e − j
因此
μ − 1 ∘ f ( X ε i ) = e i , μ − 1 f ( X − ε i ) = − e − i
\mu^{-1}\circ f(X_{\varepsilon_i}) =e_i,\mu^{-1}f(X_{-\varepsilon_i}) =-e_{-i}
μ − 1 ∘ f ( X ε i ) = e i , μ − 1 f ( X − ε i ) = − e − i
和
μ − 1 ∘ f ( X ± ε i ± ε j ) = c e ± i e ± j \mu^{-1}\circ f(X_{\pm\varepsilon_i\pm\varepsilon_j}) =ce_{\pm i}e_{\pm j} μ − 1 ∘ f ( X ± ε i ± ε j ) = c e ± i e ± j 为 1 ≤ i , j ≤ l , i ≠ j 1\leq i, j\leq l, i\not=j 1 ≤ i , j ≤ l , i = j 与 c ∈ { 1 , − 1 } c\in \{1,-1\} c ∈ { 1 , − 1 } 。现在可以轻松验证Φ \Phi Φ 实际上是g \mathfrak{g} g 不变(cf.Exerc.18)。
(VI) 对于x ∈ g x\in \mathfrak{g} x ∈ g ,σ ( x ) \sigma (x) σ ( x ) 的特征多项式取形式
T 2 l + 1 + f 1 ( x ) T 2 l + f 2 ( x ) T 2 l − 1 + ⋯ + f 2 l + 1 ( x )
T^{2l+1}+f_1(x)T^{2l}+f_2(x)T^{2l-1}+\cdots +f_{2l+1}(x)
T 2 l + 1 + f 1 ( x ) T 2 l + f 2 ( x ) T 2 l − 1 + ⋯ + f 2 l + 1 ( x )
其中f 1 , . . . , f 2 l + 1 f_1, . . . , f_{2l+1} f 1 , ... , f 2 l + 1 在g \mathfrak{g} g 上是不变的多项式函数。
如果 x = ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l ∈ h x=\xi_1H_1+\cdots +\xi_lH_l\in \mathfrak{h} x = ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l ∈ h ,则 f i ( x ) f_i(x) f i ( x ) 是 ξ 1 , . . . , ξ l , − ξ 1 , . . . , − ξ l \xi_1, . . . , \xi_l,-\xi_1, . . . ,-\xi_l ξ 1 , ... , ξ l , − ξ 1 , ... , − ξ l 的初等对称函数;这些对称的函数是奇数次数中的零,并且
T 2 l + 1 + f 2 ( x ) T 2 l − 1 + f 4 ( x ) T 2 l − 3 + ⋯ + f 2 l ( x ) T = T ( T 2 − ξ 1 2 ) . . . ( T 2 − ξ l 2 )
T^{2l+1}+f_2(x)T^{2l-1}+f_4(x)T^{2l-3}+\cdots +f_{2l}(x)T = T(T^2-\xi_1^2). . .(T^2-\xi^2_l)
T 2 l + 1 + f 2 ( x ) T 2 l − 1 + f 4 ( x ) T 2 l − 3 + ⋯ + f 2 l ( x ) T = T ( T 2 − ξ 1 2 ) ... ( T 2 − ξ l 2 )
因此 f 2 , . . . , f 2 l f_2, . . . , f_{2l} f 2 , ... , f 2 l 是 ξ 1 2 , . . . , ξ l 2 \xi_1^2, . . . , \xi_l^2 ξ 1 2 , ... , ξ l 2 的初等对称函数,它们在代数上独立于 S ( h ∗ ) W \mathbf{S}(\mathfrak{h}^*)^W S ( h ∗ ) W 的生成元(第 VI, §4, no. 5.IX)。鉴于§8, no. 3,Th。 1 (i),我们看到f 1 = f 3 = f 5 = ⋯ = 0 f_1=f_3=f_5=\cdots = 0 f 1 = f 3 = f 5 = ⋯ = 0 和( f 2 , f 4 , . . . , f 2 l ) (f_2, f_4, . . . , f_{2l}) ( f 2 , f 4 , ... , f 2 l ) 是g \mathfrak{g} g 上不变量多项式函数的代数自由族生成的代数。
(VII) 由于 Dynkin 图的唯一自同构是恒等,因此我们有 Aut(g \mathfrak{g} g ) = = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 。
令Σ \Sigma Σ 为V相对于Ψ \Psi Ψ 的相似度的群。对于所有g ∈ Σ g\in \Sigma g ∈ Σ ,令φ ( g ) \varphi (g) φ ( g ) 为自同构x → g x g − 1 x \rightarrow gxg^{-1} x → g x g − 1 /g \mathfrak{g} g 。那么从Σ \Sigma Σ 到Aut(g \mathfrak{g} g )φ \varphi φ 就是同态。我们证明它是满射的。令 α ∈ \alpha \in α ∈ Aut(g \mathfrak{g} g ) = = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 。根据§7, no. 1的命题2,存在s ∈ G L ( V ) s\in \mathbf{G}\mathbf{L}(V) s ∈ GL ( V ) ,使得α ( x ) = s x s − 1 \alpha (x) =sxs^{-1} α ( x ) = s x s − 1 对于所有x ∈ g x\in \mathfrak{g} x ∈ g 。然后将s s s 变换Ψ \Psi Ψ 转化为V上的双线性形式Ψ ′ \Psi ' Ψ ′ ,这在g \mathfrak{g} g 下是不变的,因此与Ψ ( \Psi ( Ψ ( §7, no. 5成比例,命题12)。这就证明了s ∈ Σ s\in \Sigma s ∈ Σ 。
由于g \mathfrak{g} g 的恒等式表示是不可约的,它与标量(§6, no. 1,命题1)的交换律约化,所以φ \varphi φ 的核是k ∗ k^* k ∗ 。因此,群Aut(g \mathfrak{g} g )= = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 可以与Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ 识别。但是,它是从代数,第 1 章得出的。 IX, §6, no. 5,群Σ \Sigma Σ 是群k ∗ k^* k ∗ 和S O ( Ψ ) \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi ) SO ( Ψ ) 中的乘积;因此Aut(g \mathfrak{g} g ) = = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 可以与S O ( Ψ ) \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi ) SO ( Ψ ) 识别。
令 O 0 + ( Ψ ) \mathbf{O}^+_0(\Psi ) O 0 + ( Ψ ) 为 Ψ ( \Psi ( Ψ ( 代数的简化正交群,第 1 章。 IX, §9, no. 5)。由于S O ( Ψ ) / O 0 + ( Ψ ) \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi )/\mathbf{O}^+_0(\Psi ) SO ( Ψ ) / O 0 + ( Ψ ) 是可交换的(前述),群Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 包含在O 0 + ( Ψ ) ( \mathbf{O}^+_0(\Psi ) ( O 0 + ( Ψ ) ( §11, no. 2,命题3);事实上,它等于它(练习7)。
(VIII) h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 上的规范双线性形式 Φ R \Phi_R Φ R 由下式给出
Φ R ( ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l , ξ ′ ε 1 + ⋯ + ξ ′ ε l ) = \Phi_R(\xi_1\varepsilon_1+\cdots +\xi_l\varepsilon_l, \xi '\varepsilon_1+\cdots +\xi '\varepsilon_l) = Φ R ( ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l , ξ ′ ε 1 + ⋯ + ξ ′ ε l ) = 1 ( ξ 1 ξ ′ + ⋯ + ξ l ξ ′ ) (\xi_1\xi '+\cdots +\xi_l\xi ') ( ξ 1 ξ ′ + ⋯ + ξ l ξ ′ )
1 l 4 l − 2 ‾ 1 l
^1l\overline{4l- 2}^1l
1 l 4 l − 2 1 l
(第 VI, §4, no. 5.V)。由Φ R \Phi_R Φ R 定义的从h \mathfrak{h} h 到h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 的同构需要H i H_i H i 到( 4 l − 2 ) . ε i (4l-2).\varepsilon_i ( 4 l − 2 ) . ε i 。因此,Φ R \Phi_R Φ R 的逆形式,即杀戮形式的限制到h \mathfrak{h} h ,是
Φ ( ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l , ξ 1 ′ H 1 + ⋯ + ξ l ′ H l ) = ( 4 l − 2 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
\Phi (\xi_1H_1+\cdots +\xi_lH_l, \xi '_1H_1+\cdots +\xi '_lH_l) = (4l-2)(\xi_1\xi '_1+\cdots +\xi_l\xi '_l)
Φ ( ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l , ξ 1 ′ H 1 + ⋯ + ξ l ′ H l ) = ( 4 l − 2 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
(IX) 回想一下公式 (3) 定义的X α ( α ∈ R ) X_{\alpha}(\alpha \in R) X α ( α ∈ R ) 。很容易验证[ X α , X − α ] = − H α [X_{\alpha}, X_{-\alpha}] =-H_{\alpha} [ X α , X − α ] = − H α 对应α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 。另一方面,令M为矩阵I + E 0 , 0 I+E_{0,0} I + E 0 , 0 ;自 M = S t M − 1 S M=S^tM^{-1}S M = S t M − 1 S 、映射
θ : g → − M − 1 t g M
\theta :g \rightarrow -M^{-1t}gM
θ : g → − M − 1 t g M
对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,是g \mathfrak{g} g 和θ ( X α ) = X − α \theta (X_{\alpha}) =X_{-\alpha} θ ( X α ) = X − α 的自同构。因而,( X α ) (X_{\alpha}) ( X α ) 是 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 中的 Chevalley 系统。
假设k = Q k=\mathbf{Q} k = Q 。 嘉当子代数h \mathfrak{h} h 有两个允许的格子:由H α H_{\alpha} H α 生成的格子Q ( R ∨ ) Q(R^{\vee}) Q ( R ∨ ) 和由H i H_i H i 生成的格子P ( R ∨ ) P(R^{\vee}) P ( R ∨ ) ,由h \mathfrak{h} h 中的对角线矩阵和整数条目组成。由此可见,o S ( 2 l + 1 , Z ) \mathfrak{o}_S(2l+ 1,\mathbf{Z}) o S ( 2 l + 1 , Z ) (g \mathfrak{g} g 中矩阵的集合,具有整数条目)是g \mathfrak{g} g 中的Chevalley阶P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α P(R^{\vee}) +\sum\mathbf{Z}.X_{\alpha} P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α 。从( X ± ε i ) 2 = 2 E ± i , ∓ i , ( X ± ε i ) 3 = 0 (X_{\pm\varepsilon_i})^2= 2E_{\pm i,\mp i},(X_{\pm\varepsilon_i})^3= 0 ( X ± ε i ) 2 = 2 E ± i , ∓ i , ( X ± ε i ) 3 = 0 和( X ± ε i ± ε j ) 2 = 0 (X_{\pm\varepsilon_i\pm\varepsilon_j})^2= 0 ( X ± ε i ± ε j ) 2 = 0 开始,我们看到维特基( e i ) − l ≤ i ≤ l (e_i)_{-l\leq i\leq l} ( e i ) − l ≤ i ≤ l 生成的格V \mathscr{V} V 是V中o S ( 2 l + 1 , Z ) \mathfrak{o}_S(2l+ 1,\mathbf{Z}) o S ( 2 l + 1 , Z ) 的可接受格。 ⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 中的⋀ r V \bigwedge^r\mathscr{V} ⋀ r V 也是如此。
