ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.07.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 0
164 |
Гл. |
IV. Автоморфизмы и изоморфизмы классических групп |
||||
Метод |
Уолтера |
является развитием |
метода |
Риккарта |
||
(§ |
1 ). |
Он основан в первую |
очередь |
на рассмотрении |
||
числа ѵ(й) для |
произвольной |
инволюции й <= PUn(K, f). |
||||
Этого, |
однако, |
недостаточно, |
так как ѵ(й) = |
4 не толь |
ко для экстремальных инволюций, но и для некоторых инволюций второго рода. Уолтер рассматривает, далее, множество М всех инволюций в группе PUn(K,f), для которых ѵ(й) = 4, и для любых трех различных комму тирующих инволюций й, V, w из М рассматривает число
со(й, V, w) элементов множества с(с(й, ѵ, w)) (где c(S) имеет тот же смысл, что и в § 1 , но в применении к рас
сматриваемой группе PUn(K,f)). Пусть со(й) обозна
чает |
максимум из чисел |
со (ü,v,w) |
|
для |
всевозможных |
||||||
V, ш, удовлетворяющих предыдущим условиям. Деталь |
|||||||||||
ное |
изучение |
множества |
М (основанное на результатах |
||||||||
§ 13 |
и 14 гл. I) позволило Уолтеру доказать, что условие |
||||||||||
со (у) |
= 8 |
выделяет |
экстремальные |
инволюции |
среди |
||||||
всех элементов множества М, исключая |
случаи, |
когда |
|||||||||
п = 8 и п — 1 2 , которые исследуются особыми |
метода |
||||||||||
ми (см. там ж е). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Еще раньше Дьёдонне [7], стр. 55—57, нашел все ав |
|||||||||||
томорфизмы |
группы |
ЯО„ (/(,/) |
в |
предположениях, что |
|||||||
f — симметричная форма |
индекса |
^ |
1 , |
К — произволь |
|||||||
ное поле |
характеристики |
и |
п ^ |
3. При нечетном п |
|||||||
группа POn(K,f) изоморфна группе ОІ (К, /), |
и ее ав |
томорфизмы найдены в § 5. При четном п метод состоит
вотличении неэкстремальных инволюций от таких экс тремальных инволюций, собственная гиперплоскость которых содержит изотропные прямые, при помощи свойств централизаторов этих инволюций. Это делается достаточно легко путем рассмотрения первых двух ком мутантов централизатора и использования того факта, что квадрат всякого элемента группы On(K,f) принад лежит ее коммутанту. Окончательный результат состоит
втом, что всякий автоморфизм группы РОп(К, f) полу
чается факторизацией |
из |
автоморфизма |
группы |
||
Оп(К, f). |
|
|
|
|
|
Аналогичным |
методом |
определены |
автоморфизмы |
||
группы POt (К, f) |
при (і = |
6 |
и любом |
четном |
п ^ 10 |
для формы / индекса ^ 1 |
(Дьёдонне [7], стр. |
57—60), |
§ 7. Автоморфизмы групп P U n (K,f), PU^(,K,{) |
н P&n{K,l) 165 |
В этом случае требуется проверить, что |
централизатор |
2 -инволюции, (п — 2 ) -мерное собственное |
подпростран |
ство которой содержит изотропные прямые, не может быть изоморфен централизатору инволюции второго рода. Это делается путем рассмотрения в этих двух централизаторах максимальных систем коммутирующих инволюций и доказательства того, что они состоят из разного числа элементов. В рассматриваемых случаях
автоморфизмы |
группы PO t (К, |
f) |
также |
получаются |
|
факторизацией |
из |
автоморфизмов |
группы |
O t (К, f) |
|
(определенных в § |
5 при тех же |
предположениях). Ис |
пользуя особую структуру группы ОІ (К, /), такими же рассуждениями, как в § 5, можно показать, что этот ре зультат справедлив и при п = 4 (исключая, быть может, случай, когда /( = F3 и f — форма индекса 2 ).
Воненбургер [4] распространил предыдущие методы
и результаты на группы PO t (К, f) для формы f индек са 0 при п ^ 5. При п = 8 происходят особенные яв
ления, связанные с так называемой «тройственностью» (см. Э. Картам [2], Шевалле [1], Спрингер и Ван-дер- Блей [1]). А именно, могут существовать автоморфизмы
группы РОІ (К, /), преобразующие 2 -инволюции в инво
люции второго рода. Для того чтобы это было возмож но, необходимо и достаточно, чтобы поле К было пифа горовым и чтобы для подходящего а форма а/ обладала ортонормированным базисом (Воненбургер [5]).
