
книги из ГПНТБ / Жаке, Э. Автоморфные формы на GL(2)
.pdf288 |
|
|
|
Гл. III. |
Кватернионные |
алгебры |
|
|
|
|||
Если — l / 2 < R e s < 3 / 2 , то |
первый |
интеграл |
равен |
|
||||||||
J ¥ ' (h)\c]ethl3^-s{^0(g)<n(g)v, |
|
n(h) |
v> | d e t g | s + 1 / 2 d*g} d*h. |
|||||||||
Заменяя g |
на |
hg, |
получаем |
|
|
|
|
|
|
|
||
J ¥ ' |
(h) I det |
h |2 { J Ф (Ag) <я (g) i>, |
u> | det g |s+ |
d*g) |
d*h. |
|||||||
Если в качестве аддитивной меры Хаара мы возьмем dh = |
| det /г |2 d*h, |
|||||||||||
то это выражение |
можно |
записать |
в виде |
|
|
|
||||||
|
J <я |
(g) |
v, |
~v>\ det |
g|»+1/» |
{$ |
Ф |
(hg) |
V (h) |
dh} |
d*g. |
|
Второй |
интеграл |
равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
J W (h)\ det h\s+1/i |
|
|
Ф' (g) <я"> (g) v, я " 1 (/i)b> | det g\"*-s |
d*g} d*h. |
||||||||
После замены |
переменных |
он переходит |
в |
|
|
|
||||||
S < я - х (g) о, Б> | det g |»/»-s |
{ J Ф' (g/i) ¥ (h) dh } d»g. |
|||||||||||
Заменяя g |
на |
g _ 1 , получаем |
|
|
|
|
|
|
|
|||
\<n(g)v, |
v>\detg\s+1'* |
{ I det^|~a |
J Ф' (g-^h)V |
(h)dh) d*g. |
||||||||
Поскольку |
интеграл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
J Ф (hg) У |
(h) dh |
|
|
|
||||
равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|detg| - 2 $ Ф ' |
(g-lh)Y(h)dh, |
|
|
|
лемма доказана.
Теорема доказана в случае, когда я абсолютно каспидально.
Допустим |
теперь, что |
оно является составляющей |
представления |
|||||
т = р(р 1 , |
р 2 ) . В этом |
случае |
поле может быть архимедовым. |
Хотят |
||||
не обязательно неприводимо, |
оно допустимо |
и определены |
его |
ма |
||||
тричные |
коэффициенты. |
Контраградиентное |
представление |
т |
есть |
|||
Р(РГ\ РГ1 ) и пространство представления т |
есть .53 (р^ ра ), |
а |
про |
|||||
странство |
представления |
т есть ^ ( р г 1 . Ра"1)- Если |
/ € ^ ( р г , |
Щ) и |
||||
/ ё ^ С р Г 1 , Р»1 )- то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<T(g)/, ? > » $ / ( * £ ) / ( * ) |
dk |
|
|
|
|||
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
§ 13. Дзета-функции алгебры М (2, F) 289
и
</,*(£) 7> = $ /(*)f (te)dk,
к
где/С — стандартная максимальная компактная подгруппа группы Qp. Если мы положим
L |
(s, T) = L(S, Hi)M s > ц,), |
L |
(s, т) = L (s, iir 1 ) L (s, fi2 _ 1 ) |
e(s, x, ¥ ) = e(s, fx,, ¥ ) e (s, [г2, ¥ ) ,
то теорема может быть сформулирована для представления т. Мы
докажем |
ее сначала |
для г |
и затем для неприводимых составляю |
|||
щих т. |
|
|
|
|
Если Ф$£Р(А), |
|
Мы |
используем |
метод |
Р. Годемана. |
то для |
||
краткости функцию |
х—>-0(gxh), |
которая также принадлежит £f (Л), |
||||
будем обозначать через hOg. Кроме того, |
пусть |
|
||||
|
|
Ф Ф К , |
о,) = |
| [ ф ( ( £ |
* ) ) d x , |
|
где dx—мера, которая самодуальна лежит <SP(F2). Отображение Ф — * ф ф заведомо непрерывно. Мы собираемся на КхК. Положим
относительно ¥ , фф принад пространства Of (А) в £Р (F*) определить ядро КФ (h, g, s)
|
|
|
КФ (е, е, s) = Z(iL1aF, |
ц2авр, |
ф ф ) . |
|
|
|
|||
Напомним, |
что правая |
часть равна |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
S J ф ф (al t |
a,) щ (а,) | а, |» цг (а,) | а% \" |
d»a,. |
|
|||||