现在考虑 N = ⋀ F ′ N =\bigwedge F' N = ⋀ F ′ 上 g \mathfrak{g} g 的旋量表示 ρ \rho ρ 。由于它的权没有映射P ( R ∨ ) P(R^{\vee}) P ( R ∨ ) 到Z \mathbf{Z} Z ,所以它没有o S ( 2 l + 1 , Z ) \mathfrak{o}_S(2l+ 1,\mathbf{Z}) o S ( 2 l + 1 , Z ) 的允许格子。另一方面,由 N 的典范基 ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k ) (e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k}) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k ) (对于 1 ≤ i 1 < ⋯ < i k ≤ l 1\leq i_1<\cdots < i_k\leq l 1 ≤ i 1 < ⋯ < i k ≤ l )生成的格子 N \mathscr{N} N 是 Chevalley 阶 G = Q ( R ∨ ) + ∑ α ∈ R Z . X α \mathscr{G}= Q(R^{\vee}) +\sum_{\alpha\in R}\mathbf{Z}.X_{\alpha} G = Q ( R ∨ ) + ∑ α ∈ R Z . X α 的可接受格子。事实上,N \mathscr{N} N 在直接的下是稳定的
外部乘积与e − i e_{-i} e − i ,内部乘积与e i e_i e i (适用于1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l )。 (V) 的公式则表明N \mathscr{N} N 在ρ ( G ) \rho (\mathscr{G}) ρ ( G ) 下是稳定的。此外,由于ρ ( X α ) 2 = 0 \rho (X_{\alpha})^2= 0 ρ ( X α ) 2 = 0 对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,因而N \mathscr{N} N 是可接受的。
3. 代数型 Cl _{\boldsymbol{l}} l (l ≥ \boldsymbol{l}\geq l ≥ 1)
(I) 设Ψ \Psi Ψ 为有限维2 l ≥ 2 2l\geq 2 2 l ≥ 2 的向量空间V上的非简并交错的双线性形式; 集合 / 自同态 x x x / V,使得所有v , v ′ ∈ V v, v'\in V v , v ′ ∈ V 的Ψ ( x v , v ′ ) + Ψ ( v , x v ′ ) = 0 \Psi (xv, v') +\Psi (v, xv') = 0 Ψ ( xv , v ′ ) + Ψ ( v , x v ′ ) = 0 是半单李子代数 / s l ( V ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(V) sl ( V ) (第I, §6, no. 7章,第9条)。我们用 s p ( Ψ ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(\Psi ) sp ( Ψ ) 表示它,并将其称为与 Ψ \Psi Ψ 相关的辛李代数。
代数,Cap。 IX, §4, no. 2、V可以写成两个最大全各向同性子空间 F和F ′ F' F ′ 的直和,它们相对于Ψ \Psi Ψ 具有对偶性。设 ( e i ) 1 ≤ i ≤ l (e_i)_{1\leq i\leq l} ( e i ) 1 ≤ i ≤ l 为 F 的基,且 ( e − i ) 1 ≤ i ≤ l (e_{-i})_{1\leq i\leq l} ( e − i ) 1 ≤ i ≤ l 对偶基为 F ′ F' F ′ 。然后
( e 1 , . . . , e l , e − l , . . . , e − 1 )
(e_1, . . . , e_l, e_{-l}, . . . , e_{-1})
( e 1 , ... , e l , e − l , ... , e − 1 )
是 V 中的基;我们说它是 V 的维特基(或辛基)。相对于此基Ψ \Psi Ψ 矩阵为阶2 l 2l 2 l 平方矩阵
J = − s J=-s J = − s 0
其中 s s s 是阶 l l l 的平方矩阵,其所有条目都是零,除了第二条对角线上等于 1 的条目,cf. no. 2.I。
代数g = s p ( Ψ ) \mathfrak{g}=\mathfrak{s}\mathfrak{p}(\Psi ) g = sp ( Ψ ) 可以与方阵a a a 或阶2 l 2l 2 l 的代数s p ( 2 l , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(2l, k) sp ( 2 l , k ) 识别,使得a = − J − 1 t a J = J t a J ( a=-J^{-1t}aJ=J^taJ( a = − J − 1 t a J = J t a J ( 代数,第1章。 IX, §1, no. 10, 公式 (50)), 即形式
a = C − s t A s
a=C-s^tAs
a = C − s t A s
其中A , B , C A, B, C A , B , C 是阶l l l 中的方阵,使得B = s t B s B=s^tBs B = s t B s 和C = C= C = c t C s c^tCs c t C s ;在其他字、B B B 和C C C 关于第二条对角线对称。由此可见
昏暗g = l 2 + 2 l ( l + 1 ) 2 = l ( 2 l + 1 ) \mathfrak{g}=l^2+ 2\frac{l(l + 1)}{2}=l(2l+ 1) g = l 2 + 2 2 l ( l + 1 ) = l ( 2 l + 1 ) 。
令h \mathfrak{h} h 为g \mathfrak{g} g 中对角线矩阵的集合。这是 g \mathfrak{g} g 中的交换子代数,其中 1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l 为基元素 H i = E i , i − E − i , − i H_i=E_{i,i}-E_{-i,-i} H i = E i , i − E − i , − i 。令 ( ε i ) 1 ≤ i ≤ l (\varepsilon_i)_{1\leq i\leq l} ( ε i ) 1 ≤ i ≤ l 为 ( H i ) (H_i) ( H i ) 中的对偶基。对于 1 ≤ i < j ≤ l 1\leq i < j\leq l 1 ≤ i < j ≤ l ,输入
X 2 ε i X_{2\varepsilon_i} X 2 ε i = E i , − i E_{i,-i} E i , − i
X − 2 ε i X_{-2\varepsilon_i} X − 2 ε i = − E − i , i -E_{-i,i} − E − i , i
X ε i − ε j X_{\varepsilon_i-\varepsilon_j} X ε i − ε j = E i , j − E − j , − i E_{i,j}-E_{-j,-i} E i , j − E − j , − i
X − ε i + ε j X_{-\varepsilon_i+\varepsilon_j} X − ε i + ε j = − E j , i + E − i , − j -E_{j,i}+E_{-i,-j} − E j , i + E − i , − j (6)
X ε i + ε j X_{\varepsilon_i+\varepsilon_j} X ε i + ε j = E i , − j + E j , − i E_{i,-j}+E_{j,-i} E i , − j + E j , − i
X − ε i − ε j X_{-\varepsilon_i-\varepsilon_j} X − ε i − ε j = − E − i , j − E − j , i -E_{-i,j}-E_{-j,i} − E − i , j − E − j , i 。
很容易验证,元素形式基是g \mathfrak{g} g 中h \mathfrak{h} h 的补集,并且对于h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h ,
[ h , X α ] = α ( h ) X α (7)
[h, X_{\alpha}] =\alpha (h)X_{\alpha} \tag{7}
[ h , X α ] = α ( h ) X α ( 7 )
对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,其中R是± 2 ε i \pm 2\varepsilon_i ± 2 ε i 和± ε i ± ε j ( i < j ) \pm \varepsilon_i\pm \varepsilon_j(i < j) ± ε i ± ε j ( i < j ) 的集合。由此可见,h \mathfrak{h} h 等于其在g \mathfrak{g} g 中的标准化器,因此是g \mathfrak{g} g 的嘉当子代数,h \mathfrak{h} h 是分裂,( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根是R的元素。根系 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的R对于l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 来说是型C l C_l C l ,对于l = 1 l= 1 l = 1 来说是型A 1 A_1 A 1 (在型C 1 C_1 C 1 的其他字)(第1章) VI, §4, no. 6.I扩展到案例l = 1 l= 1 l = 1 )。因而,g \mathfrak{g} g 是型C l C_l C l 的可拆分简单李代数。
Every splitting Cartan subalgebra of g \mathfrak{g} g is transformed into h \mathfrak{h} h by an elementary automorphism, hence by an element of the symplectic group S p ( Ψ ) \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi ) Sp ( Ψ ) (cf. (VII)), and consequently is the set h β \mathfrak{h}_{\beta} h β of elements of g \mathfrak{g} g whose matrix with respect to a Witt basis β \beta β of g \mathfrak{g} g is diagonal. 立即验证,V中唯一在h β \mathfrak{h}_{\beta} h β 下稳定的向量子空间是由β \beta β 中的子集生成的。
我们有s p ( 2 , k ) = s l ( 2 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(2, k) =\mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k) sp ( 2 , k ) = sl ( 2 , k ) 。另一方面,代数s p ( 4 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(4, k) sp ( 4 , k ) 和o S ( 5 , k ) \mathfrak{o}_S(5, k) o S ( 5 , k ) 具有相同的根系,因此是同构的(cf.练习3)。从现在开始,我们假设l ≥ 2 l\geq 2 l ≥ 2 。
(II) 根系 R ∨ R^{\vee} R ∨ 由第 1 章确定。 VI, §4, no. 6.I 和 6.V;我们发现
H 2 ε i = H i , H ε i − ε j = H i − H j , H ε i + ε j = H i + H j
H_{2\varepsilon_i}=H_i, H_{\varepsilon_i-\varepsilon_j}=H_i-H_j, H_{\varepsilon_i+\varepsilon_j}=H_i+H_j
H 2 ε i = H i , H ε i − ε j = H i − H j , H ε i + ε j = H i + H j
(III) 放入α 1 = ε 1 − ε 2 , . . . , α l − 1 = ε l − 1 − ε l , α l = 2 ε l \alpha_1=\varepsilon_1-\varepsilon_2, . . . , \alpha_{l-1}=\varepsilon_{l-1}-\varepsilon_l, \alpha_l= 2\varepsilon_l α 1 = ε 1 − ε 2 , ... , α l − 1 = ε l − 1 − ε l , α l = 2 ε l 。由章。 VI, §4, no. 6.II,{ α 1 , . . . , α l } \{\alpha_1, . . . , \alpha_l\} { α 1 , ... , α l } 是R的基B;相对于 B 的正根是 2 ε i 2\varepsilon_i 2 ε i 和 ε i ± ε j ( i < j ) \varepsilon_i\pm \varepsilon_j(i < j) ε i ± ε j ( i < j ) 。 相应的博雷尔子代数 b \mathfrak{b} b 是g \mathfrak{g} g 中上三角矩阵的集合。
设δ \delta δ 为V中的各向同性标志(即,其元素对于Ψ \Psi Ψ 来说都是完全各向同性的子空间),并令p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 为g \mathfrak{g} g 的元素的子代数由……组成保持稳定元素共 δ \delta δ 。 We show as in no. 2.III that the map δ → p δ \delta \rightarrow \mathfrak{p}_{\delta} δ → p δ is a bijection from the set of isotropic flags (resp. the maximum isotropic flags) to the set of parabolic (resp. Borel) subalgebras of g \mathfrak{g} g ; we have p δ ⊃ p δ ′ \mathfrak{p}_{\delta}\supset \mathfrak{p}_{\delta'} p δ ⊃ p δ ′ if and only if δ ⊂ δ ′ \delta \subset \delta ' δ ⊂ δ ′ .