Кажется правдоподобным, что, комбинируя метод, используемый для отличения инволюций второго рода от 2-инволюций в группе РОt (К, f), с методом, позво
ляющим |
отличать |
инволюции |
типов |
(2 , п — 2 ) |
и |
|||||||
(п — 2 , 2 ) от |
других |
|
инволюций |
в |
группе |
U t (К, |
f) |
|||||
(§ 5), |
можно |
получить |
описание |
всех |
автоморфизмов |
|||||||
группы |
P U t {К, |
f) в |
случае, |
когда |
К — произвольное |
|||||||
поле |
характеристики |
ф 2, І ф |
І и |
f — форма |
индекса |
|||||||
^ l . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стейнберг [1] полностью описал автоморфизмы групп |
||||||||||||
P U t (К, |
f) и PQn (К, f) для конечного поля К в тех слу |
|||||||||||
чаях, когда эти группы простые (см. гл. II, § 3, 4, 9 и 10). |
||||||||||||
Мы |
не |
можем |
здесь |
привести |
его |
метод, |
который |
166 |
Гл. |
IV. Автоморфизмы и изоморфизмы классических групп |
|||
основан |
на |
теории групп Ли и совершенно отличен |
|||
от |
методов |
этой книги. Во всех этих случаях (при |
|||
п Ф 8) |
из |
результатов |
Стейнберга легко |
получается |
|
описание автоморфизмов |
групп Un(K,f) |
и Ut {К, f)- |
Для этого достаточно заметить, что всякий такой авто морфизм ер сохраняет центр и коммутант группы и,
следовательно, определяет автоморфизм |
ф группы |
P Ut (К, /), который по теореме Стейнберга |
происходит |
из автоморфизма ф группы Un(K,f), имеющего вид, опи |
санный в § 4. После этого все сводится к тому очевид
ному факту, что если ф = |
1, то ц>(и) = |
%{и)и, |
где % |
|
имеет тот же смысл, что и в § 4. |
|
|
|
|
Автоморфизмы группы |
Q„(K,f) |
для |
бесконечного |
|
поля К в общем случае не известны |
(см., |
однако, |
част |
ный случай в работе Дьёдонне [9], стр. 91—92). То же самое относится к группе (/(,/) *).
Укажем, наконец, что Воненбургер [4] определил также автоморфизмы проективных групп подобий
PGOn(K,f) |
и |
PGOt {К, f) |
при |
п ^ |
4 для |
поля |
К ха |
|||
рактеристики |
ф 2. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
§ 8. Изоморфизмы классических групп |
|
|
|||||||
Классическая |
группа G{n,K,f) |
зависит |
от |
тела К, |
||||||
целого |
числа |
п |
(размерности |
пространства, где |
дей |
|||||
ствует |
группа) и, возможно, полуторалинейной |
формы |
||||||||
/ (или квадратичной формы Q) данного индекса. |
Мы бу |
|||||||||
дем называть изоморфизм группы G(n,K,f) |
на |
группу |
||||||||
G' (n', K', f') |
типовым, если |
его |
определение |
не |
зависит |
от специальных свойств тела К (кроме, быть может, его коммутативности) и, тем самым, для любого (быть мо жет, любого коммутативного) тела К имеет место изо морфизм соответствующих групп (при этом К', конечно, зависит от К). В противном случае мы будем говорить об особом изоморфизме.
Мы уже встречались с типовыми изоморфизмами. Та ковыми являются изоморфизм группы Sp2(К) на груп пу SL2{K), где К — произвольное поле, и изоморфизм группы U2 (К, f) на группу SL2{Ko), где К — поле,
') См. приложение. — Прим, ререв.
