Bourbaki

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§ 9。 魏尔公式

在本段中,我们保留了§6和§7的通用记号。

1. 特征标有限维g\mathfrak{g}-模块

令 (eλ)λ∈h∗(e^{\lambda})_{\lambda\in\mathfrak{h}^*} 为环 Z[h∗]\mathbf{Z}[\mathfrak{h}^*] 中的典范基。给出因子上离散拓扑从h∗\mathfrak{h}^*到Z\mathbf{Z}乘积拓扑的所有映射的空间Zh∗\mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*}。如果φ∈Zh∗\varphi \in \mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*},则族(φ(ν)eν)ν∈h∗(\varphi (\nu )e^{\nu})_{\nu\in\mathfrak{h}^*}是可求和的,并且

φ=∑ν∈h∗φ(ν)eν \varphi =\sum_{\nu\in\mathfrak{h}^*}\varphi (\nu )e^{\nu}

令Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle为φ∈Zh∗\varphi \in \mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*}的集合,其支撑包含在形式ν−P+\nu -P_+的集合的有限并中,其中ν∈h∗\nu \in \mathfrak{h}^*。然后Z[P]⊂Z⟨P⟩⊂Zh∗\mathbf{Z}[P]\subset \mathbf{Z}\langle P\rangle \subset \mathbf{Z}^{\mathfrak{h}^*}。 定义在 Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle 环结构上通过放置来扩展Z[P]\mathbf{Z}[P],对于 φ,ψ∈Z⟨P⟩\varphi , \psi \in \mathbf{Z}\langle P\rangle 和 ν∈h∗\nu \in \mathfrak{h}^*,

(φψ)(ν)=∑μ∈h∗φ(μ)ψ(ν−μ) (\varphi \psi )(\nu ) =\sum_{\mu\in\mathfrak{h}^*}\varphi (\mu)\psi (\nu -\mu)

((φ(μ)ψ(ν−μ))μ∈h∗(\varphi (\mu)\psi (\nu -\mu))_{\mu\in\mathfrak{h}^*}家庭有有限支撑,因为条件满足于φ\varphi和ψ\psi的支持)。如果φ=∑νxνeν\varphi =\sum_{\nu}x_{\nu}e^{\nu}和ψ=∑νyνeν\psi =\sum_{\nu}y_{\nu}e^{\nu},则φψ=∑ν,μxνyμeν+μ\varphi \psi =\sum_{\nu ,\mu}x_{\nu}y_\mu e^{\nu+\mu}。

让ν∈h∗\nu \in \mathfrak{h}^*。 ν\nu的划分转化为正根是一个族(nα)α∈R+(n_{\alpha})_{\alpha\in R_+},其中nαn_{\alpha}是整数≥0\geq 0使得ν=∑α∈R+nαα\nu =\sum_{\alpha\in R_+}n_{\alpha}\alpha。我们将ν\nu的划分的P(ν)\mathfrak{P}(\nu )数表示为正根。我们有

P(ν)>0⇐⇒ν∈Q+ \mathfrak{P}(\nu )>0\Leftarrow \Rightarrow \nu \in Q_+

在本段中,我们用 K 表示 Z⟨P⟩:\mathbf{Z}\langle P\rangle : 的以下元素

K=∑γ∈Q+P(γ)e−γ K =\sum_{\gamma\in Q_+}\mathfrak{P}(\gamma )e^{-\gamma}

现在回想一下(第 VI, §3, no. 3 章,命题 2)

d=∏α∈R+(eα/2−e−α/2)=∑w∈Wε(w)ewρ d=\prod_{\alpha\in R_+}(e^{\alpha /2}-e^{-\alpha /2}) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\rho}

是 Z[P]\mathbf{Z}[P] 的反不变量元素。

引理 1 015T

在环Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle,我们有K.∏α∈R+(1−e−α)=Ke−ρd=1K.\prod_{\alpha\in R_+}(1-e^{-\alpha}) = Ke^{-\rho}d= 1。