(IV) 基本的权相应的到 α 1 , . . . , α l \alpha_1, . . . , \alpha_l α 1 , ... , α l 是,第 1 章。 VI, §4, no. 6.VI,ϖ i = ε 1 + ⋯ + ε i ( 1 ≤ i ≤ l ) \varpi_i=\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_i(1\leq i\leq l) ϖ i = ε 1 + ⋯ + ε i ( 1 ≤ i ≤ l ) 。
我们将展示权ϖ r \varpi_r ϖ r 的基本表示σ r \sigma_r σ r 如何实现为⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的子表示,其中σ \sigma σ 是V上g \mathfrak{g} g 的恒等式表示,为此我们将研究分解表示 ⋀ σ \bigwedge\sigma ⋀ σ g \mathfrak{g} g 外部代数 ⋀ V \bigwedge V ⋀ V 。
令( e i ∗ ) (e^*_i) ( e i ∗ ) 为V ∗ V^* V ∗ 对( e i ) (e_i) ( e i ) 的基。 交错的双线性形式 Ψ \Psi Ψ 可以与元素 Γ ∗ ∈ ⋀ 2 V ∗ ( \Gamma^*\in \bigwedge^2V^*( Γ ∗ ∈ ⋀ 2 V ∗ ( 代数识别,第 1 章。 III, §7, no. 4、命题 7 和§11, no. 10)并且很容易验证
Γ ∗ = − ∑ i = 1 l e i ∗ ∧ e − i ∗
\Gamma^*=-\sum_{i=1}^le^*_i\wedge e^*_{-i}
Γ ∗ = − i = 1 ∑ l e i ∗ ∧ e − i ∗
设Ψ ∗ \Psi^* Ψ ∗ 为Ψ \Psi Ψ 的逆形式(代数,第IX, §1, no. 7);就是直接的
Ψ ∗ ( e i ∗ , e j ∗ ) = 0
\Psi^*(e^*_i, e^*_j) = 0
Ψ ∗ ( e i ∗ , e j ∗ ) = 0
对于i ≠ − j i\not=-j i = − j ,Ψ ∗ ( e i ∗ , e − i ∗ ) = − 1 \Psi^*(e^*_i, e^*_{-i}) =-1 Ψ ∗ ( e i ∗ , e − i ∗ ) = − 1 对于1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l 。如果我们认同 Ψ ∗ \Psi^* Ψ ∗ 和元素 Γ ∈ ⋀ 2 V \Gamma \in \bigwedge^2V Γ ∈ ⋀ 2 V ,那么
Γ = ∑ i = 1 l e i ∧ e − i
\Gamma =\sum_{i=1}^le_i\wedge e_{-i}
Γ = i = 1 ∑ l e i ∧ e − i
由左外部乘积和 Γ \Gamma Γ 给出的 ⋀ V \bigwedge V ⋀ V 的 X − X_- X − 自同态表示,并用左内部乘积和 − Γ ∗ : -\Gamma^*: − Γ ∗ : 给出的 ⋀ V \bigwedge V ⋀ V 的 X + X_+ X + 自同态表示
X − u = ( ∑ i = 1 l e i ∧ e − i ) ∧ u
X_-u=(\sum_{i=1}^le_i\wedge e_{-i})\wedge u
X − u = ( i = 1 ∑ l e i ∧ e − i ) ∧ u
X + u = ( ∑ i = 1 l e i ∗ ∧ e − i ∗ ) ∧ u
X_+u=(\sum_{i=1}^le^*_i\wedge e^*_{-i})\wedge u
X + u = ( i = 1 ∑ l e i ∗ ∧ e − i ∗ ) ∧ u
对于计算X + X_+ X + 和X − X_- X − ,按以下方式引入⋀ V \bigwedge V ⋀ V 的基:对于由1 , l 1, l 1 , l 的三个不相交的子集组成的任意三元组( A , B , C ) (A,B,C) ( A , B , C ) ,将
e A , B , C = e a 1 ∧ ⋯ ∧ e a m ∧ e − b 1 ∧ ⋯ ∧ e − b n ∧ e c 1 ∧ e − c 1 ∧ ⋯ ∧ e c p ∧ e − c p
e_{A,B,C}=e_{a_1}\wedge \cdots \wedge e_{a_m}\wedge e_{-b_1}\wedge \cdots \wedge e_{-b_n}\wedge e_{c_1}\wedge e_{-c_1}\wedge \cdots \wedge e_{c_p}\wedge e_{-c_p}
e A , B , C = e a 1 ∧ ⋯ ∧ e a m ∧ e − b 1 ∧ ⋯ ∧ e − b n ∧ e c 1 ∧ e − c 1 ∧ ⋯ ∧ e c p ∧ e − c p
其中( a 1 , . . . , a m ) (a_1, . . . , a_m) ( a 1 , ... , a m ) (或( b 1 , . . . , b n ) , ( c 1 , . . . , c p ) (b_1, . . . , b_n),(c_1, . . . , c_p) ( b 1 , ... , b n ) , ( c 1 , ... , c p ) )是排列在递增阶中的A(或B , C B,C B , C )的元素。这样我们就得到了⋀ V \bigwedge V ⋀ V 的基,简单的计算表明:
X − . e A , B , C = ∑ e A , B , C ∪ { j } (8)
X_-.e_{A,B,C}=\sum e_{A,B,C\cup \{j\}} \tag{8}
X − . e A , B , C = ∑ e A , B , C ∪ { j } ( 8 )
j ∈ 1 , l , j ∉ A ∪ B ∪ C j\in 1,l ,j \notin A\cup B\cup C j ∈ 1 , l , j ∈ / A ∪ B ∪ C
X + . e A , B , C = − ∑ j ∈ C e A , B , C − { j } (9)
X_+.e_{A,B,C}=-\sum_{j\in C}e_{A,B,C-\{j\}} \tag{9}
X + . e A , B , C = − j ∈ C ∑ e A , B , C − { j } ( 9 )
设H H H 为⋀ V \bigwedge V ⋀ V 的自同态,即约化到乘法乘( l − r ) (l-r) ( l − r ) 在⋀ r V ( 0 ≤ r ≤ 2 l ) \bigwedge^rV (0\leq r\leq 2l) ⋀ r V ( 0 ≤ r ≤ 2 l ) 上。验证(cf.练习19)是很容易的
[ X + , X − ] = − H
[X_+, X_-] =-H
[ X + , X − ] = − H
[ H , X + ] = 2 X +
[H, X_+] = 2X_+
[ H , X + ] = 2 X +
[ H , X − ] = − 2 X −
[H, X_-] =-2X_-
[ H , X − ] = − 2 X −
In other words, the vector subspace s \mathfrak{s} s generated by X + , X − X_+, X_- X + , X − and H H H is a Lie subalgebra of End(⋀ V \bigwedge V ⋀ V ), isomorphic to s l ( 2 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k) sl ( 2 , k ) , and ⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V is the subspace of elements of weight l − r l-r l − r . 用原语元素的⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 由……组成的E r E_r E r 子空间表示,即E r = ( ⋀ r V ) ∩ E_r= (\bigwedge^rV)\cap E r = ( ⋀ r V ) ∩ KerX + X_+ X + 。 从§1得出,对于r < l r < l r < l ,X − X_- X − 到⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 的限制是单射的,对于r ≤ l r\leq l r ≤ l ,⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 分解为直和
⋀ r V = E r ⊕ X − ( E r − 2 ) ⊕ X − 2 ( E r − 4 ) ⊕ ⋯
\bigwedge^rV = E_r\oplus X_-(E_{r-2})\oplus X_-^2(E_{r-4})\oplus \cdots
⋀ r V = E r ⊕ X − ( E r − 2 ) ⊕ X − 2 ( E r − 4 ) ⊕ ⋯
= E r ⊕ X − ( ⋀ r − 2 V )
= E_r\oplus X_-(\bigwedge^{r-2}V)
= E r ⊕ X − ( ⋀ r − 2 V )
这特别表明 E r = ( r 2 l ) − ( r − 2 2 l ) E_r=(^{2l}_r)-(_{r-2}^{2l}) E r = ( r 2 l ) − ( r − 2 2 l ) 对于 0 ≤ r ≤ l 0\leq r\leq l 0 ≤ r ≤ l 来说是暗淡的。
另一方面,s p ( Ψ ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(\Psi ) sp ( Ψ ) 的定义表明Γ ∗ \Gamma^* Γ ∗ 被σ \sigma σ 的对偶的第二个外幂湮灭。同样,Γ \Gamma Γ 被⋀ 2 σ \bigwedge^2\sigma ⋀ 2 σ 湮灭。我们立即推断出X + X_+ X + 和X − X_- X − ,以及H H H ,与自同态⋀ σ ( g ) \bigwedge\sigma (g) ⋀ σ ( g ) 通勤g ∈ g g\in \mathfrak{g} g ∈ g 。因而,0 ≤ r ≤ l 0\leq r\leq l 0 ≤ r ≤ l 的子空间E r E_r E r 在⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 下是稳定的;我们将证明⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 到E r E_r E r 的限制是权ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l ) \varpi_r(1\leq r\leq l) ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l ) 的基本表示σ r \sigma_r σ r 。
我们注首先⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 相对于h \mathfrak{h} h 的权是
ε i 1 + ⋯ + ε i k − ( ε j 1 + ⋯ + ε j r − k )
\varepsilon_{i_1}+\cdots +\varepsilon_{i_k}-(\varepsilon_{j_1}+\cdots +\varepsilon_{j_{r-k}})
ε i 1 + ⋯ + ε i k − ( ε j 1 + ⋯ + ε j r − k )
其中i 1 , . . . , i k i_1, . . . , i_k i 1 , ... , i k (分别为j 1 , . . . , j r − k j_1, . . . , j_{r-k} j 1 , ... , j r − k )不同于元素或1 , l 1, l 1 , l ;因而,⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的最高权确实是
ϖ r = ε 1 + ⋯ + ε r
\varpi_r=\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_r
ϖ r = ε 1 + ⋯ + ε r
权 ϖ ‾ r \overline{\varpi}_r ϖ r 中的向量与e 1 ∧ ⋯ ∧ e r = e { 1 , … , r } , ∅ , ∅ e_1\wedge\cdots\wedge e_r=e_{\{1,\ldots,r\},\varnothing,\varnothing} e 1 ∧ ⋯ ∧ e r = e { 1 , … , r } , ∅ , ∅ 成比例。 公式 (9) 可知e 1 ∧ ⋯ ∧ e r ∈ E r e_1\wedge\cdots\wedge e_r\in E_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r ∈ E r 。因而,只要证明⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 到E r E_r E r 的限制是不可约的即可。
如果s ∈ S p ( Ψ ) s\in\mathbf{Sp}(\Psi) s ∈ Sp ( Ψ ) 、s s s 到⋀ V \bigwedge V ⋀ V (或⋀ V ∗ \bigwedge V^* ⋀ V ∗ )的扩张固定了Γ \Gamma Γ (或Γ ∗ \Gamma^* Γ ∗ ),因此与X + X_+ X + 和X − X_- X − 通勤并使E r E_r E r 保持稳定。因而,E r E_r E r 包含向量子空间F r F_r F r 由e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge\cdots\wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 的变换通过S p ( Ψ ) \mathbf{Sp}(\Psi) Sp ( Ψ ) 生成。维特的定理表明,这些是非零可分解的r r r 向量,使得V V V 的相应的向量子空间是完全各向同性的子空间、r r r 向量,我们称之为各向同性。
对于 1 ≤ r ≤ ℓ 1\leq r\leq\ell 1 ≤ r ≤ ℓ ,令 F r F_r F r 为由各向同性 r r r 向量生成的 ⋀ r V \bigwedge^r V ⋀ r V 的子空间。然后
⋀ r V = F r + X − ( ⋀ r − 2 V ) = F r + ( ∑ i = 1 ℓ e i ∧ e − i ) ∧ ⋀ r − 2 V .
\bigwedge^r V=F_r+X_-\left(\bigwedge^{r-2}V\right)
=F_r+\left(\sum_{i=1}^{\ell}e_i\wedge e_{-i}\right)\wedge\bigwedge^{r-2}V.
⋀ r V = F r + X − ( ⋀ r − 2 V ) = F r + ( i = 1 ∑ ℓ e i ∧ e − i ) ∧ ⋀ r − 2 V .
引用了 4 引用了 命题 2, VIII § 7 , VI § 4. 。 根系的分类 , 命题 3, VIII § 11 , 习题 9, § 13
我们首先展示引理 2 如何蕴含我们的断言。由于F r ⊂ E r F_r\subset E_r F r ⊂ E r 和E r ∩ X − ( ⋀ r − 2 V ) = { 0 } E_r\cap X_-\left(\bigwedge^{r-2}V\right)=\{0\} E r ∩ X − ( ⋀ r − 2 V ) = { 0 } ,引理意味着F r = E r F_r=E_r F r = E r 。另一方面,设 s ∈ S p ( Ψ ) s\in\mathbf{Sp}(\Psi) s ∈ Sp ( Ψ ) ; End ( V ) \operatorname{End}(V) End ( V ) 的自同构a ↦ s a s − 1 a\mapsto sas^{-1} a ↦ s a s − 1 保留了g \mathfrak{g} g 和诱导在Aut 0 ( g ) \operatorname{Aut}_0(\mathfrak{g}) Aut 0 ( g ) 的元素上(cf.(§7, no. 1,命题2),因此每不可约表示都有变换) g \mathfrak{g} g 转换为等价的表示(§7, no. 1,命题 2)。由于 e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge\cdots\wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 属于为 ⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的不可约分量,并且由于 E r = F r E_r=F_r E r = F r 是由 e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge\cdots\wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 的变换和 S p ( Ψ ) \mathbf{Sp}(\Psi) Sp ( Ψ ) 生成,因此如下g \mathfrak{g} g 在E r E_r E r 上的表示是同型的,但是它的最高权ϖ ‾ r \overline{\varpi}_r ϖ r 的重数是1 1 1 ,所以它是不可约的。
仍有待证明引理。 r = 1 r=1 r = 1 是清楚的。我们通过归纳论证,并假设r ≥ 2 r\geq 2 r ≥ 2 。到归纳假设,我们减少到证明
F r − 1 ∧ V ⊂ F r + Γ ∧ ⋀ r − 2 V ,
F_{r-1}\wedge V\subset F_r+\Gamma\wedge\bigwedge^{r-2}V,
F r − 1 ∧ V ⊂ F r + Γ ∧ ⋀ r − 2 V ,
或者,如果 y y y 是可分解的 ( r − 1 ) (r-1) ( r − 1 ) -向量且 x ∈ V x\in V x ∈ V ,则
z = y ∧ x ∈ F r + Γ ∧ ⋀ r − 2 V .
z=y\wedge x\in F_r+\Gamma\wedge\bigwedge^{r-2}V.
z = y ∧ x ∈ F r + Γ ∧ ⋀ r − 2 V .
