Файл: Желобенко, Д. П. Гармонический анализ на полупростых комплексных группах Ли.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

вложение Д™ш —> A '"1" d А

(см. доказательство теоре­

мы 44), откуда — ф — р ее A ss А хпш(ввиду эффективнос­

ти /ф). Следовательно, Ass Д™ш CZAss D™m- Из вложения

А пахО

А Т Х следует также

обратное включение.)

IV.

У н и т а р н ы е

м о д у л и . Пусть Н — не­

приводимый гильбертов модуль, представление в ко­ тором унитарно. Согласно следствию 35.4 и предло­ жению 35.9, можно считать, не ограничивая общно­ сти, что

Д Г < D f п < II.

 

П р е д л о ж е н и е

36.5. А х 1,1 =

А°°.

 

ф

//°°,

то

Д о к а з а т е л ь с т в о

(схема).

Если

I мф I «<

оо

для

 

всех

и Е= U (fc),

где

|ф 1 —

=

В (ф,

ф)1/*

35).

Полагая,

в частности,

и =

|3П,

п = 0,

1,

2, . . .,

где

р — оператор

Лапласа —

Бельтрами

 

на

К,

и

пользуясь оценками

§ 14

для

оператора

Ъх (т,

%),

 

находим

отсюда,

что

ф|АеЕ

£Е С°° (К),

т. е. ф е

Z)™ln. С другой стороны, тополо-

гия в и х

мажорирует топологию в Н у откуда и х

=

=

( Р Т Г

С

А 00. Предложение доказано.

 

 

 

 

С л е д с т в и е

36.6. Ass Д™1п =

Ass D ™ln= Ass Н.

 

Действительно,

Ass А™1п =

Ass Z>™ln

(см.

замеча­

ние в п.

III).

В

то

же время

равенство Ass Z>“ in =

=

Ass II

вытекает из определения 36.3 и предложения

36.5.

 

 

[63]

характеристические веса используют­

 

В статье

ся при изучении (приводимых) модулей Хариш-Чанд-

ры. Возможно,

эти веса

окажутся полезными также

в спектральном

анализе

унитарных G-модулей.

** *

Изложение в этой главе основано главным образом на ра­ боте [62], содержание § 36 относится к статье [63].

Предварительная классификация неприводимых (квазипростых, банаховых) G-модулей была получена Хариш-Чапд- рой [97] (см. также [74]) для всех полупростых вещественных групп Ли. Хариш-Чандра показал, что всякий такой G-модуль инфинитезимально эквивалентен одной из компонент компози­ ционного ряда одного из модулей IIу . Для комплексных групп

аналогичная схема классификации была памечеца в работах

214


Березина [29], [30]. Окончательный результат для вполне не­ приводимых представлений комплексной группы G был получен в совместной работе Наймарка и автора [66J. Этот результат (в несколько измененной формулировке и с другим доказатель­ ством) приводится в § 35 (теорема 37).

Другой подход, основанный на рассмотрении вариацион­ но неприводимых представлений, был предложен в работе [62]. Использование более глубоких теорем гармонического анализа (теорема 34 для алгебры ЭЕ= 3) (G)) позволило при этом рас­ смотреть более широкий класс неприводимых представлений.

Краткое изложение результатов классификации имеется также в работах [57J, [65].

215

ДОБАВЛЕНИЯ

Добавление I. ТЕОРИЯ ХАРАКТЕРОВ

В этом добавлении излагается краткое введение в теорию характеров полупростых комплексных групп Ли. Наложение ос­ новано на работах Ф. А . Березина [29], [30], однако содержит ряд технических упрощений. Теория характеров позволяет получить еще один вариант классификации вполне неприводимых банаховых G-модулей.

1.

Х а р а к т е р ы к о н е ч н о м е р н ы х а

г е б р * ) .

Пусть А — ассоциативная конечномерная

алгебра с единицей над полем С. Под идеалом в А

условимся

понимать двусторонний

идеал. Для каж­

дого представления

т алгебры

А

пусть Jx =

ker т

(идеал в А ),

А х =

АМ х.

Если

т

конечномерно, то

положим sx (х)

= sp т (х),

х £Е А.