§ 8. Изоморфизмы классических групп |
167 |
||||
/ Ф 1, f — форма индекса |
1 |
и |
Ка— поле |
инвариантов |
|
антиавтоморфизма J (гл. |
II, |
§ |
4 и 5). |
Большая часть |
|
других известных типовых изоморфизмов |
(с некоторыми |
||||
из которых мы встречались, |
когда изучали группы 03 и |
||||
0 4 в § 9 гл. II) связывается |
с одним-единственным из |
них, следуя методу, систематически развитому Ван-дер-
Вардеиом [1], стр. 18—28. |
|
|
|
||
Этот |
метод |
исходит |
из |
следующих |
соображений. |
Пусть вначале |
К — поле |
характеристики |
ф2. Рассмот |
||
рим векторное |
пространство |
F = /С4 и пространство Е |
|||
бивекторов над |
F. Размерность пространства Е равна |
||||
6; если |
(е<)кг<4 — базис |
пространства F, |
то бивекторы |
||
et А ßj |
(і < /) составляют базис пространства Е. Внеш |
нее произведение двух бивекторов х, у представляется в виде f(x, y)et А е2 А е3 Л еіг где / (х, у) — невырожден
ная симметричная билинейная форма на В, индекс кото рой равен 3. Соотношение f(x,x) = 0 означает, что х — разложимый бивектор (соответствующий 2-мерному под пространству пространства F). Следовательно, грассманиан Gi (В) может быть отождествлен с квадрикой в 5-мериом проективном пространстве Р(Е), определяе
мой уравнением |
f{x,x) |
= 0 . Пусть |
теперь ѵ — произ |
|||||||
вольное полулинейное преобразование пространства F |
||||||||||
и и = и<2) — его |
вторая |
внешняя степень, т. |
е. |
такое |
||||||
полулинейное |
преобразование |
пространства |
Е, |
что |
||||||
u(s |
Л t) = V (s) Л V (t) |
для |
любых |
векторов |
s, t. |
Не |
||||
посредственно |
можно |
проверить, что f(u(x), |
и(у)) = |
|||||||
= |
(det(u)) (f(x, у))°, |
где о — автоморфизм поля К, со |
||||||||
ответствующий преобразованию |
и 1). |
Иначе говоря, и — |
||||||||
это |
полуподобие |
относительно |
формы f. Обратно, |
если |
||||||
и — такое полуподобие, |
то |
соответствующее |
проектив |
|||||||
ное |
преобразование |
й |
отображает |
грассманиан Gi(F) |
в себя. При этом, поскольку «соседние» точки множе ства Gi{F) (в смысле § 2 гл. Ill) характеризуются тем, что прямая, соединяющая их в Р(Е), лежит в Gl(F), преобразования й и й~1 переводят соседние точки
‘) Под det (о) здесь понимается определитель матрицы преоб разования о в базисе (е.) (или в любом базисе, для которого оп ределитель матрицы перехода от базиса (е<) равен 1). — Прим,
переѳ.
163 Гл. IV. Автоморфизмы и изоморфизмы классических групп
всоседние. Следовательно, можно применить теорему Чоу (гл. Ill, § 2), которая позволяет заключить, что если
йне переставляет два класса плоскостей Nt (Е), N t (Е) квадрики Gi(F), то существует такое полулинейное пре
образование |
и |
пространства F, |
что |
преобразование |
|||||
v{Z)u~l оставляет |
на месте |
все точки пространства Р(Е) |
|||||||
и, значит, является гомотетией. Иначе говоря, |
в |
этом |
|||||||
случае и = ри<2>, |
где р, е К*. Кроме того, легко |
видеть, |
|||||||
что если ро(2) |
= |
р,п(2), |
то |
щ = |
Хѵ и |
р = |
Я2рь |
где |
|
Х^К*. Если, |
напротив, |
й переставляет Nt (Е) |
и N t (Е), |
то преобразование и является произведением второй внешней степени полулинейного отображения простран ства F на пространство F* (т. е. корреляции простран ства F) и канонического отображения (определенного с точностью до множителя) пространства бивекторов над F* на пространство бивекторов над F. В первом слу чае, если V линейно, то и является прямым подобием4) относительно формы /, и обратно. Таким образом, ото бражение (р, ѵ) —►рсД2> является гомоморфизмом пря
мого произведения К* X GLi(K) на группу GOt {К, f) прямых подобий относительно формы /; ядро этого го
моморфизма образовано элементами |
(X2, Аг1), |
где |
І е Х * ; множитель подобия ро<2> равен |
p2 det(n). |
По |
скольку всякая невырожденная симметричная билиней ная форма индекса 3 на Е эквивалентна форме / (гл. I, § 11), тем самым получается типовой изоморфизм для ортогональных групп таких форм.
Помимо этого, метод Ван-дер-Вардеиа основывается на следующих двух замечаниях:
1°. Пусть f — невырожденная симметричная билиней ная форма на n-мерном векторном пространстве Е над полем К и Н — неизотропиая гиперплоскость в про странстве Е. Обозначим через /і ограничение формы f
на Н. Тогда |
группа Ot -i(K, f\) естественным |
образом |
||||
отождествляется |
с подгруппой группы Ot |
(К, |
f) |
(или |
||
группы GOt (К, |
/)), сохраняющей ту линейную форму и, |
|||||
*) См. |
§ |
13 |
гл. 11. Утверждение вытекает |
рз |
того, |
что |
det (о2) = |
(det v) ) 3. — Прим, перев. |
|
|
|