令( f i ) 1 ≤ ± i ≤ ℓ (f_i)_{1\leq\pm i\leq\ell} ( f i ) 1 ≤ ± i ≤ ℓ 为V V V 的维特基,使得y = f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 1 y=f_1\wedge\cdots\wedge f_{r-1} y = f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 1 。当x = f i x=f_i x = f i 时执行证明就足够了。如果 i ∉ [ 1 − r , − 1 ] i\notin[1-r,-1] i ∈ / [ 1 − r , − 1 ] ,则r r r 向量f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 1 ∧ f i f_1\wedge\cdots\wedge f_{r-1}\wedge f_i f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 1 ∧ f i 是各向同性的。否则,我们可以假设,如有必要,右f i f_i f i 重新编号,即i = 1 − r i=1-r i = 1 − r 。那么Γ = ∑ j = 1 ℓ f j ∧ f − j \Gamma=\displaystyle\sum_{j=1}^{\ell}f_j\wedge f_{-j} Γ = j = 1 ∑ ℓ f j ∧ f − j ,所以
f r − 1 ∧ f 1 − r = 1 ℓ − r + 2 ( Γ − ∑ i = 1 r − 2 f i ∧ f − i + ∑ j = r ℓ ( f r − 1 ∧ f 1 − r − f j ∧ f − j ) ) ,
f_{r-1}\wedge f_{1-r}
=
\frac{1}{\ell-r+2}
\left(
\Gamma-\sum_{i=1}^{r-2}f_i\wedge f_{-i}
+\sum_{j=r}^{\ell}(f_{r-1}\wedge f_{1-r}-f_j\wedge f_{-j})
\right),
f r − 1 ∧ f 1 − r = ℓ − r + 2 1 ( Γ − i = 1 ∑ r − 2 f i ∧ f − i + j = r ∑ ℓ ( f r − 1 ∧ f 1 − r − f j ∧ f − j ) ) ,
z = 1 ℓ − r + 2 Γ ∧ f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 + 1 ℓ − r + 2 ∑ j = r ℓ ( f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 ) ∧ ( f r − 1 ∧ f 1 − r − f j ∧ f − j ) .
z=
\frac{1}{\ell-r+2}\Gamma\wedge f_1\wedge\cdots\wedge f_{r-2}
+
\frac{1}{\ell-r+2}\sum_{j=r}^{\ell}
(f_1\wedge\cdots\wedge f_{r-2})\wedge
(f_{r-1}\wedge f_{1-r}-f_j\wedge f_{-j}).
z = ℓ − r + 2 1 Γ ∧ f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 + ℓ − r + 2 1 j = r ∑ ℓ ( f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 ) ∧ ( f r − 1 ∧ f 1 − r − f j ∧ f − j ) .
但是
f r − 1 ∧ f 1 − r − f j ∧ f − j = ( f r − 1 + f j ) ∧ ( f 1 − r − f − j ) − f j ∧ f 1 − r + f r − 1 ∧ f − j
f_{r-1}\wedge f_{1-r}-f_j\wedge f_{-j}= (f_{r-1}+f_j)\wedge (f_{1-r}-f_{-j})-f_j\wedge f_{1-r}+f_{r-1}\wedge f_{-j}
f r − 1 ∧ f 1 − r − f j ∧ f − j = ( f r − 1 + f j ) ∧ ( f 1 − r − f − j ) − f j ∧ f 1 − r + f r − 1 ∧ f − j
我们立即验证 r r r -向量
f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 ∧ ( f r − 1 + f j ) ∧ ( f 1 − r − f − j )
f_1\wedge \cdots \wedge f_{r-2}\wedge (f_{r-1}+f_j)\wedge (f_{1-r}-f_{-j})
f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 ∧ ( f r − 1 + f j ) ∧ ( f 1 − r − f − j )
f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 ∧ f j ∧ f 1 − r f_1\wedge \cdots \wedge f_{r-2}\wedge f_j\wedge f_{1-r} f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 2 ∧ f j ∧ f 1 − r 和 f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 1 ∧ f − j f_1\wedge \cdots \wedge f_{r-1}\wedge f_{-j} f 1 ∧ ⋯ ∧ f r − 1 ∧ f − j
r ≤ j ≤ l r\leq j\leq l r ≤ j ≤ l 各向同性。因而,z ∈ F r + Γ ∧ ⋀ r − 2 V z\in F_r+\Gamma \wedge \bigwedge^{r-2}V z ∈ F r + Γ ∧ ⋀ r − 2 V ,完成证明。
(V) 我们有 w 0 = − 1 w_0=-1 w 0 = − 1 ,因而 g \mathfrak{g} g 的每个有限维简单表示都是正交或辛的。由章。 ϖ r \varpi_r ϖ r 相对于( α 1 , . . . , α l ) (\alpha_1, . . . , \alpha_l) ( α 1 , ... , α l ) 的坐标VI, §4, no. 6.VI、和为
1 + 2 + ⋯ + ( r − 1 ) + r + r + ⋯ + r +
1 + 2 +\cdots + (r-1) +r+r+\cdots +r+
1 + 2 + ⋯ + ( r − 1 ) + r + r + ⋯ + r +
2
所以σ r \sigma_r σ r 对于r r r 偶数是正交的,对于r r r 奇数是辛的。
自 e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 和 e − 1 ∧ ⋯ ∧ e − r e_{-1}\wedge \cdots \wedge e_{-r} e − 1 ∧ ⋯ ∧ e − r 属于至 E r E_r E r 及之后
Ψ ( r ) ( e 1 ∧ ⋯ ∧ e r , e − 1 ∧ ⋯ ∧ e − r ) = 1
\Psi_{(r)}(e_1\wedge \cdots \wedge e_r, e_{-1}\wedge \cdots \wedge e_{-r}) = 1
Ψ ( r ) ( e 1 ∧ ⋯ ∧ e r , e − 1 ∧ ⋯ ∧ e − r ) = 1
我们看到 Ψ ( r ) \Psi_{(r)} Ψ ( r ) 到 E r E_r E r 的限制不为零:即,直到常数因子、双线性形式;如果r r r 是偶数,则它是对称的;如果r r r 是奇数,则交错的是对称的;并且在σ r \sigma_r σ r 下是不变的。
(VI) 对于所有x ∈ g x\in \mathfrak{g} x ∈ g ,σ ( x ) \sigma (x) σ ( x ) 的特征多项式取形式
T 2 l + f 1 ( x ) T 2 l − 1 + ⋯ + f 2 l ( x )
T^{2l}+f_1(x)T^{2l-1}+\cdots +f_{2l}(x)
T 2 l + f 1 ( x ) T 2 l − 1 + ⋯ + f 2 l ( x )
其中f 1 , . . . , f 2 l f_1, . . . , f_{2l} f 1 , ... , f 2 l 在g \mathfrak{g} g 上是不变的多项式函数。
如果 x = ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l ∈ h x=\xi_1H_1+\cdots +\xi_lH_l\in \mathfrak{h} x = ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l ∈ h ,f i ( x ) f_i(x) f i ( x ) 是 ξ 1 , . . . , ξ l , − ξ 1 , . . . , − ξ l \xi_1, . . . , \xi_l,-\xi_1, . . . ,-\xi_l ξ 1 , ... , ξ l , − ξ 1 , ... , − ξ l 的初等对称函数;这些对称的函数是奇数次数中的零,并且
T 2 l + f 2 ( x ) T 2 l − 2 + ⋯ + f 2 l ( x ) = ( T 2 − ξ 1 2 ) . . . ( T 2 − ξ l 2 )
T^{2l}+f_2(x)T^{2l-2}+\cdots +f_{2l}(x) = (T^2-\xi_1^2). . .(T^2-\xi^2_l)
T 2 l + f 2 ( x ) T 2 l − 2 + ⋯ + f 2 l ( x ) = ( T 2 − ξ 1 2 ) ... ( T 2 − ξ l 2 )
如 no. 2.VI 所示,f 1 = f 3 = f 5 = ⋯ = 0 f_1=f_3=f_5=\cdots = 0 f 1 = f 3 = f 5 = ⋯ = 0 ,以及
( f 2 , f 4 , . . . , f 2 l )
(f_2, f_4, . . . , f_{2l})
( f 2 , f 4 , ... , f 2 l )
是g \mathfrak{g} g 上不变量多项式函数的代数自由族生成的代数。
(VII) 由于 Dynkin 图的唯一自同构是恒等,因此我们有 Aut(g \mathfrak{g} g ) = = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 。
令Σ \Sigma Σ 为V相对于Ψ ( \Psi ( Ψ ( 代数的相似度群,第1章。 IX, §6,no. 5 结束)。如no. 2.VII所示,g \mathfrak{g} g 的自同构是映射x → s x s − 1 x \rightarrow sxs^{-1} x → s x s − 1 ,其中s ∈ Σ s\in \Sigma s ∈ Σ ,因此Aut(g \mathfrak{g} g )= = = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 可以识别为Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ 。
对于所有s ∈ Σ s\in \Sigma s ∈ Σ ,令μ ( s ) \mu(s) μ ( s ) 为乘子除以s s s 。从 Σ \Sigma Σ 到 k ∗ / k ∗ 2 k^*/k^{*2} k ∗ / k ∗ 2 映射 s → μ ( s ) s \rightarrow \mu(s) s → μ ( s ) mod k ∗ 2 k^{*2} k ∗ 2 是同态,其核包含 k ∗ .1 k^*.1 k ∗ .1 ,因此给出同态 λ \lambda λ Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ 至k ∗ / k ∗ 2 k^*/k^{*2} k ∗ / k ∗ 2 。我们有S p ( Ψ ) ∩ k ∗ = { 1 , − 1 } \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi )\cap k^*=\{1,-1\} Sp ( Ψ ) ∩ k ∗ = { 1 , − 1 } 。考虑序列 / 同态
1⟶ S p ( Ψ ) / { 1 , − 1 } ⟶ ι Σ / k ∗ ⟶ λ k ∗ / k ∗ 2 ⟶ 1 \longrightarrow \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi )/\{1,-1\}\longrightarrow^{\iota}\Sigma /k^*\longrightarrow^{\lambda}k^*/k^{*2}\longrightarrow 1 ⟶ Sp ( Ψ ) / { 1 , − 1 } ⟶ ι Σ/ k ∗ ⟶ λ k ∗ / k ∗ 2 ⟶ 1 。 (10) 映射ι \iota ι 是单射的,且Im(ι \iota ι )⊂ \subset ⊂ Kerλ \lambda λ 自S p ( Ψ ) \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi ) Sp ( Ψ ) 的元素乘子为1。若s ∈ Σ s\in \Sigma s ∈ Σ 的乘子为元素 k ∗ 2 k^{*2} k ∗ 2 ,存在ν ∈ k ∗ \nu \in k^* ν ∈ k ∗ 使得ν s ∈ S p ( Ψ ) \nu s\in \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi ) ν s ∈ Sp ( Ψ ) ;因而,Im(ι \iota ι )= = = Ker(λ \lambda λ )。综上所述,序列(10)是准确的。我们认同S p ( Ψ ) / { 1 , − 1 } \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi )/\{1,-1\} Sp ( Ψ ) / { 1 , − 1 } 与子群Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ 。由于k ∗ / k ∗ 2 k^*/k^{*2} k ∗ / k ∗ 2 是可交换的,Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ 的S p ( Ψ ) / { 1 , − 1 } \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi )/\{1,-1\} Sp ( Ψ ) / { 1 , − 1 } 包含导出群。因而,Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 包含在S p ( Ψ ) / { 1 , − 1 } ( \mathbf{S}\mathbf{p}(\Psi )/\{1,-1\}( Sp ( Ψ ) / { 1 , − 1 } ( §11, no. 2,命题3)中。事实上,它等于它,并且 Aut(g \mathfrak{g} g )/ / / Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 被识别为k ∗ / k ∗ 2 k^*/k^{*2} k ∗ / k ∗ 2 (练习 9)。