被以下引用 2

被以下引用 引理 2, 命题 1

确实,

K=∏α∈R+(e0+e−α+e−2α+⋯ ) K =\prod_{\alpha\in R_+}(e^0+e^{-\alpha}+e^{-2\alpha}+\cdots )

所以

Ke−ρd=∏α∈R+(1+e−α+e−2α+⋯ )∏α∈R+(1−e−α)=1 Ke^{-\rho}d=\prod_{\alpha\in R_+}(1 +e^{-\alpha}+e^{-2\alpha}+\cdots )\prod_{\alpha\in R_+}(1-e^{-\alpha}) = 1

引理 2 015U

让λ∈h∗\lambda \in \mathfrak{h}^*。 模Z(λ)(Z(\lambda ) (§6, no. 3)承认特征标是Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle的元素,我们有dd。第 Z(λ)=eλ+ρZ(\lambda ) =e^{\lambda+\rho}。

引用了 3

引用了 VIII § 6. 。 模超过分裂的半单李代数, 命题 6, VIII § 6, 引理 1

令α1,...,αq\alpha_1, . . . , \alpha_q不同于元素或R+R_+。 Z(λ)(Z(\lambda ) (§6 的X−α1n1X−α2n2...X−αqnq⊗1X_{-\alpha_1}^{n_1}X_{-\alpha_2}^{n_2}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q}\otimes 1 形式基,第 6 (iii) 条提案)。对于h∈hh\in \mathfrak{h},我们有

h.(X−α1n1X−α2n2...X−αqnq⊗1) h.(X_{-\alpha_1}^{n_1}X_{-\alpha_2}^{n_2}. . .X_{-\alpha_q}^{n_q}\otimes 1)
=[h,X−α1n1...X−αqnq]⊗1+(X−α1n1...X−αqnq)⊗h.1 = [h, X_{-\alpha_1}^{n_1}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q}]\otimes 1 + (X_{-\alpha_1}^{n_1}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q})\otimes h.1
=(λ−n1α1−⋯−nqαq)(h)(X−α1n1...X−αqnq⊗1) = (\lambda -n_1\alpha_1- \cdots -n_q\alpha_q)(h)(X_{-\alpha_1}^{n_1}. . . X_{-\alpha_q}^{n_q}\otimes 1)

因此,Z(λ)λ−μZ(\lambda )^{\lambda-\mu}的维数是P(μ)\mathfrak{P}(\mu)。这证明 ch Z(λ)Z(\lambda ) 已定义,是 Z⟨P⟩\mathbf{Z}\langle P\rangle 的元素,并且

第 Z(λ)=∑μP(μ)eλ−μ=KeλZ(\lambda ) =\sum_\mu\mathfrak{P}(\mu)e^{\lambda-\mu}= Ke^{\lambda}。

现在只需应用引理 1即可。

引理 3 015V

设 M 是一个 g\mathfrak{g} 模,它承认特征标 ch(M),其支持包含在集合 μ−P+\mu-P_+ 的有限并中。令U为g\mathfrak{g}的包络代数,U,λ0∈h∗,\lambda_0\in \mathfrak{h}^*的Z中心,以及从Z到k(k(§8的χλ0\chi_{\lambda_0}相应的同态,Cor。 1 Th。 2)。假设对于所有 z∈Z,zMz\in Z,z_M 都是位似,比率为 χλ0(z)\chi_{\lambda_0}(z)。令DMD_M为λ∈W(λ0+ρ)−ρ\lambda \in W(\lambda_0+\rho )-\rho的集合,使得λ+Q+\lambda + Q_+满足Supp(ch M)。那么 ch(M) 是 ch Z(λ)Z(\lambda ) 对于 λ∈DM\lambda \in D_M 的 Z\mathbf{Z} 线性组合。

引用了 4 · 被以下引用 1

引用了 推论 1, VIII § 8, 命题 6, VIII § 6, VIII § 7. 。有限维模超过分裂的半单李代数, 命题 1, VIII § 6

被以下引用 定理 1(H. Weyl 的特征标公式)