Линейная форма sx

называется характером представления т.

 

Л е м ма 1.

Если т неприводимо,

то 1) А х полная

матричная

алгебра,

2)

максимальный

идеал,

3) / — ортогональное дополнение к А относительно

формы В {х, у) = sx (ху), х,

у ЕЕ А.

Д о к а з а т е л ь с т в о .

1) является следствием

теоремы Бернсайда. Ясно также, что 1) =4- 2), 3). Лем­ ма доказана.

П р е д л о ж е н и е 2. Пусть т1? та — два не­ приводимых представления алгебры А. Следующие ут­

верждения

равносильны:

т2,

(2) sx, =

 

(3)

JXl =

Jx,.

(1) Tj

эквивалентно

sx„

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Ясно,

что

(1)

=» (2).

Из

3) леммы 1 следует, что

(2)

(3).

Если выполняется

(3), то т*, т2 являются представлениями полной матрич­

ной алгебры

А х„ откуда следует эквивалентность

тх, т2, т. е. (3)

(1). Предложение доказано.

*) Этот раздел приводится для полноты изложения.

216


В частности, характер определяет неприводимое представление т однозначно с точностью до эквивалент­ ности. Для дальнейшего нам понадобится

 

Л е м м а

3. Пусть 1к, к =

1, 2, . .

га,— попар­

но различные максимальные идеалы в А

с нулевым пе­

ресечением.

Тогда алгебра А

изоморфна прямой сумме

полных

матричных

алгебр М к = A/Ik, к =

1,

 

2, . . .

. .

п.

 

 

 

 

 

 

 

 

При

п =

1

алгебра

А

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

проста

(ввиду

максимальности 1г — (0)),

откуда А

=

=

М г.

При

п

 

1 положим

10

=

р| 1к. Из

условия

/ 0 П In — (0)

 

 

 

 

 

 

 

кфп

 

 

 

 

+

и максимальности 1п следует, что h

+

1п =

А,

т. е. А изоморфна прямой

сумме

М п -j-

А 0,

где

А 0 =

А/10.

Применяя

индуктивное

пред­

положение к максимальным идеалам Jk =

1кПк р|

/ 0,

с

нулевым

пересечением

в

Л 0, находим,

что А 0

прямая сумма М к, к

1,

2,

. . . ,

п — 1.

Лемма

до­

казана.

 

 

 

 

4.

Всякий максимальный идеал в А

 

С л е д с т в и е

совпадает

с

одним из

идеалов

I k,

k =

1,

2,

. . .,

п.

 

С л е д с т в и е

5. Пусть J максимальный идеал,

содержащий

пересечение J к, к =

1,

2, . . .,

п,

 

где

Jk

максимальные идеалы.

Тогда J =

Jk при некотором к.

 

(Действительно, это следствие сводится к преды­

дущему путем

факторизации по

пересечению Jk, к =

=

1, 2,

. . ., п.)

 

 

6.

Характеры

попарно

не­

 

П р е д л о ж е н и е

эквивалентных

неприводимых

представлений

линейно

независимы.

 

 

 

 

 

 

Предполагая

линейную

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

зависимость

характеров st = sTi, £

= 1,

2, . . .,

га + 1 ,

и изменяя,

если нужно, нумерацию индексов,

 

можем

считать,

что

sn+1 — линейная

комбинация

 

, i —

=

1, 2,

. . ., п.

Соответственно,

пересечение

J t =

=

J4 ,

i =

1,

2, . . .,

га, содержится в

/ п+1,

 

откуда

заключаем,

согласно

следствию

5,

что Jn+1 =

Ji при

некотором £. Отсюда т„+1 эквивалентно тг (предложе­ ние 2), т. е. мы получаем противоречие. Предложение доказано.

З а м е ч а н и е . Результаты этого раздела остают­ ся в силе для конечномерных представлений произволь­ ной ассоциативной алгебры А.