(VIII) h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 上的规范双线性形式 Φ R \Phi_R Φ R 由下式给出
Φ R ( ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l , ξ 1 ′ ε 1 + ⋯ + ξ l ′ ε l ) = 1 4 ( l + 1 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
\Phi_R(\xi_1\varepsilon_1+\cdots +\xi_l\varepsilon_l, \xi '_1\varepsilon_1+\cdots +\xi '_l\varepsilon_l) =\frac{1}{4(l + 1)}(\xi_1\xi '_1+\cdots +\xi_l\xi '_l)
Φ R ( ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l , ξ 1 ′ ε 1 + ⋯ + ξ l ′ ε l ) = 4 ( l + 1 ) 1 ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
(第 VI, §4, no. 6.V)。因而,Φ R \Phi_R Φ R 的逆形式,即杀戮形式的限制到h \mathfrak{h} h ,是
Φ ( ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l , ξ 1 ′ H 1 + ⋯ + ξ l ′ H l ) = 4 ( l + 1 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
\Phi (\xi_1H_1+\cdots +\xi_lH_l, \xi '_1H_1+\cdots +\xi '_lH_l) = 4(l+ 1)(\xi_1\xi '_1+\cdots +\xi_l\xi '_l)
Φ ( ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l , ξ 1 ′ H 1 + ⋯ + ξ l ′ H l ) = 4 ( l + 1 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
(IX) 回想一下由公式( 6 ) ( α ∈ R ) (6) (\alpha \in R) ( 6 ) ( α ∈ R ) 定义的X α X_{\alpha} X α 。很容易验证[ X α , X − α ] = − H α [X_{\alpha}, X_{-\alpha}] =-H_{\alpha} [ X α , X − α ] = − H α 对应α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 。另一方面,对于所有 α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,映射 θ : a → − t a \theta :a \rightarrow -^ta θ : a → − t a 是 g \mathfrak{g} g 和 θ ( X α ) = X − α \theta (X_{\alpha}) =X_{-\alpha} θ ( X α ) = X − α 中的自同构。因而,( X α ) α ∈ R (X_{\alpha})_{\alpha\in R} ( X α ) α ∈ R 是 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 中的 Chevalley 系统。
假设k = Q k=\mathbf{Q} k = Q 。 嘉当子代数 h \mathfrak{h} h 有两个允许的格子 Q ( R ∨ ) = ∑ i = 1 l Z . H i Q(R^{\vee}) =\sum_{i=1}^l\mathbf{Z}.H_i Q ( R ∨ ) = ∑ i = 1 l Z . H i 和 P ( R ∨ ) = Q ( R ∨ ) + 1 2 Z . ∑ i = 1 l H i P(R^{\vee}) = Q(R^{\vee}) +\frac{1}{2}\mathbf{Z}.\sum_{i=1}^lH_i P ( R ∨ ) = Q ( R ∨ ) + 2 1 Z . ∑ i = 1 l H i (第 VI, §4,
no. 5.VIII 章)。我们看到Q ( R ∨ ) Q(R^{\vee}) Q ( R ∨ ) 是矩阵的集合,其中整数条目属于到h \mathfrak{h} h 。因而,Chevalley 阶 Q ( R ∨ ) + ∑ α ∈ R Z . X α Q(R^{\vee}) +\sum_{\alpha\in R}\mathbf{Z}.X_{\alpha} Q ( R ∨ ) + ∑ α ∈ R Z . X α 是 g \mathfrak{g} g 中矩阵的集合 s p ( 2 l , Z ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(2l,\mathbf{Z}) sp ( 2 l , Z ) ,其中有整数条目。
考虑约简李代数 s p ( Ψ ) + Q .1 \mathfrak{s}\mathfrak{p}(\Psi ) +\mathbf{Q}.1 sp ( Ψ ) + Q .1 。很容易看出,其元素和整数条目中的集合是Chevalley阶,其投影到s p ( Ψ ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(\Psi ) sp ( Ψ ) 平行于Q .1 \mathbf{Q}.1 Q .1 是Chevalley阶P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α P(R^{\vee}) +\sum\mathbf{Z}.X_{\alpha} P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α 。
最后,为所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 提供X α 2 = 0 X_{\alpha}^2= 0 X α 2 = 0 。由此可见,由 e i e_i e i 生成的 V 中的格子 V \mathscr{V} V 对于 Chevalley 阶 s p ( 2 l , Z ) \mathfrak{s}\mathfrak{p}(2l,\mathbf{Z}) sp ( 2 l , Z ) 是可接受的。这同样适用于E r E_r E r 中的E r ∩ ⋀ r V E_r\cap \bigwedge^r\mathscr{V} E r ∩ ⋀ r V 格子。
最后,E r E_r E r 具有 Chevalley 阶的可接受格子
P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α
P(R^{\vee}) +\sum\mathbf{Z}.X_{\alpha}
P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α
仅当 r r r 为偶数时;那么E r ∩ ⋀ r V E_r\cap \bigwedge^r\mathscr{V} E r ∩ ⋀ r V 就是这样一个格子。
4. 代数型 D l \boldsymbol{D}_{\boldsymbol{l}} D l (l ≥ \boldsymbol{l}\geq l ≥ 2)
(I) 令V为维数2 l ≥ 4 2l\geq 4 2 l ≥ 4 的向量空间,并令Ψ \Psi Ψ 为V上最大指标l l l 的非简并对称双线性形式。 代数,第 1 章IX, §4, no. 2、V 可以写成两个最大完全各向同性子空间 F 和F ′ F' F ′ 的直和。令 ( e i ) 1 ≤ i ≤ l (e_i)_{1\leq i\leq l} ( e i ) 1 ≤ i ≤ l 为 F 的基且为 F ′ F' F ′ 的( e − i ) 1 ≤ i ≤ l (e_{-i})_{1\leq i\leq l} ( e − i ) 1 ≤ i ≤ l 对偶基(对于由 Ψ \Psi Ψ 定义的 F 与 F ′ F' F ′ 之间的对偶性)。那么e 1 , . . . , e l , e − l , . . . , e − 1 e_1, . . . , e_l, e_{-l}, . . . , e_{-1} e 1 , ... , e l , e − l , ... , e − 1 就是V的基;我们将其称为 V 的维特基。 Ψ \Psi Ψ 的矩阵相对于此基是平方矩阵阶2 l 2l 2 l 的S,其所有条目都是零,除了位于第二个对角线上的条目,它们等于1。代数 g = o ( Ψ ) \mathfrak{g}=\mathfrak{o}(\Psi ) g = o ( Ψ ) 可以与阶2 l 2l 2 l 的方阵g g g 的代数o S ( 2 l , k ) \mathfrak{o}_S(2l, k) o S ( 2 l , k ) 识别,使得g = − S t g S g=-S^tgS g = − S t g S 。它有维数l ( 2 l − 1 ) l(2l-1) l ( 2 l − 1 ) 。简单计算可知,g \mathfrak{g} g 是集合 / 矩阵 / 形式
其中A , B , C , D A, B, C, D A , B , C , D 是阶l l l 的方阵,使得B = − s t B s , C = B=-s^tBs, C= B = − s t B s , C = − s t C s -s^tCs − s t C s 和D = − s t A s ( s D=-s^tAs(s D = − s t A s ( s 是阶l l l 的矩阵,其所有条目都是零,除了位于第二条对角线等于 1)。
令h \mathfrak{h} h 为矩阵属于到g \mathfrak{g} g 的对角线集合。这是g \mathfrak{g} g 的交换子代数,基由元素H i = E i , i − E − i , − i H_i=E_{i,i}-E_{-i,-i} H i = E i , i − E − i , − i 组成1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l 。令( ε i ) (\varepsilon_i) ( ε i ) 为h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 对( H i ) (H_i) ( H i ) 的基。对于 1 ≤ i < j ≤ l 1\leq i < j\leq l 1 ≤ i < j ≤ l ,
X ε i − ε j X_{\varepsilon_i-\varepsilon_j} X ε i − ε j = E i , j − E − j , − i E_{i,j}-E_{-j,-i} E i , j − E − j , − i
X − ε i + ε j X_{-\varepsilon_i+\varepsilon_j} X − ε i + ε j = − E j , i + E − i , − j -E_{j,i}+E_{-i,-j} − E j , i + E − i , − j
X ε i + ε j X_{\varepsilon_i+\varepsilon_j} X ε i + ε j = E i , − j − E j , − i E_{i,-j}-E_{j,-i} E i , − j − E j , − i (11)
X − ε i − ε j X_{-\varepsilon_i-\varepsilon_j} X − ε i − ε j = − E − j , i + E − i , j -E_{-j,i}+E_{-i,j} − E − j , i + E − i , j 。
这些元素形式基是g \mathfrak{g} g 中h \mathfrak{h} h 的补集。对于h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h ,
[ h , X α ] = α ( h ) X α
[h, X_{\alpha}] =\alpha (h)X_{\alpha}
[ h , X α ] = α ( h ) X α
对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,其中R是± ε i ± ε j ( i < j ) \pm \varepsilon_i\pm \varepsilon_j(i < j) ± ε i ± ε j ( i < j ) 的集合。因而,h \mathfrak{h} h 是g \mathfrak{g} g 的分裂嘉当子代数,( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根是R的元素。因而,( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的根系R是型D l D_l D l l ≥ 3 l\geq 3 l ≥ 3 ,型A 1 × A 1 A_1\times A_1 A 1 × A 1 (型D 2 D_2 D 2 的其他字)为l = 2 l= 2 l = 2 (第VI, §4, no. 8.I章扩展到案例l = 2 l= 2 l = 2 )。因而,如果l ≥ 3 l\geq 3 l ≥ 3 ,则g \mathfrak{g} g 是型D l D_l D l 的可拆分简单李代数。
g \mathfrak{g} g 的每个分裂嘉当子代数都会通过 g \mathfrak{g} g 的基本自同构转换为 h \mathfrak{h} h ,因此通过 O ( Ψ ) \mathbf{O}(\Psi ) O ( Ψ ) 的元素 (cf. (VII)) 转换为g \mathfrak{g} g 的元素集合h β \mathfrak{h}_{\beta} h β ,其矩阵相对于V的维特基β \beta β 是对角线。我们立即验证h β \mathfrak{h}_{\beta} h β 下唯一的子空间不变量是由β \beta β 的子集生成的。
由于代数 o S ( 4 , k ) \mathfrak{o}_S(4, k) o S ( 4 , k ) 和 s l ( 2 , k ) × s l ( 2 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k)\times \mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k) sl ( 2 , k ) × sl ( 2 , k ) 具有相同的根系,因此它们是同构的。类似地,o S ( 6 , k ) \mathfrak{o}_S(6, k) o S ( 6 , k ) 和s l ( 4 , k ) \mathfrak{s}\mathfrak{l}(4, k) sl ( 4 , k ) 是同构的(cf.也是Exerc.3)。从现在开始,我们假设l ≥ 3 l\geq 3 l ≥ 3 。 (II)我们确定R ∨ R^{\vee} R ∨ 通过第1章。 VI, §4, no. 8。V。我们发现
H ε i − ε j = H i − H j , H ε i + ε j = H i + H j
H_{\varepsilon_i-\varepsilon_j}=H_i-H_j,H_{\varepsilon_i+\varepsilon_j}=H_i+H_j
H ε i − ε j = H i − H j , H ε i + ε j = H i + H j