如果 Supp(ch M) 为空,则引理清零。假设 Supp(ch MM)≠∅\not=\emptyset。令λ\lambda为该支撑的极大元素,并设置暗淡Mλ=mM^{\lambda}=m。从(Z(λ))m(Z(\lambda ))^m到M存在g\mathfrak{g}同态φ\varphi,其中映射(Z(λ)λ)m(Z(\lambda )^{\lambda})^m双射到Mλ(M^{\lambda}(§6, no. 3,命题6(i))。因此,Z(λ)Z(\lambda )的中心特征标是χλ0\chi_{\lambda_0},所以λ∈W(λ0+ρ)−ρ(\lambda \in W(\lambda_0+\rho )-\rho (§8, no. 5,Cor。 1 Th。 2)。这证明了DM≠∅D_M\not=\emptyset,并且允许我们通过卡DMD_M上的归纳进行争论。设L和N为φ\varphi的核和余核。那么我们有正合序列的 g\mathfrak{g} 同态:

0→L→(Z(λ))m→M→N→0 0\rightarrow L\rightarrow (Z(\lambda ))^m\rightarrow M\rightarrow N\rightarrow 0

所以

ch(M) =−=-ch(L) +m+m ch Z(λ)+Z(\lambda ) + ch(N)

(§7, no. 7,公式(6))。 集合 Supp(ch L) 和 Supp(ch N) 包含在集合 μ−P+\mu-P_+ 的有限并中。对于 z∈Z,zLz\in Z,z_L 和 zNz_N 来说,是同位比 χλ0(z)\chi_{\lambda_0}(z)。显然,DN⊂DMD_N\subset D_M。另一方面,(λ+Q+)∩(\lambda + Q_+)\capSupp(ch MM)={λ}=\{\lambda \}和λ∉\lambda \notinSupp(ch N),所以λ∉DN\lambda \notin D_N和

卡DN<D_N<卡DMD_M。

另一方面,L是(Z(λ))m(Z(\lambda ))^m中的子模;如果 λ′∈DL\lambda '\in D_L,则 λ′+Q+\lambda '+ Q_+ 满足 Supp(ch LL)⊂\subset Supp ch Z(λ)Z(\lambda ),因此 λ∈λ′+Q+(\lambda \in \lambda '+ Q_+(§6, no. 1,命题 1 (ii));由此可见DL⊂DMD_L\subset D_M。从L∩(Z(λ)λ)m=0L\cap (Z(\lambda )^{\lambda})^m= 0开始,我们有λ∉DL\lambda \notin D_L,所以

卡DL<D_L< 卡DMD_M。

现在申请归纳假设就足够了。

定理 1(H. Weyl 的特征标公式) 015W

设 M 为有限维简单 g\mathfrak{g} 模,且 λ\lambda 为最高权。然后

引用了 3 · 被以下引用 5

引用了 命题 7, VIII § 6, 引理 3, VIII § 7. 。有限维模超过分裂的半单李代数

被以下引用 定理 4, I § 6, 注 3, IX § 7, 命题 1, 命题 2, 定理 2

(∑w∈Wε(w)ewρ)(\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\rho}).ch M=∑w∈Wε(w)ew(λ+ρ)M =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w(\lambda+\rho)}.

当记号为引理 3 时,M 的中心特征标为 χλ(\chi_{\lambda}(§6, no. 4,命题 7)。因此,通过引理 2 和 3,d3,d.ch M 是 eμ+ρe^{\mu+\rho} 的 Z\mathbf{Z} 线性组合,使得

μ+ρ∈W(λ+ρ) \mu+\rho \in W(\lambda +\rho )