217


2. Ф у н к ц и о н а л sn. Пусть G — полупростая связная комплексная группа Ли, К — ее максимальная компактная подгруппа, ех — центральный проектор

в С (К) (§ 7) со старшим весом X, X — (G). Далее, пусть я — вполне неприводимое представление груп­ пы G в банаховом пространстве Е. Для каждого г Е Х положим

(х) =

2 SP п (еххег).

 

 

X

 

П р е д л о ж е н и е

7. Функционал sK(х)

сущест­

вует для всех х £Е X и удовлетворяет оценке

 

К (х)|<Л Т е(х),

(*)

где константа М зависит от supp х, е (х) = (ех, ех)' 2,

е — центральный оператор

в U (fG) такой,

что *)

ях (е) = га£-1,

их = (Н тях.

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Положим хх =

ехх. Со­

гласно оценке Хариш-Чандры — Годмана (см. доказа­

тельство теоремы 37), dim ехЕ

п\, т. е. sn (хх)

=

= sp (еххех) существует, причем

I (g) I dg,

 

|Sr. (Я*) I < п\ I я (Xх) I < М 2 5

 

где положено М 0 = max |я (g) ||,

max берется

по

g €Е supp х. Полагая у — ех, находим, что хх = тгГ'рхДалее, пусть s' (х) — частичная сумма ряда sn (х) по X ^ Я0. Имеем:

I s'(х) КЛ/02 ПIх JI г/х(g) \dg = М 0$2 Ч 11у>- (я) I dS <

X

X

< м о S (S « х 2)

h (SI г/х ( g ) I2) “ dg<

X

X

( S I (§) ? j hd g <

X

X

*) Напомним, что f — алгебра Ли группы К , л,х — неприво­ димое представление группы К со старшим весом X.

218


(Здесь

суммы

берутся по

X

Х0,

однако

sup2jHx2 <

-< оо.)

Переходя к пределу при Х 0 —>

оо,

находим ( к).

Предложение

доказано.

Функционал

sK

непрерывен

в

С л е д с т в и е

8.

топологии X .

Если

Е гильбертово

пространство,

то операторы я (я), х £Е X, являются ядерными, при­

чем s„ (х) = sp я (х),

х ЕЕ X.

представления

я в

ал­

Пусть

=

кет я — ядро

гебре X . Для каждой пары х, у £Е X

положим

 

 

 

 

 

В (х, у) = sn (ху).

 

 

 

 

 

 

Л е м м а

9.

Идеал

J K является

ортогональным

дополнением к

X относительно

В (х,

у).

J_ X. С дру­

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Ясно,

что

 

гой стороны,

если z Е

X,

z _j__ X,

то

л {ekzex) ортого­

нально

я (ехХ ех) для

каждой

конечной

суммы

 

ея

проекторов е'х,

р. <

L

Согласно

предложению

8.8,

л (e^Xex) — полная

матричная

алгебра

в

я (е*,) Е.

Следовательно,

я (e^zek)

=

0 для всех X,

т. е. я (z) =

О,

z ЕЕ /* .

Лемма доказана.

я (X х)

=

я (X х)

в подпрост­

Положим X х = ехХе*,

ранстве я (е-х) Е.

 

10.

 

 

 

я^

я2 — вполне

П р е д л о ж е н и е

Пусть

неприводимые

 

представления

группы

G в банаховых

пространствах Ег, Е2. Следующие утверждения равно­ сильны:

1°-

=

s„,.

 

2°.

Jni =

Jn,-

я2 (X х) отличны от ну­

3°. Представления jTj (X х),

ля и эквивалентны хотя бы при одном X.

4°. Представления ях, я2 эквивалентны по Наймарку.

5°. Представления ях (X#),

я2 (Х #) эквивалентны *).

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Согласно лемме 9,1° =4- 2°.

Если выполняется 2°, то конечномерные представления

(X х),

я2 (X х)

имеют

одинаковые ядра и потому

эквивалентны (предложение 2), т. е. 2°

3°.

Согласно

[66], 3°

4°. Ясно

также, что 4° =#■ 5° =#> 1°.

Предло­

жение доказано.

 

 

 

 

 

Напомним, что X — двусторонний идеал в алгебре

Y = 3) (G).

 

 

 

 

 

*) Напомним,

что

X #

— прямая сумма

Х Х1Л= ех Хе^,

X, р <= Л. Вместо эквивалентности по Наймарку можно рассмат­ ривать инфинитезимальную эквивалентность.

219