В общем |
случае |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
КФ |
(h, |
g, s) = КЙфн-1 |
(е, |
е, |
s). |
|
|
|
Мы также |
|
положим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кф(е, |
е, s J e Z ^ f 1 ^ , |
р^ар, |
ф ф ) |
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(h, |
g, s) =/С е Ф л - 1 (в, в, |
а). |
|
|
|
||
Эти |
ядра |
определены для достаточно |
большого |
Res |
и |
непрерывны |
|||||
по h, g и s, а для фиксированных h к g |
голоморфны |
по s. |
|||||||||
Теперь |
мы проделаем |
некоторые формальные |
вычисления, кото |
||||||||
рые |
будут |
оправданы |
последующим |
результатом. |
Выражение |
13 Ла 435
290 |
|
|
Гл. |
III. Кватернионные |
алгебры |
Z ( C 4 + , / |
2 |
® T , |
Ф, /, /) |
равно |
|
|
|
] |
Ф (ё) {1/ № ? (k) dk} I |
detg |«+v d*g, |
|
которое |
в свою очередь |
равно |
|
||
|
|
11 W { S Ф (g) / (kg) 1 det g Г v» d*g} dk. |
|||
Заменяя |
|
переменные во внутреннем интеграле, получаем |
Используя разложение Ивасавы для вычисления интеграла по GF, мы видим, что это выражение равно
J |
^(k1,k2,s)f(k2)J(k,)dk1dk2. |
К Х К |
|
Поскольку мы могли бы для абсолютных значений получить сход ный результат, все интегралы сходятся и равны при достаточно большом Re s. Аналогичное вычисление показывает, что функция
Z ( a s / 1 / a ® t , Ф, /, J)
равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
КФ(К,к2, |
|
s)f(k1)J(k2)dkldk2, |
|
|
||
|
К Х К |
|
|
|
|
|
|
|
если Res достаточно |
|
велико. |
|
|
|
|
||
Если I—элементарный |
идемпотент, такой, что т(£) = / |
и т ( £ ) / = / , |
||||||
то Z (a/7+ 1 / 2 ® т, Ф, |
|
/ ) |
не меняется при замене Ф на |
|
|
|||
|
Фх (s) |
= И Ф (КёК1) |
I (К) I (К) dk, dk2 . |
|
|
|||
Таким образом, по |
крайней |
мере |
при доказательстве |
второго и |
||||
третьего |
утверждений |
мы можем допустить, что Ф К-конечна |
справа |
|||||
и слева |
и фактически |
преобразуется согласно некоторому фиксиро |
||||||
ванному |
конечному |
множеству |
неприводимых представлений |
груп |
||||
пы К- Тогда, когда s меняется, функции |
|
|
||||||
|
|
|
|
КФ (kx, |
k2, s) |
|
|
остаются в некотором фиксированном конечномерном пространстве U непрерывных функций на КхК- Отображение
F-^HF(kl,k2)f(k2)~f(k1)dk1dk2
|
|
§ 13. Дзета-функции |
алгебры М (2, F) |
291 |
|
является |
линейной формой |
на этом пространстве, и мы можем найти |
|||
g\, |
.. ., g„ |
и hu . . .,h„ в К, |
такие, |
что оно может быть |
представлено |
в |
виде |
|
|
|
|
Итак,
Таким образом, для доказательства второго и третьего утверж дений нам нужно лишь показать, что для любых g и h в К функция
|
|
|
|
Кф |
(g, h, |
s) |
|
|
|
|
|
|
|
L |
(s, |
т) |
|
|
|
целая |
и K<s(g,h,s) |
ограничена |
на бесконечности |
в вертикальных |
|||||
полосах. Конечно, |
можно |
допустить, |
что g = h = e, так что |
||||||
|
|
|
КФ {е, е, |
s) = 1 |
^ |
^ , |
\i2aF, |
ф Ф ) . |
|
Таким |
образом, |
желаемые |
факты |
следуют |
из результатов, которые |
||||
были |
получены |
в § 3, 5 и 6 при |
доказательстве |
локального функ |
ционального уравнения для составляющих представления т. Заме няя т на контраградиентное представление, мы получаем такие же результаты для Z ( a s / 1 / 2 @ т, Ф, /, / ) .