另一方面,由 §7, no. 7,引理 7,d7,d.ch M 是反不变的,其唯一的最大值项是 eλ+ρe^{\lambda+\rho},因此是定理。

例 015X

取g=sl(2,k),h=kH\mathfrak{g}=\mathfrak{s}\mathfrak{l}(2, k),\mathfrak{h}=kH。令α\alpha为(g,h)(\mathfrak{g},\mathfrak{h})的根,使得α(H)=2\alpha (H) = 2。 g\mathfrak{g}-模块V(m)V(m)有最高权(m/2)α(m/2)\alpha。因此

ch(V(mm)) =(e(m/2)α+21α−e−(m/2)α−21α)/(e21α−e−21α)= (e^{(m/2)\alpha+^1_2\alpha}-e^{-(m/2)\alpha-^1_2\alpha})/(e^{^1_2\alpha}-e^{-^1_2\alpha})

=e−(m/2)α.(e(m+1)α−1)/(eα−1) =e^{-(m/2)\alpha}.(e^{(m+1)\alpha}-1)/(e^{\alpha}-1)
=e−(m/2)α(emα+e(m−1)α+⋯+1) =e^{-(m/2)\alpha}(e^{m\alpha}+e^{(m-1)\alpha}+\cdots + 1)
=e(m/2)α+e(m−2)α/2+⋯+e−(m/2)α =e^{(m/2)\alpha}+e^{(m-2)\alpha /2}+\cdots +e^{-(m/2)\alpha}

这也很容易从§1, no. 2,提案 2 得出。

引用了 1

引用了 命题 2, VIII § 1

2. 维数简单 g\mathfrak{g} 模块

如果μ∈h∗\mu\in \mathfrak{h}^*,则放入J(eμ)=∑w∈Wε(w)ewμJ(e^\mu) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w\mu},cf. VI, §3, no. 3。

定理 2 015Y

设 E 为有限维简单 g\mathfrak{g} 模,λ\lambda 为最高权,(⋅∣⋅)(\cdot | \cdot ) 为 h∗\mathfrak{h}^* 上的 W 不变非简并正对称双线性形式。然后:

∏⟨λ+ρ,Hα⟩∏((λ∣α)) \prod\langle \lambda +\rho , H_{\alpha}\rangle \prod((\lambda |\alpha ))
引用了 2 · 被以下引用 5

引用了 VI § 3. 。指数不变量, 定理 1(H. Weyl 的特征标公式)

被以下引用 VIII § 13. 。经典可拆分简单李代数, 习题 11, § 9, 习题 16, § 9, 习题 7, § 9, 习题 8, § 9

昏暗E = = 1 +。

α∈R+⟨ρ,Hα⟩α∈R+(ρ∣α)‾ _{\alpha\in R_+}\langle \rho , H_{\alpha}\rangle_{\alpha\in R_+}\overline{(\rho|\alpha)}

设 T 为不定式。对于所有ν∈P\nu \in P,用fνf_{\nu}同态表示从Z[P]\mathbf{Z}[P]到R[[T]]\mathbf{R}[[T]],对于所有μ∈P\mu\in P需要eμe^\mu到e(ν∣μ)Te^{(\nu|\mu)T}。那么dim E就是级数fνf_{\nu}(ch E)的常数项。

对于所有μ,ν∈P\mu, \nu \in P,我们有

fν(J(eμ))=∑w∈Wε(w)e(ν∣wμ)T f_{\nu}(J(e^\mu)) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{(\nu|w\mu)T}
=∑w∈Wε(w)e(w−1ν∣μ)T=fμ(J(eν)) =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{(w^{-1}\nu|\mu)T}=f_\mu(J(e^{\nu}))

特别是,鉴于第一章。 VI, §3, no. 3、公式 (3)、

fρ(J(eμ))=fμ(J(eρ))=e(μ∣ρ)T∏α∈R+(1−e−(μ∣α)T) f_{\rho}(J(e^\mu)) =f_\mu(J(e^{\rho})) =e^{(\mu|\rho)T}\prod_{\alpha\in R_+}(1-e^{-(\mu|\alpha)T})