(III)放入α 1 = ε 1 − ε 2 , α 2 = ε 2 − ε 3 , . . . , α l − 1 = ε l − 1 − ε l , α l = ε l − 1 + ε l \alpha_1=\varepsilon_1-\varepsilon_2, \alpha_2=\varepsilon_2-\varepsilon_3, . . . , \alpha_{l-1}=\varepsilon_{l-1}-\varepsilon_l, \alpha_l=\varepsilon_{l-1}+\varepsilon_l α 1 = ε 1 − ε 2 , α 2 = ε 2 − ε 3 , ... , α l − 1 = ε l − 1 − ε l , α l = ε l − 1 + ε l 。由章。 VI, §4, no. 8.II,( α 1 , . . . , α l ) (\alpha_1, . . . , \alpha_l) ( α 1 , ... , α l ) 是R的基B;相对于 B 的正根是 ε i ± ε j ( i < j ) \varepsilon_i\pm \varepsilon_j(i < j) ε i ± ε j ( i < j ) 。 相应的博雷尔子代数b \mathfrak{b} b 是上三角矩阵属于到g \mathfrak{g} g 的集合。
很容易验证,b \mathfrak{b} b 下唯一非平凡的向量子空间不变量是完全各向同性子空间V 1 , . . . , V l , V l ′ V_1, . . . ,V_l,V'_l V 1 , ... , V l , V l ′ ,其中V i V_i V i 由e 1 , . . . , e i e_1, . . . , e_i e 1 , ... , e i 生成,V l ′ V'_l V l ′ 由e 1 , . . . , e l − 1 , e − l e_1, . . . , e_{l-1}, e_{-l} e 1 , ... , e l − 1 , e − l 生成,并且V 1 , . . . , V l − 1 V_1, . . . ,V_{l-1} V 1 , ... , V l − 1 的正交补集V − 1 , . . . , V − l + 1 V_{-1}, . . . ,V_{-l+1} V − 1 , ... , V − l + 1 ; V i V_i V i 的正交补V − i V_{-i} V − i 由e 1 , . . . , e l , e − l , . . . , e − ( i + 1 ) e_1, . . . , e_l, e_{-l}, . . . , e_{-(i+1)} e 1 , ... , e l , e − l , ... , e − ( i + 1 ) 生成。但直接的计算表明,如果元素a ∈ g a\in \mathfrak{g} a ∈ g 保持V l − 1 V_{l-1} V l − 1 稳定,则其矩阵为形式
( λ (\lambda ( λ 0 ) ) )
0 0 − λ y -\lambda y − λ y
0 0 D D D
其中A , B , D A, B, D A , B , D 是阶l − 1 , x l-1,x l − 1 , x (或y y y )的方阵,是矩阵,有2个列和l − 1 l-1 l − 1 行(分别是2行和l − 1 l-1 l − 1 列),以及λ ∈ k \lambda \in k λ ∈ k 。 由此可见,a a a 使 V l V_l V l 和 V l ′ V'_l V l ′ 保持稳定。 因而,b \mathfrak{b} b 是 a ∈ g a\in \mathfrak{g} a ∈ g 的集合,使各向同性标志 ( V 1 , . . . , V l − 1 ) (V_1, . . . ,V_{l-1}) ( V 1 , ... , V l − 1 ) 的所有元素保持稳定。 注前面和维特的定理(代数,第IX, §4, no. 3,第1章)意味着V l V_l V l 和V l ′ V'_l V l ′ 是唯一最大的完全各向同性子空间包含V l − 1 V_{l-1} V l − 1 。
如果一个各向同性标志是由维数 1 , . . . , l − 1 1, . . . , l-1 1 , ... , l − 1 的 l − 1 l-1 l − 1 完全各向同性子空间组成,我们说各向同性标志是准最大的。然后我们在no. 2中看到,对于任何准最大各向同性标志δ \delta δ ,a ∈ g a\in \mathfrak{g} a ∈ g 的集合b δ \mathfrak{b}_{\delta} b δ ,离开δ \delta δ 的元素稳定是g \mathfrak{g} g 的博雷尔子代数,并且映射 δ → b δ \delta \rightarrow \mathfrak{b}_{\delta} δ → b δ 是从准最大各向同性标志的集合到博雷尔子代数的集合的双射。
We say that an isotropic flag is proper if it does not contain both a subspace of dimension l l l and a subspace of dimension l − 1 l-1 l − 1 . 令δ \delta δ 为这样一个各向同性标志,并令p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 为a ∈ g a\in \mathfrak{g} a ∈ g 的集合,留下δ \delta δ 的稳定元素。 若δ ⊂ { V 1 , . . . , V l , V l ′ } \delta \subset \{V_1, . . . ,V_l,V'_l\} δ ⊂ { V 1 , ... , V l , V l ′ } ,则p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 是g \mathfrak{g} g 、包含于b \mathfrak{b} b 的抛物线子代数,容易验证在p δ \mathfrak{p}_{\delta} p δ 下唯一完全各向同性的子空间、≠ { 0 } \not=\{0\} = { 0 } 稳定的是δ \delta δ 的元素。 由于{ V 1 , . . . , V l , V l ′ } \{V_1, . . . ,V_l,V'_l\} { V 1 , ... , V l , V l ′ } 和包含V l − 1 V_{l-1} V l − 1 中包含2 l − 2 2^{l-2} 2 l − 2 正确的各向同性标志(分别为V l V_l V l 、V l ′ V'_l V l ′ 、包含于,既不是V l − 1 V_{l-1} V l − 1 ,也不是V l V_l V l ,也不是V l ′ V'_l V l ′ ),这给出2 l 2^l 2 l 抛物线子代数包含b \mathfrak{b} b 。 如上所述,从真各向同性旗的集合到g \mathfrak{g} g 的抛物线子代数的集合,映射δ → p δ \delta \rightarrow \mathfrak{p}_{\delta} δ → p δ 为双射。
(IV) 基本的权相应的到 α 1 , . . . , α l \alpha_1, . . . , \alpha_l α 1 , ... , α l 是,第 1 章。 VI, §4, no. 8.VI,
ϖ i = ε 1 + ε 2 + ⋯ + ε i ( 1 ≤ i ≤ l − 2 )
\varpi_i=\varepsilon_1+\varepsilon_2+\cdots +\varepsilon_i(1\leq i\leq l-2)
ϖ i = ε 1 + ε 2 + ⋯ + ε i ( 1 ≤ i ≤ l − 2 )
ϖ l − 1 = 1 2 ( ε 1 + ε 2 + . . . + ε l − 2 + ε l − 1 − ε l )
\varpi_{l-1}=\frac{1}{2}(\varepsilon_1+\varepsilon_2+. . .+\varepsilon_{l-2}+\varepsilon_{l-1}-\varepsilon_l)
ϖ l − 1 = 2 1 ( ε 1 + ε 2 + ... + ε l − 2 + ε l − 1 − ε l )
ϖ l = 1 2 ( ε 1 + ε 2 + . . . + ε l − 2 + ε l − 1 + ε l )
\varpi_l=\frac{1}{2}(\varepsilon_1+\varepsilon_2+. . .+\varepsilon_{l-2}+\varepsilon_{l-1}+\varepsilon_l)
ϖ l = 2 1 ( ε 1 + ε 2 + ... + ε l − 2 + ε l − 1 + ε l )
令σ \sigma σ 为g \mathfrak{g} g 在V上的恒等式表示。外部幂⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 在E = ⋀ r ( V ) E =\bigwedge^r(V) E = ⋀ r ( V ) 上运行。如果h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h ,我们有
σ ( h ) e i = ε i ( h ) e i , σ ( h ) e − i = − ε i ( h ) e − i
\sigma (h)e_i=\varepsilon_i(h)e_i,\sigma (h)e_{-i}=-\varepsilon_i(h)e_{-i}
σ ( h ) e i = ε i ( h ) e i , σ ( h ) e − i = − ε i ( h ) e − i
对于1 ≤ i ≤ l 1\leq i\leq l 1 ≤ i ≤ l 。由此可见,1 ≤ r ≤ l , ε 1 + ⋯ + ε r 1\leq r\leq l,\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_r 1 ≤ r ≤ l , ε 1 + ⋯ + ε r 是⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 的最高权,权ε 1 + ⋯ + ε r \varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_r ε 1 + ⋯ + ε r 的元素是与e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 成比例的值。
我们将证明,对于1 ≤ r ≤ l − 2 1\leq r\leq l-2 1 ≤ r ≤ l − 2 ,表示⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 是权ϖ r \varpi_r ϖ r 的基本表示。
为此,只需证明 ⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 对于 1 ≤ r ≤ l − 1 1\leq r\leq l-1 1 ≤ r ≤ l − 1 是不可约的(注表示 ⋀ l σ \bigwedge^l\sigma ⋀ l σ 不是不可约的,cf. 练习 10),或者最小的子空间 T r T_r T r ⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 包含e 1 ∧ ⋯ ∧ e r e_1\wedge \cdots \wedge e_r e 1 ∧ ⋯ ∧ e r 稳定在g \mathfrak{g} g 以下是⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 的整体。这是 r = 1 r= 1 r = 1 的直接的。对于r = 2 r= 2 r = 2 ,我们在no. 2中看到⋀ 2 σ \bigwedge^2\sigma ⋀ 2 σ 等价于g \mathfrak{g} g 的伴随表示,这是不可约的,因为g \mathfrak{g} g 是简单的。 证明是通过归纳对l l l 争论来完成的,如no. 2,但假设l − 1 ≥ r ≥ 3 l-1\geq r\geq 3 l − 1 ≥ r ≥ 3 。
我们现在要去确定最高权ϖ l − 1 \varpi_{l-1} ϖ l − 1 和ϖ l \varpi_l ϖ l 的基本表示。令 Q 为二次方形式 x → 1 2 Ψ ( x , x ) x \rightarrow \frac{1}{2}\Psi (x, x) x → 2 1 Ψ ( x , x ) 。我们在no. 2.IV中定义了N = ⋀ F ′ N =\bigwedge F' N = ⋀ F ′ 上的Clifford代数C(Q)的旋量表示λ \lambda λ 。我们立即验证,对于p p p 偶数(或奇数),由⋀ p F ′ \bigwedge^pF' ⋀ p F ′ 的和给出的N的子空间N + N_+ N + (或N − N_- N − )在λ \lambda λ 至C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 的限制下是稳定的。因而,N + N_+ N + 和N − N_- N − 上C + ( Q ) C^+(Q) C + ( Q ) 的表示λ + \lambda_+ λ + 和λ − \lambda_- λ − 分别是C + ( Q ) ( C^+(Q) ( C + ( Q ) ( 代数的半旋量表示,第1章。 IX, §9, no. 4);它们是不可约的,维数2 l − 1 2^{l-1} 2 l − 1 且不等价。令ρ + = λ + ∘ f \rho_+=\lambda_+\circ f ρ + = λ + ∘ f 和ρ − = λ − ∘ f \rho_-=\lambda_-\circ f ρ − = λ − ∘ f 为g \mathfrak{g} g 中的相应的不可约表示(no. 2,引理 1 (vi))。鉴于引理 1 (i),我们有
f ( H i ) = 1 2 ( e i e − i − e − i e i ) = e i e − i − 1 2 = 1 2 − e − i e i
f(H_i) =\frac{1}{2}(e_ie_{-i}-e_{-i}e_i) =e_ie_{-i}-\frac{1}{2}=\frac{1}{2}-e_{-i}e_i
f ( H i ) = 2 1 ( e i e − i − e − i e i ) = e i e − i − 2 1 = 2 1 − e − i e i
我们看到,如no. 2.IV,对于h ∈ h h\in \mathfrak{h} h ∈ h 和1 ≤ i 1 < ⋯ < i k ≤ l 1\leq i_1<\cdots < i_k\leq l 1 ≤ i 1 < ⋯ < i k ≤ l ,
λ ∘ f ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k )
\lambda \circ f(h)(e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k})
λ ∘ f ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k )
= ( 1 2 ( ε 1 + ⋯ + ε l ) − ( ε i 1 + ⋯ + ε i k ) ) ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k )
= (\frac{1}{2}(\varepsilon_1+\cdots +\varepsilon_l)-(\varepsilon_{i_1}+\cdots +\varepsilon_{i_k}))(h)(e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_k})