Для доказательства функционального уравнения мы должны
знать, что произойдет |
с |
преобразованием |
Фурье |
при переходе от |
функции Ф к Ф,. Ответ |
прост: |
|
|
|
Ф; (§)=S |
S Ф' (k.gkT1) I (К) i |
(kt) dk, |
dk2 . |
Таким образом, при доказательстве функционального уравнения мы можем предположить, что Ф является К-конечной справа и слева.
Мы |
можем |
также |
допустить, |
что если F (klt k2) |
лежит в U, то это |
|||
же |
верно |
и для |
F' (kx, k2) |
= F (kit |
k^. |
Тогда |
|
|
|
|
Z ( C ^ + 1 / 2 ® T , |
Ф', |
/, |
?) = |
2 М : Ф ' ( А „ |
ft. s). |
Для доказательства функционального уравнения мы должны пока зать, что
Хф ,(Л,г, |
l - s ) |
W 4 Кф |
(g, |
К s) |
L ( l - s , |
т) |
- e ^ s ' т - V> |
L(s, |
т) |
для любых h и g в /( . Поскольку преобразование Фурье функции gtD/i_ 1 есть /гФ£\ достаточно сделать это для h = g = e. Тогда равен ство сводится к
L(l-s,x) |
~ Ч $ ' Т ' |
} |
М * . т ) |
10*
292 |
Гл. III. Кватернионные алгебры |
и является следствием фактов, доказанных в первой главе, и следу ющей леммы:
Л е м м а |
13.2.1. Преобразование Фурье функции <рФ есть функ |
ция срф '. |
|
Значение |
функции Ф' в |
равно
¥ (ах + pz + уу + 60 dx dy dz dt,
если меры dx, dy, dz и dt самодуальны относительно ¥ . Таким образом, фф- (а, 6) равна
¥ (ax + dt) ¥ (Pz) dx dy dz dt > dp
Применяя формулу обращения для преобразования Фурье по паре переменных Р и г , мы видим, что это выражение равно
последнее |
выражение есть значение преобразования Фурье функ |
ции фф в |
(a, 6). |
Теорема, за исключением четвертого утверждения, доказана те
перь |
для |
представления |
т. Теперь мы выведем ее, исключая четвер |
||||||||||||
тое |
утверждение, для составляющих представления т. К |
четвертому |
|||||||||||||
утверждению |
мы |
вернемся |
позднее. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Если |
я — некоторая |
составляющая |
представления |
т, |
то либо |
||||||||||
я = я (nv |
fx2), |
либо я = a (fXj, ц,2). |
В |
первом случае доказывать |
не |
||||||||||
чего. Во |
втором |
остается |
проверить лишь третье утверждение. Если |
||||||||||||
F—комплексное |
поле, |
то |
зсе хорошо, поскольку всегда можно |
||||||||||||
найти другую пару квазихарактероз \i[ |
и ц2 , таких, что я = я (ц[, |
ц'2). |
|||||||||||||
Мы |
оставим |
|
этот |
случай |
и допустим, что F—вещественное |
или |
|||||||||
неархимедово |
поле. |
|
|
F. |
Мы можем допустить, что \ix |
||||||||||
Возьмем |
сначала неархимедово |
||||||||||||||
и ц2 |
имеют |
вид \il — Xa¥i |
и ц2 = Хар1/г. |
Одномерное |
представление |
||||||||||
g —*%(detg) |
|
содержится |
в x = p(\ix1, |
L171) |
и действует |
на |
функцию |
||||||||
g—*%(detg). |
|
Матричными |
элементами |
для |
я служат |
функции |
|
|
|
|
§ 13. Дзета-функции |
алгебры |
М(2, F) |
293 |
|
где |
/ ^ ( p f 1 . |
рГ1 ) и |
|
|
|
|
|
|
|
|
$/(£)X(det |
k)dk |
= |
0. |
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
Для |
такой |
/ |
существует элементарный |
идемпотент £, такой, |
что |
||
т ( | ) / = /, |
тогда как |
|
|
|
|
||
|
|
|
$g(£) dk = |
0. |
|
|
|
|
|
|
/с |
|
|
|
|
Значение Z(asF+1/2® я, Ф, / , / ) не меняется при замене Ф на
Ф1 (^) = $Ф(^-1 )1(/1)с1Ь.