因此,设定卡(R+_+)=N= N,

fρ(J(eμ))≡TN∏α∈R(μ∣α)f_{\rho}(J(e^\mu))\equiv T^N\prod_{\alpha\in R}(\mu|\alpha )(模TN+1R[[T]]T^{N+1}\mathbf{R}[[T]])。

等式 J(eλ+ρ)=J(e^{\lambda+\rho}) = ch(E).J(eρ).J(e^{\rho}) (Th.1) 因此意味着

TN∏α∈R+(λ+ρ∣α)≡fρT^N\prod_{\alpha\in R_+}(\lambda +\rho |\alpha )\equiv f_{\rho}(ch EE).TN∏α∈R+(ρ∣α).T^N\prod_{\alpha\in R_+}(\rho |\alpha ) (mod TN+1R[[T]]T^{N+1}\mathbf{R}[[T]])

所以

昏暗E=((∏α∈R+(λ+ρ∣α))/((∏α∈R+(ρ∣α))=∏α∈R+(1+(λ∣α)(ρ∣α))E =((\prod_{\alpha\in R_+}(\lambda +\rho |\alpha ))/((\prod_{\alpha\in R_+}(\rho |\alpha ))=\prod_{\alpha\in R_+}(1 +\frac{(\lambda|\alpha)}{(\rho|\alpha)})。

现在,如果α∈R+,α\alpha \in R_+,\alpha可以与hR\mathfrak{h}_{\mathbf{R}}与HαH_{\alpha}成比例的元素识别,那么

(λ+ρ∣α)/(ρ∣α)=⟨λ+ρ,Hα⟩/⟨ρ,Hα⟩ (\lambda +\rho |\alpha )/(\rho |\alpha ) =\langle \lambda +\rho , H_{\alpha}\rangle /\langle \rho , H_{\alpha}\rangle

例 1 015Z

在no. 1的例中,我们发现

昏暗V(m)=(m2α+α2)(Hα)/α2(Hα)=m+1V(m) =(\frac{m}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2})(H_{\alpha})/\frac{\alpha}{2}(H_{\alpha}) =m+ 1,

我们在§1就知道了。

例 2 0160

取g\mathfrak{g}为型G2G_2的可分割简单李代数并采用第1章的记号。 VI,板IX。给出 hR∗\mathfrak{h}^*_{\mathbf{R}} W 不变正对称形式 (⋅∣⋅)(\cdot | \cdot ),使得 (α1∣α1)=1(\alpha_1|\alpha_1) = 1。然后 ρ=ϖ1+ϖ2\rho =\varpi_1+\varpi_2 和

(ϖ1∣α1)=12,(ϖ1∣α2)=0,(ϖ1∣α2+α1)=12 (\varpi_1|\alpha_1) =\frac{1}{2},(\varpi_1|\alpha_2) = 0,(\varpi_1|\alpha_2+\alpha_1) =\frac{1}{2}
(ϖ1∣α2+2α1)=1,(ϖ1∣α2+3α1)=32,(ϖ1∣2α2+3α1)=32 (\varpi_1|\alpha_2+ 2\alpha_1) = 1,(\varpi_1|\alpha_2+ 3\alpha_1) =\frac{3}{2},(\varpi_1|2\alpha_2+ 3\alpha_1) =\frac{3}{2}
(ϖ2∣α1)=0,(ϖ2∣α2)=32,(ϖ2∣α2+α1)=32 (\varpi_2|\alpha_1) = 0,(\varpi_2|\alpha_2) =\frac{3}{2},(\varpi_2|\alpha_2+\alpha_1) =\frac{3}{2}
(ϖ2∣α2+2α1)=32,(ϖ2∣α2+3α1)=32,(ϖ2∣2α2+3α1)=3 (\varpi_2|\alpha_2+ 2\alpha_1) =\frac{3}{2},(\varpi_2|\alpha_2+ 3\alpha_1) =\frac{3}{2},(\varpi_2|2\alpha_2+ 3\alpha_1) = 3