= ( 2 1 ( ε 1 + ⋯ + ε l ) − ( ε i 1 + ⋯ + ε i k )) ( h ) ( e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i k )
因而,ρ + \rho_+ ρ + (或ρ − \rho_- ρ − )的最高权为ϖ l \varpi_l ϖ l (或ϖ l − 1 \varpi_{l-1} ϖ l − 1 )。
我们说ρ + \rho_+ ρ + 和ρ − \rho_- ρ − 是g \mathfrak{g} g 的半旋量表示。他们所有的权都很简单。我们还说ρ = λ ∘ f = ρ + ⊕ ρ − \rho =\lambda \circ f=\rho_+\oplus \rho_- ρ = λ ∘ f = ρ + ⊕ ρ − 是g \mathfrak{g} g 的旋量表示。
(V) 对于1 ≤ r ≤ l − 2 1\leq r\leq l-2 1 ≤ r ≤ l − 2 ,基本表示⋀ r σ \bigwedge^r\sigma ⋀ r σ 是正交的:它留下Ψ \Psi Ψ 到⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 的不变扩张。
现在考虑 g \mathfrak{g} g 的旋量表示 ρ \rho ρ 。我们在no. 2中证明,对于1 ≤ i , j ≤ l , i ≠ j 1\leq i, j\leq l, i\not=j 1 ≤ i , j ≤ l , i = j ,
f ( X ε i − ε j ) = ± e i e − j
f(X_{\varepsilon_i-\varepsilon_j}) =\pm e_ie_{-j}
f ( X ε i − ε j ) = ± e i e − j
f ( X ε i + ε j ) = ± e i e j
f(X_{\varepsilon_i+\varepsilon_j}) =\pm e_ie_j
f ( X ε i + ε j ) = ± e i e j
f ( X − ε i − ε j ) = ± e − i e − j
f(X_{-\varepsilon_i-\varepsilon_j}) =\pm e_{-i}e_{-j}
f ( X − ε i − ε j ) = ± e − i e − j
由此可见,no. 2.V中引入的非简并双线性形式Φ \Phi Φ 在ρ ( g ) \rho (\mathfrak{g}) ρ ( g ) 下是不变的。因此,旋量表示ρ \rho ρ 留下不变的非简并形式,它对于l ≡ 0 , − 1 l\equiv 0,-1 l ≡ 0 , − 1 (模4)对称,对于l ≡ 1 , 2 l\equiv 1,2 l ≡ 1 , 2 (模4)对称交错的。
如果 l l l 是偶数,Φ \Phi Φ 到 N + N_+ N + 和 N − N_- N − 的限制是非简并的,半旋量表示对于 l ≡ 0 l\equiv 0 l ≡ 0 (mod. 4) 是正交的,对于 l ≡ 2 l\equiv 2 l ≡ 2 (mod. 4) 是辛的。此外,我们注w 0 = − 1 w_0=-1 w 0 = − 1 (第VI, §4, no. 8.XI)。
另一方面,如果 l l l 是奇数,则 N + N_+ N + 和 N − N_- N − 对于 Φ \Phi Φ 是完全各向同性的。此外,− w 0 ( α i ) = α i -w_0(\alpha_i) =\alpha_i − w 0 ( α i ) = α i 对于1 ≤ i ≤ l − 2 , − w 0 ( α l ) = α l − 1 1\leq i\leq l-2,-w_0(\alpha_l) =\alpha_{l-1} 1 ≤ i ≤ l − 2 , − w 0 ( α l ) = α l − 1 和− w 0 ( α l − 1 ) = α l -w_0(\alpha_{l-1}) =\alpha_l − w 0 ( α l − 1 ) = α l (第VI, §4, no. 8.XI),因此− w 0 ( ϖ l ) = ϖ l − 1 -w_0(\varpi_l) =\varpi_{l-1} − w 0 ( ϖ l ) = ϖ l − 1 和半旋量表示既不正交也不辛;它们中的每一个都与另一个的对偶同构。
(VI) 对于所有x ∈ g x\in \mathfrak{g} x ∈ g ,σ ( x ) \sigma (x) σ ( x ) 的特征多项式取形式
T 2 l + f 1 ( x ) T 2 l − 1 + ⋯ + f 2 l ( x )
T^{2l}+f_1(x)T^{2l-1}+\cdots +f_{2l}(x)
T 2 l + f 1 ( x ) T 2 l − 1 + ⋯ + f 2 l ( x )
我们在no. 3中看到f 1 = f 3 = f 5 = ⋯ = 0 f_1=f_3=f_5=\cdots = 0 f 1 = f 3 = f 5 = ⋯ = 0 。由章。 VI, §4, no. 8。IX 和 §8, no. 3,Th。 1、g \mathfrak{g} g 上存在多项式函数f ~ \widetilde{f} f ,使得g \mathfrak{g} g 上的不变量多项式函数的f 2 , f 4 , . . . , f 2 l − 2 , f ~ f_2, f_4, . . . , f_{2l-2},\widetilde{f} f 2 , f 4 , ... , f 2 l − 2 , f 生成代数I ( g ∗ ) I(\mathfrak{g}^*) I ( g ∗ ) 在代数上独立,进一步f ~ 2 = ( − 1 ) l f 2 l \widetilde{f}^2= (-1)^lf_{2l} f 2 = ( − 1 ) l f 2 l 。
对于所有x ∈ g x\in \mathfrak{g} x ∈ g ,我们有t ( S x ) = t x S = − S x ^t(Sx) =^txS=-Sx t ( S x ) = t x S = − S x ,所以我们可以考虑Pf(S x Sx S x ),它是x x x 的多项式函数。现在:
f 2 l ( x ) = f_{2l}(x) = f 2 l ( x ) = det(x x x ) = ( − 1 ) l = (-1)^l = ( − 1 ) l det(S x Sx S x ) = ( − 1 ) l = (-1)^l = ( − 1 ) l (Pf(S x Sx S x ))2 ^2 2 。
因此,我们可以取 f ~ ( x ) = \widetilde{f}(x) = f ( x ) = Pf(S x Sx S x )。
(VII) 回想一下(§5, no. 3,命题 5 的修正 1),Aut(g \mathfrak{g} g )/ / / Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 可以与 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 的 Dynkin 图 D 的群 Aut(D) 或自同构进行识别。 When l ≠ 4 l\not= 4 l = 4 , Aut(D) is the group of order 2 consisting of the permutations of α 1 , . . . , α l \alpha_1, . . . , \alpha_l α 1 , ... , α l that leave α 1 , . . . , α l − 2 \alpha_1, . . . , \alpha_{l-2} α 1 , ... , α l − 2 fixed. 当l = 4 l= 4 l = 4 时,Aut(D)由α 1 , . . . , α 4 \alpha_1, . . . , \alpha_4 α 1 , ... , α 4 的置换组成,而α 2 \alpha_2 α 2 固定;它与S 3 \mathfrak{S}_3 S 3 同构的(cf.章节VI, §4, no. 8.XI)。 在所有情况下,保持 α 1 \alpha_1 α 1 固定的 Aut(D) 由……组成元素的子群为阶 2。 我们用 Aut(g \mathfrak{g} g ) 的 Aut′ ( g ) '(\mathfrak{g}) ′ ( g ) 相应的子群表示;我们有 Aut′ ( g ) = '(\mathfrak{g}) = ′ ( g ) = Aut(g \mathfrak{g} g ) if l ≠ 4 l\not= 4 l = 4 和 (Aut(g \mathfrak{g} g ) : : : Aut′ ( g ) '(\mathfrak{g}) ′ ( g ) ) = 3 = 3 = 3 if l = 4 l= 4 l = 4 ;而且,
(自动′ ( g ) : '(\mathfrak{g}) : ′ ( g ) : 自动0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) )= 2 = 2 = 2 。
元素 s ∈ s\in s ∈ Aut(g \mathfrak{g} g ) 属于到 Aut′ ( g ) '(\mathfrak{g}) ′ ( g ) 当且仅当 σ ∘ s \sigma \circ s σ ∘ s 等价于 σ \sigma σ (这源于ϖ 1 \varpi_1 ϖ 1 是 σ \sigma σ 的最高权 )。我们结论就像no. 2.VII一样,Aut′ ( g ) '(\mathfrak{g}) ′ ( g ) 可以与Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ 识别,其中Σ \Sigma Σ 是V相对于Ψ \Psi Ψ 的相似性的群。
令s ∈ Σ s\in \Sigma s ∈ Σ ,并令λ ( s ) \lambda (s) λ ( s ) 为s s s 的乘子。如果 s s s 是正数,我们有 det(s s s ) = λ ( s ) l =\lambda (s)^l = λ ( s ) l ;如果 s s s 是逆数,我们有 det(s s s ) = − λ ( s ) l =-\lambda (s)^l = − λ ( s ) l (代数,第 IX, §6, no. 5 章)。 Σ \Sigma Σ 中指标 2 的直接相似性形式子群 Σ 0 \Sigma_0 Σ 0 ;我们有Σ 0 ⊃ k ∗ \Sigma_0\supset k^* Σ 0 ⊃ k ∗ 。 群 Σ 0 / k ∗ \Sigma_0/k^* Σ 0 / k ∗ 等于 Aut′ ( g ) = Σ / k ∗ '(\mathfrak{g}) =\Sigma /k^* ′ ( g ) = Σ/ k ∗ 的子群 Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 。事实上,当 k k k 代数闭合时就足以验证这一点:在这种情况下,Aut0 ( g ) = _0(\mathfrak{g}) = 0 ( g ) = Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 等于它的导出群(§11, no. 2,命题 3),因此包含在 Σ 0 / k ∗ \Sigma_0/k^* Σ 0 / k ∗ 中,并且因为它们都是指标 2 Σ / k ∗ \Sigma /k^* Σ/ k ∗ ,它们是平等的。
另一方面,如no. 3.VII,有正合序列
1 ⟶ S O ( Ψ ) / { 1 , − 1 } ⟶ Σ 0 / k ∗ ⟶ k ∗ / k ∗ 2 ⟶ 1
1\longrightarrow \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi )/\{1,-1\} \longrightarrow \Sigma_0/k^*\longrightarrow k^*/k^{*2}\longrightarrow 1
1 ⟶ SO ( Ψ ) / { 1 , − 1 } ⟶ Σ 0 / k ∗ ⟶ k ∗ / k ∗ 2 ⟶ 1
认同 S O ( Ψ ) / { 1 , − 1 } \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi )/\{1,-1\} SO ( Ψ ) / { 1 , − 1 } 与 Σ 0 / k ∗ = \Sigma_0/k^*= Σ 0 / k ∗ = Aut0 ( g ) _0(\mathfrak{g}) 0 ( g ) 的子群。由于 k ∗ / k ∗ 2 k^*/k^{*2} k ∗ / k ∗ 2 是可交换的,所以我们有 Aute ( g ) ⊂ S O ( Ψ ) / { 1 , − 1 } _e(\mathfrak{g})\subset \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi )/\{1,-1\} e ( g ) ⊂ SO ( Ψ ) / { 1 , − 1 } 。事实上,可以证明(练习11)Aute ( g ) _e(\mathfrak{g}) e ( g ) 等于Ψ ( \Psi ( Ψ ( 代数的简化正交群O 0 + ( Ψ ) \mathbf{O}^+_0(\Psi ) O 0 + ( Ψ ) 的S O ( Ψ ) / { 1 , − 1 } \mathbf{S}\mathbf{O}(\Psi )/\{1,-1\} SO ( Ψ ) / { 1 , − 1 } 中的像,第1章。 IX, §9, no. 5)。
(VIII) h ∗ \mathfrak{h}^* h ∗ 上的规范双线性形式 Φ R \Phi_R Φ R 由下式给出
′ ′ '' ′′ 1 ′ ′ '' ′′
Φ R ( ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l , ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l ) = ( ξ 1 ξ + ⋯ + ξ l ξ )
\Phi_R(\xi_1\varepsilon_1+\cdots +\xi_l\varepsilon_l, \xi_1\varepsilon_1+\cdots +\xi_l\varepsilon_l) =(\xi_1\xi +\cdots +\xi_l\xi )
Φ R ( ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l , ξ 1 ε 1 + ⋯ + ξ l ε l ) = ( ξ 1 ξ + ⋯ + ξ l ξ )
4 ( l − 1 ) ‾ 1 l
\overline{4(l- 1)}^1l
4 ( l − 1 ) 1 l
(第 VI, §4, no. 8.V)。因而,杀戮形式到h \mathfrak{h} h 的限制是
Φ ( ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l , ξ 1 ′ H 1 + ⋯ + ξ l ′ H l ) = 4 ( l − 1 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
\Phi (\xi_1H_1+\cdots +\xi_lH_l, \xi '_1H_1+\cdots +\xi '_lH_l) = 4(l-1)(\xi_1\xi '_1+\cdots +\xi_l\xi '_l)
Φ ( ξ 1 H 1 + ⋯ + ξ l H l , ξ 1 ′ H 1 + ⋯ + ξ l ′ H l ) = 4 ( l − 1 ) ( ξ 1 ξ 1 ′ + ⋯ + ξ l ξ l ′ )
(IX) 回想一下公式 (11) 定义的X α ( α ∈ R ) X_{\alpha}(\alpha \in R) X α ( α ∈ R ) 。我们很容易验证[ X α , X − α ] = − H α [X_{\alpha}, X_{-\alpha}] =-H_{\alpha} [ X α , X − α ] = − H α 对应α ∈ R \alpha \in R α ∈ R 。另一方面,对于所有 α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,映射 θ : a → − t a \theta :a \rightarrow -^ta θ : a → − t a 是 g \mathfrak{g} g 和 θ ( X α ) = X − α \theta (X_{\alpha}) =X_{-\alpha} θ ( X α ) = X − α 中的自同构。因而 ( X α ) α ∈ R (X_{\alpha})_{\alpha\in R} ( X α ) α ∈ R 是 ( g , h ) (\mathfrak{g},\mathfrak{h}) ( g , h ) 中的 Chevalley 系统。
假设k = Q k=\mathbf{Q} k = Q 。由章。如果 l l l 是奇数,VI, §4, no. 8.VIII、子代数 h \mathfrak{h} h 有 3 个允许的格子,如果 l l l 是偶数,则有 4 个允许的格子。特别是,由H i H_i H i 生成的晶格H \mathscr{H} H 是允许的。但这个格子是 g \mathfrak{g} g 中对角线矩阵的集合,有整数个条目。由此可见,o S ( 2 l , Z ) \mathfrak{o}_S(2l,\mathbf{Z}) o S ( 2 l , Z ) 是 g \mathfrak{g} g 中的 Chevalley 阶 H + ∑ Z . X α \mathscr{H}+\sum\mathbf{Z}.X_{\alpha} H + ∑ Z . X α 。由于X α 2 = 0 X_{\alpha}^2= 0 X α 2 = 0 对于所有α ∈ R \alpha \in R α ∈ R ,我们看到由Witt基( e i ) (e_i) ( e i ) 生成的V中的格子V \mathscr{V} V 是V中对于o S ( 2 l , Z ) \mathfrak{o}_S(2l,\mathbf{Z}) o S ( 2 l , Z ) 的可接受格子。 ⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 中的⋀ r V \bigwedge^r\mathscr{V} ⋀ r V 也是如此。
另一方面,如果我们将 P ( R ∨ ) = Z . 1 2 ∑ i = 1 l H i + H P(R^{\vee}) =\mathbf{Z}.\frac{1}{2}\sum_{i=1}^lH_i+\mathscr{H} P ( R ∨ ) = Z . 2 1 ∑ i = 1 l H i + H 作为容许格,将 G = P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α \mathscr{G}= P(R^{\vee}) +\sum\mathbf{Z}.X_{\alpha} G = P ( R ∨ ) + ∑ Z . X α 作为 Chevalley 阶,我们会发现,仅当 r r r 是偶数时,⋀ r V \bigwedge^rV ⋀ r V 才具有容许格; ⋀ r V \bigwedge^r\mathscr{V} ⋀ r V 则可以接受。
考虑约简李代数 o ( Ψ ) + Q .1 \mathfrak{o}(\Psi ) +\mathbf{Q}.1 o ( Ψ ) + Q .1 ;我们立即看到格子G ~ = ( o ( Ψ ) + Q .1 ) ∩ g l ( 2 l , Z ) \widetilde{\mathscr{G}}= (\mathfrak{o}(\Psi ) +\mathbf{Q}.1)\cap \mathfrak{g}\mathfrak{l}(2l,\mathbf{Z}) G = ( o ( Ψ ) + Q .1 ) ∩ gl ( 2 l , Z ) 是Chevalley阶。 Chevalley 阶 G \mathscr{G} G 是 G ~ \widetilde{\mathscr{G}} G 的投影到 o ( Ψ ) \mathfrak{o}(\Psi ) o ( Ψ ) 上,与中心 Q .1 \mathbf{Q}.1 Q .1 平行。
最后,我们在no. 2中看到,由e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i 2 k e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_{2k}} e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i 2 k (分别e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i 2 k + 1 e_{-i_1}\wedge \cdots \wedge e_{-i_{2k+1}} e − i 1 ∧ ⋯ ∧ e − i 2 k + 1 )生成的晶格N + \mathscr{N}_+ N + (分别N − \mathscr{N}_- N − )对于谢瓦利阶Q ( R ∨ ) + ∑ α ∈ R Z . X α Q(R^{\vee}) +\sum_{\alpha\in R}\mathbf{Z}.X_{\alpha} Q ( R ∨ ) + ∑ α ∈ R Z . X α 的半旋量表示是可接受的。另一方面,N + \mathscr{N}_+ N + 和N − \mathscr{N}_- N − 对于o S ( 2 l , Z ) \mathfrak{o}_S(2l,\mathbf{Z}) o S ( 2 l , Z ) 没有可接受的格子。
表1
如果相应的简单表示是正交的(分别为辛,分别为既不正交也不辛),我们就将每个基数权数 1(分别为 − 1 , 0 -1,0 − 1 , 0 )关联起来。这个数的计算本质上已经在§13中针对型A l , B l , C l , D l A_l,B_l,C_l,D_l A l , B l , C l , D l 给出了。 型 E 6 , E 7 , E 8 , F 4 , G 2 E_6,E_7,E_8,F_4,G_2 E 6 , E 7 , E 8 , F 4 , G 2 的结果也如下所示(只需应用 §7、第 12 条提案和VI, §4 章第 9.VI、9.XI、10.VI、 10.XI、11.VI、11.XI、12.VI、12.XI、13.VI、13.XI)。
A l ( l ≥ 1 ) B l ( l ≥ 2 )
A_l(l\geq 1)B_l(l\geq 2)
A l ( l ≥ 1 ) B l ( l ≥ 2 )
{ 0 r ≠ l + 1 2 ϖ r \{0r\not=\frac{l+1}{2}\varpi_r { 0 r = 2 l + 1 ϖ r 1 r ≠ l r\not=l r = l
( − 1 ) r r = l + 1 2 ϖ l ( − 1 ) l ( l + 1 ) / 2
(-1)^rr=\frac{l+1}{2}\varpi_l(-1)^{l(l+1)/2}
( − 1 ) r r = 2 l + 1 ϖ l ( − 1 ) l ( l + 1 ) /2
C l ( l ≥ 2 ) D l ( l ≥ 2 )
C_l(l\geq 2)D_l(l\geq 2)
C l ( l ≥ 2 ) D l ( l ≥ 2 )
ϖ r ( − 1 ) r ϖ r \varpi_r(-1)^r\varpi_r ϖ r ( − 1 ) r ϖ r 1 r ≠ l − 1 , l r\not=l-1, l r = l − 1 , l
{ 0 \{0 { 0 如果 l l l 是奇数
如果 l l l 是偶数,则ϖ l \varpi_l ϖ l 和 ϖ l − 1 ( − 1 ) l / 2 \varpi_{l-1}(-1)^{l/2} ϖ l − 1 ( − 1 ) l /2
E 6 E 7 E 8 F 4 G 2
E_6E_7E_8F_4G_2
E 6 E 7 E 8 F 4 G 2
ϖ 1 \varpi_1 ϖ 1 0 ϖ 1 \varpi_1 ϖ 1 1 ϖ 1 \varpi_1 ϖ 1 1 ϖ 1 \varpi_1 ϖ 1 1 ϖ 1 \varpi_1 ϖ 1 1
ϖ 2 \varpi_2 ϖ 2 1 ϖ 2 − 1 ϖ 2 \varpi_2-1\varpi_2 ϖ 2 − 1 ϖ 2 1 ϖ 2 \varpi_2 ϖ 2 1 ϖ 2 \varpi_2 ϖ 2 1
ϖ 3 \varpi_3 ϖ 3 0 ϖ 3 \varpi_3 ϖ 3 1 ϖ 3 \varpi_3 ϖ 3 1 ϖ 3 \varpi_3 ϖ 3 1
ϖ 4 \varpi_4 ϖ 4 1 ϖ 4 \varpi_4 ϖ 4 1 ϖ 4 \varpi_4 ϖ 4 1 ϖ 4 \varpi_4 ϖ 4 1
ϖ 5 \varpi_5 ϖ 5 0 ϖ 5 − 1 ϖ 5 \varpi_5-1\varpi_5 ϖ 5 − 1 ϖ 5 1
ϖ 6 \varpi_6 ϖ 6 0 ϖ 6 \varpi_6 ϖ 6 1 ϖ 6 \varpi_6 ϖ 6 1
ϖ 7 − 1 ϖ 7 \varpi_7-1\varpi_7 ϖ 7 − 1 ϖ 7 1
ϖ 8 \varpi_8 ϖ 8 1
表2
我们将相应的简单表示的每个基本权维数联系起来,通过Th计算。 2 个§9。
A l ( l ≥ 1 ) B l ( l ≥ 2 )
A_l(l\geq 1)B_l(l\geq 2)
A l ( l ≥ 1 ) B l ( l ≥ 2 )
( l + 1 ) ( 2 l + 1 )
(l+ 1)(2l+ 1)
( l + 1 ) ( 2 l + 1 )
ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l ) ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l − 1 )
\varpi_r(1\leq r\leq l)\varpi_r(1\leq r\leq l-1)
ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l ) ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l − 1 )
C l ( l ≥ 2 ) D l ( l ≥ 2 )
C_l(l\geq 2)D_l(l\geq 2)
C l ( l ≥ 2 ) D l ( l ≥ 2 )
( 2 l ) ( 2 l ) ( 2 l )
(2l)(2l)(2l)
( 2 l ) ( 2 l ) ( 2 l )
ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l ) − ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l − 2 )
\varpi_r(1\leq r\leq l)-\varpi_r(1\leq r\leq l-2)
ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l ) − ϖ r ( 1 ≤ r ≤ l − 2 )
ϖ l − 1 2 l − 1
\varpi_{l-1}2^{l-1}
ϖ l − 1 2 l − 1
ϖ l 2 l − 1
\varpi_l2^{l-1}
ϖ l 2 l − 1
ϖ 1 27 = 3 3 ϖ 1 133 = 7.19
\varpi_127 = 3^3\varpi_1133 = 7.19
ϖ 1 27 = 3 3 ϖ 1 133 = 7.19
ϖ 2 78 = 2.3.13 ϖ 2 912 = 2 4 .3.19
\varpi_278 = 2.3.13\varpi_2912 = 2^4.3.19
ϖ 2 78 = 2.3.13 ϖ 2 912 = 2 4 .3.19
ϖ 3 351 = 3 3 .13 ϖ 3 8645 = 5.7.13.19
\varpi_3351 = 3^3.13\varpi_38645 = 5.7.13.19
ϖ 3 351 = 3 3 .13 ϖ 3 8645 = 5.7.13.19
ϖ 4 2925 = 3 2 .5 2 .13 ϖ 4 365750 = 2.5 3 .7.11.19
\varpi_42925 = 3^2.5^2.13\varpi_4365750 = 2.5^3.7.11.19
ϖ 4 2925 = 3 2 . 5 2 .13 ϖ 4 365750 = 2. 5 3 .7.11.19
ϖ 5 351 = 3 3 .13 ϖ 5 27664 = 2 4 .7.13.19
\varpi_5351 = 3^3.13\varpi_527664 = 2^4.7.13.19
ϖ 5 351 = 3 3 .13 ϖ 5 27664 = 2 4 .7.13.19
ϖ 6 27 = 3 3 ϖ 6 1539 = 3 4 .19
\varpi_627 = 3^3\varpi_61539 = 3^4.19
ϖ 6 27 = 3 3 ϖ 6 1539 = 3 4 .19
ϖ 7 56 = 2 3 .7
\varpi_756 = 2^3.7
ϖ 7 56 = 2 3 .7
ϖ 1 3875 = 5 3 .31 ϖ 1 52 = 2 2 .13
\varpi_13875 = 5^3.31\varpi_152 = 2^2.13
ϖ 1 3875 = 5 3 .31 ϖ 1 52 = 2 2 .13
ϖ 2 147250 = 2.5 3 .19.31 ϖ 2 1274 = 2.7 2 .13
\varpi_2147250 = 2.5^3.19.31\varpi_21274 = 2.7^2.13
ϖ 2 147250 = 2. 5 3 .19.31 ϖ 2 1274 = 2. 7 2 .13
ϖ 3 6696000 = 2 6 .3 3 .5 3 .31 ϖ 3 273 = 3.7.13
\varpi_36696000 = 2^6.3^3.5^3.31\varpi_3273 = 3.7.13
ϖ 3 6696000 = 2 6 . 3 3 . 5 3 .31 ϖ 3 273 = 3.7.13
ϖ 4 6899079264 = 2 5 .3.7 2 .11 2 .17.23.31 ϖ 4 26 = 2.13
\varpi_46899079264 = 2^5.3.7^2.11^2.17.23.31\varpi_426 = 2.13
ϖ 4 6899079264 = 2 5 .3. 7 2 .1 1 2 .17.23.31 ϖ 4 26 = 2.13
ϖ 5 146325270 = 2.3.5.7 2 .13 2 .19.31
\varpi_5146325270 = 2.3.5.7^2.13^2.19.31
ϖ 5 146325270 = 2.3.5. 7 2 .1 3 2 .19.31
ϖ 6 2450240 = 2 6 .5.13.19.31
\varpi_62450240 = 2^6.5.13.19.31
ϖ 6 2450240 = 2 6 .5.13.19.31
ϖ 7 30380 = 2 2 .5.7 2 .31 G 2
\varpi_730380 = 2^2.5.7^2.31G_2
ϖ 7 30380 = 2 2 .5. 7 2 .31 G 2
ϖ 8 248 = 2 3 .31 ϖ 1 \varpi_8248 = 2^3.31\varpi_1 ϖ 8 248 = 2 3 .31 ϖ 1 7
ϖ 2 14 = 2.7
\varpi_214 = 2.7
ϖ 2 14 = 2.7
习题
参见习题为 § 13 。