因此,如果n1,n2n_1, n_2是整数≥0\geq 0,则最高权n1ϖ1+n2ϖ2n_1\varpi_1+n_2\varpi_2的简单表示的维数是

(1+n1/212‾)((1+3n2/232‾)((1+n1/2+3n2/212‾+32)((1+n1+3n2/21+32‾) (1 +\frac{n_1/2}{1\overline{2}})((1 +\frac{3n_2/2}{3\overline{2}})((1 +\frac{n_1/2 + 3n_2/2}{_{1\overline{2}} + \frac{3}{2}})((1 +\frac{n_1 + 3n_2/2}{1 +^{3\overline{2}}})
×(1+3n1/2+3n2/232‾+32)((1+3n1/322+3+3n2) \times (1 +\frac{3n_1/2 + 3n_2/2}{_{3\overline{2}} + \frac{3}{2}})((1 +3n_1\frac{/_3}{2}2 + 3+ 3n_2)
=(1+n1)(1+n2)(1+n1+3n24)((1+2n1+3n25)((1+n1+n22) = (1 +n_1)(1 +n_2)(1 +\frac{n_1 + 3n_2}{4})((1 +\frac{2n_1 + 3n_2}{5})((1 +\frac{n_1 + n_2}{2})
×(1+n1+2n23) \times (1 +\frac{n_1 + 2n_2}{3})
(1+n1)(1+n2)(2+n1+n2)(3+n1+2n2)(4+n1+3n2)(5+2n1+3n2) (1+n_1)(1+n_2)(2+n_1+n_2)(3+n_1+2n_2)(4+n_1+3n_2)(5+2n_1+3n_2)

=。

5!

特别是,最高权 ϖ1\varpi_1(分别为ϖ2\varpi_2)的基数表示为维数 7(分别为14)。

3. 简单 g\mathfrak{g} 模块的权的多重性

命题 1 0161

让ω∈P++\omega \in P_{++}。对于所有λ∈P\lambda \in P,E(ω)E(\omega )中λ\lambda的重数是

mλ=∑w∈Wε(w)P(w(ω+ρ)−(λ+ρ)) m_{\lambda}=\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(w(\omega +\rho )-(\lambda +\rho ))
引用了 2 · 被以下引用 2

引用了 引理 1, 定理 1(H. Weyl 的特征标公式)

被以下引用 推论, 命题 2

由 Th. 1 和引理 1,

通道 E(ω)=Ke−ρdE(\omega ) = Ke^{-\rho}d 通道 E(ω)=Ke−ρ∑w∈Wε(w)ew(ω+ρ)E(\omega ) = Ke^{-\rho}\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w(\omega+\rho)}

所以

通道 E(ω)=∑w∈W,γ∈Q+ε(w)P(γ)e−ρ+w(ω+ρ)−γE(\omega ) =\sum_{w\in W,\gamma\in Q_+}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(\gamma )e^{-\rho+w(\omega+\rho)-\gamma}

和

mλ=∑ε(w)P(γ) m_{\lambda}=\sum\varepsilon (w)\mathfrak{P}(\gamma )
w∈W,γ∈Q+,γ=−λ−ρ+w(ω+ρ)w\in W,\gamma \in Q_+,\gamma =-\lambda -\rho +w(\omega +\rho )

推论 0162

如果λ\lambda是E(ω)E(\omega )的权,与ω\omega不同,

mλ=−∑w∈W,w≠1ε(w)mλ+ρ−wρ m_{\lambda}=-\sum_{w\in W,w\not=1}\varepsilon (w)m_{\lambda+\rho-w\rho}
引用了 2

引用了 命题 1, 命题 5, VIII § 7

使用 ω=0\omega = 0 应用命题 1。如果 μ∈P\mu\in P-- {0}\{0\},我们发现

0=∑w∈Wε(w)P(wρ+μ−ρ) 0 =\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(w\rho +\mu-\rho )

因此

P(μ)=−∑w∈W,w≠1ε(w)P(μ+wρ−ρ)(1) \mathfrak{P}(\mu) =-\sum_{w\in W,w\not=1}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(\mu+w\rho -\rho ) \tag{1}

命题 1 还给出

mλ=−∑w∈Wε(w)∑w′∈W,w′≠1ε(w′)P(w(ω+ρ)−(λ+ρ)+w′ρ−ρ) m_{\lambda}=-\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\sum_{w'\in W,w'\not=1}\varepsilon (w')\mathfrak{P}(w(\omega +\rho )-(\lambda +\rho ) +w'\rho -\rho )

从 w(ω+ρ)≠λ+ρw(\omega +\rho )\not=\lambda +\rho 开始,对于所有 w∈W(w\in W (§7,提案 5 (iii))。因此,

mλ=−∑w′∈W,w′≠1ε(w′)∑w∈Wε(w)P(w(ω+ρ)−(λ+ρ−w′ρ+ρ)) m_{\lambda}=-\sum_{w'\in W,w'\not=1}\varepsilon (w')\sum_{w\in W}\varepsilon (w)\mathfrak{P}(w(\omega +\rho )-(\lambda +\rho -w'\rho +\rho ))

=−∑w′∈W,w′≠1ε(w′)mλ+ρ−w′ρ=-\sum_{w'\in W,w'\not=1}\varepsilon (w')m_{\lambda+\rho-w'\rho}(提案.1.1)。

4. 分解张量积简单 g\mathfrak{g} 模块

命题 2 0163

让λ,μ∈P++\lambda , \mu\in P_{++}。在 R(g)\mathscr{R}(\mathfrak{g}) 中,我们有

[λ].[μ]=∑ν∈P++m(λ,μ,ν)[ν] [\lambda ].[\mu] =\sum_{\nu\in P_{++}}m(\lambda , \mu, \nu )[\nu ]
引用了 3 · 被以下引用 3

引用了 定理 1(H. Weyl 的特征标公式), VI § 1. 。 根系, 命题 1

被以下引用 命题 9, VIII § 7, 习题 14, § 9, 习题 6, § 9

和

m(λ,μ,ν)=∑w,w′∈Wε(ww′)P(w(λ+ρ)+w′(μ+ρ)−(ν+2ρ)) m(\lambda , \mu, \nu ) =\sum_{w,w'\in W}\varepsilon (ww')\mathfrak{P}(w(\lambda +\rho ) +w'(\mu+\rho )-(\nu + 2\rho ))

令E,FE,F为最高权λ,μ\lambda , \mu的有限维简单g\mathfrak{g}模。令lνl_{\nu}为最高权ν\nu的E⊗FE\otimes F同型成分的长度。足以证明

lν=∑w,w′∈Wε(ww′)P(w(λ+ρ)+w′(μ+ρ)−(ν+2ρ))(2) l_{\nu}=\sum_{w,w'\in W}\varepsilon (ww')\mathfrak{P}(w(\lambda +\rho ) +w'(\mu+\rho )-(\nu + 2\rho )) \tag{2}

放入 c1=c_1= ch(E) =∑σ∈Pmσeσ,c2==\sum_{\sigma\in P}m_{\sigma}e^{\sigma},c_2= ch(F) 和 d=J(eρ)d= J(e^{\rho}),其中 J 的定义如 no. 2 中所示。我们有 ∑ξ∈P++lξ\sum_{\xi\in P_{++}}l_{\xi}ch[ξ]=\xi ] = ch(E ⊗F\otimes F) =c1c2=c_1c_2

因而,之后乘以 dd 并使用 Th。 1、

∑ξ∈P++lξJ(eξ+ρ)=c1J(eμ+ρ)=(∑σ∈Pmσeσ)((∑w∈Wε(w)ew(μ+ρ))(3) \sum_{\xi\in P_{++}}l_{\xi}J(e^{\xi+\rho}) =c_1J(e^{\mu+\rho}) =(\sum_{\sigma\in P}m_{\sigma}e^{\sigma})((\sum_{w\in W}\varepsilon (w)e^{w(\mu+\rho)}) \tag{3}
=∑τ∈P(∑w∈Wε(w)mτ+ρ−w(μ+ρ))eτ+ρ =\sum_{\tau\in P}(\sum_{w\in W}\varepsilon (w)m_{\tau+\rho-w(\mu+\rho)})e^{\tau+\rho}

现在,如果 ξ∈P++,ξ+ρ\xi \in P_{++},\xi +\rho 属于到 B 定义的腔室(第 VI, §1, no. 10);因而,对于所有不同于 1 的 w∈Ww\in W,我们有 w(ξ+ρ)∉P++w(\xi +\rho )\notin P_{++}。因而,∑ξ∈P++lξJ(eξ+ρ)\sum_{\xi\in P_{++}}l_{\xi}J(e^{\xi+\rho})中eν+ρe^{\nu+\rho}的系数等于lνl_{\nu}。鉴于(3),我们得到

lν=∑w∈Wε(w)mν+ρ−w(μ+ρ) l_{\nu}=\sum_{w\in W}\varepsilon (w)m_{\nu+\rho-w(\mu+\rho)}

也就是说,根据命题 1,

lν=∑w,w′∈Wε(w)ε(w′)P(w′(λ+ρ)−(ν+ρ−w(μ+ρ)+ρ)) l_{\nu}=\sum_{w,w'\in W}\varepsilon (w)\varepsilon (w')\mathfrak{P}(w'(\lambda +\rho )-(\nu +\rho -w(\mu+\rho ) +\rho ))

这就证明了(2)。

例 0164

我们回到no. 1的例。让 λ=(n/2)α,μ=(p/2)α\lambda = (n/2)\alpha , \mu= (p/2)\alpha、ν=(q/2)α\nu = (q/2)\alpha 与 n≥pn\geq p。我们有

m(λ,μ,ν)=P(n2α+α2+p2α+α2−q2α−α) m(\lambda , \mu, \nu ) =\mathfrak{P}(\frac{n}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}+\frac{p}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
−P(n2α+α2−p2α−α2−q2α−α) -\mathfrak{P}(\frac{n}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}-\frac{p}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
−P(−n2α−α2+p2α+α2−q2α−α) -\mathfrak{P}(-\frac{n}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}+\frac{p}{2}\alpha +\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
+P(−n2α−α2−p2α−α2−q2α−α) +\mathfrak{P}(-\frac{n}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}-\frac{p}{2}\alpha -\frac{\alpha}{2}-\frac{q}{2}\alpha -\alpha )
=P(n+p−q2α)−P(n−p−q−22α) =\mathfrak{P}(\frac{n + p-q}{2}\alpha )-\mathfrak{P}(\frac{n-p-q- 2}{2}\alpha )

如果 n+p+qn+p+q 不能被 2 整除,或者 q≥n+pq\geq n+p,则为零。如果

q=n+p−2r q=n+p-2r

对于 rr 整数 ≥0\geq 0,我们有

m(λ,μ,ν)=P(rα)−P((r−p−1)α) m(\lambda , \mu, \nu ) =\mathfrak{P}(r\alpha )-\mathfrak{P}((r-p-1)\alpha )

因此如果r≤pr\leq p则为m(λ,μ,ν)=1m(\lambda , \mu, \nu ) = 1,如果r>pr > p则为m(λ,μ,ν)=0m(\lambda , \mu, \nu ) = 0。最后,g\mathfrak{g}-模块V(n)⊗V(p)V(n)\otimes V(p)同构于

V(n+p)⊕V(n+p−2)⊕V(n+p−4)⊕⋯⊕V(n−p) V(n+p)\oplus V(n+p-2)\oplus V(n+p-4)\oplus \cdots \oplus V(n-p)

(克莱布什-戈登公式)。

习题

所有考虑的 g\mathfrak{g} 模块都被假定为有限维。

参见习题为 § 9。

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