к
Л е м м а 13.2.2. Если gt и g2 принадлежат GF, то
I I ° l ( * l ( o |
o ) ^ ) d x d y = 0 - |
Достаточно доказать это для |
единичного элемента gv Пусть |
Если |
gx — единичный элемент, то после замены переменных |
интеграл |
|
превращается в |
|
|
|
|
I det g21"1 J J Ф (х, |
z/)dxdy, |
|
так что мы можем также допустить, |
что и g2—единичный |
элемент. |
|
Тогда |
интеграл равен |
|
|
|
5 { И ф |
(Со |
о) |
* )d x |
S (*-л> |
dfc- |
|
Делая, как и выше, замену |
переменных, мы видим, что |
внутренний |
|||||
интеграл |
не зависит от |
К- |
Поскольку |
|
|
|
|
|
|
$ и*-1 ) dk=o, |
|
|
|
||
лемма доказана. |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Чтобы |
установить |
третье утверждение для |
представления л, |
||||
нам нужно лишь показать, |
что |
для любых g и h в К |
функция |
||||
|
|
|
Кф |
(g, h, s) |
|
|
|
I (s, я)
294 |
Гл. III. Кватернионные |
алгебры |
является целой при условии, что
И ф ( * ( о o V ) d x d y = = 0
для всех gt и g2 в GF. Как обычно, нам нужно рассмотреть лишь случай g = h = e. Поскольку
|
|
|
|
|
|
|
|
ФФ (х, |
0) dx = 0 |
|
|
|
|
|||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КФ |
(е, е, |
s) — Z ([i^p, |
ц2ар, |
|
ф ф ), |
|
|
|||||
нам нужно лишь сослаться на следствие |
3.7. |
|
|
|||||||||||||
Если |
F — поле вещественных |
чисел, то доказательство в основ |
||||||||||||||
ном |
то |
же |
самое, |
но |
чуть |
сложнее. Мы |
можем |
допустить, |
что |
|||||||
PiPa-1 (х) = | х\ГР+1~Т(sgnx)m, |
|
где |
р — некоторое неотрицательное |
це |
||||||||||||
лое и т есть 0 или |
1, |
и |
что |
я действует |
на |
53д (р1 ( р2 ). Ограниче |
||||||||||
ние |
представления |
я |
на |
SO (2, R) содержит |
лишь |
те представле |
||||||||||
ния х„, для которых п э= 1 —т (mod 2) и | п | ^ |
2р + 1 —/п. Пусть |„ — |
|||||||||||||||
элементарный |
идемпотент, |
соответствующий представлению х„. Как |
||||||||||||||
и выше, |
мы |
можем |
допустить, что |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
J |
|
ф |
|
|
(Л) dk = |
0, |
(13.2.3) |
|||
|
|
|
|
|
SO (2, R) |
|
|
|
|
|
|
на SO (2, R). |
|
|||
если |
и„ |
не |
входит |
в |
ограничение |
представления я |
|
|||||||||
Л е м м а |
13.2.4. |
Если |
Ф удовлетворяет |
|
условию |
(13.2.3), если |
g t |
|||||||||
и g2 |
принадлежат |
GF |
и |
если |
ф = фё , Ф |
g l , |
то |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
f х' — . ф(х, 0) dx = |
0 |
|
|
|
|||||
Зля |
i ^ |
0, |
/ ^ |
0 ы |
г + |
/' = |
2р — т. |
|
|
|
|
|
|
|||
Мы можем |
допустить, |
что |
g2 |
= e. |
Если |
ф = ф ф , |
то пусть |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ЦФ) |
= |
(V—.<p(jc, 0) dx |
|
|
|
|||||
и пусть |
|
|
|
|
|
|
R |
^ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
F te) = |
L(ga>). |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мы должны показать, что при предположениях леммы F(g) = 0 для
всех g. Однако F определена для всех |
Ф£&Р(А), |
и если |
Ф заме |
|||
нить |
на ЛФ, |
то функция |
F заменится |
на F (gh). |
Таким |
образом, |
для |
проверки |
тождества |
|
|
|
|
|
|
а1 z\ |
\ |
П2 (a«) ^ ig), |
|
|
|
|
0 |
J g 1 = % |
|
|
|
|
|
|
§ 13. Дзета-функции |
алгебры М(2, |
F) |
295 |
||||||
где r\1(a1) |
= a~i\a1\~1 |
и |
г\2 |
(а2 ) = а| | а 2 |
н а м |
нужно лишь |
устано |
||||||
вить его |
для |
g = e. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пусть |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
,0 |
а, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
ф = фф |
и |
фг = фйф, |
то функция |
ф1 (х, |
у), |
задаваемая |
интег |
|||||
ралом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ /a.x |
xz 4- ам |
\ \ |
|
|
|
||
равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ Г |
1 ] " Ф |
'' |
ахх |
„ |
и |
|
| а 2 | - 1 ф ( а ^ , а2г/). |
|
||
|
|
|
Ц |
п |
„ ) )с!и = |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
а2у |
|
|
|
|
|
|
Кроме |
того, |
F (К) равна |
интегралу |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx, |
|
|
|
|
который |
равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
a r ' l a J - ^ l f l . r j ^ ^ U , |
0) dx, |
|
как и требовалось. Наконец, если
'а р
.7
и ф = фг ф, то F(g) равна
Поскольку мы можем менять порядки дифференцирования и инте грирования, то
l
~ , (*. °) = Е КГ V~n f Ф» («* + уи, рх + б«) du,
где
296 |
Гл. Ill. Кватернионные алгебры |
и Хп — постоянные числа. Таким образом, F (g) является линейной комбинацией функций
у" |
^ ^ х' ф„ (ах + |
уи, |
6л: + би) dx du. |
|
Если а ф О, то мы |
можем вместо |
х |
подставить х—~ |
и получить |
где A = detg. Подставляя и — ^-х вместо и, получаем
После еще одной замены переменных это выражение превращается в
А-'' | А I " 1 у" Ъ'-п J J |
(6х — уи)'чп |
(х, |
и) dx du. |
В результате F (g) есть функция |
вида |
|
|
= Д - ' | Д | - 1 Я ( а , |
6, у, |
б), |
где Р—многочлен.
Таким образом, правые сдвиги функции F на элементы из GP
порождают |
конечномерное пространство. В частности, она 0(2, R)- |
|
конечна, и |
если |
= picc]^2, тогда как т]2 = р 2 а р 1 / 2 , то она лежит |
в некотором конечномерном инвариантном подпространстве простран
ства 33(\а'и pi). |
Таким |
образом, |
она лежит |
в 33f(\i[, |
pi). |
Поскольку |
|||||||
p i p i - 1 = prV2> |
никакое |
представление |
группы |
SO (2, IR), |
входящее |
||||||||
в я (pi, р2 ), не |
может |
входить |
в я = о ( р 1 , р2 ). |
Если F не |
равна |
||||||||
нулю, то по крайней мере |
для |
одного |
такого |
представления |
х„ |
||||||||
|
|
|
SO (2, R) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
не есть тождественный |
0. |
Но |
Ft |
есть результат замены ф на |
|
||||||||
|
Ф 1 ч *) = |
|
J |
|
d>(xk-i)ln(k)dk |
|
|
|
|
||||
|
|
|
SO (2, R) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в определении |
функции |
F. |
В |
частности, |
если |
Ф |
удовлетворяет |
||||||
условиям леммы, то и фх |
и Ft |
равны нулю. Следовательно, F также |
|||||||||||
есть нуль, и лемма доказана. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Третье утверждение может |
быть проверено, как |
и в неархимедо |
вом случае, применением леммы 5.17. Четвертое утверждение пред стоит доказать в общем случае.
|
|
|
|
§ |
13. |
Дзета-функции |
алгебры |
М (2, |
F) |
|
|
297 |
||||
|
Если F—вещественное |
поле, то пусть if, |
( Л ) — пространство функ |
|||||||||||||
ций |
вида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф | |
fa |
Ъ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь, с, |
d), |
|
|
( |
Л ) = ехр( — п{а? + Ь* + с* + й*))Р{а, |
||||||||||||||
где |
Р—многочлен. |
Если F — комплексное |
поле, то |
<&'1(А) будет про |
||||||||||||
странством |
функций |
вида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
((а |
ЪХ\ |
|
|
|
- |
- |
- |
- |
|
- |
|
-. |
_ |
_ |
|
Ф ( ( |
А) = |
е х Р (— п (aa-j-bb-\-cc-\-dd) Р (a, |
a, |
b, |
Ь, с, с, d, d), |
|||||||||||
где |
Р — снова |
многочлен. Если |
F |
неархимедово, |
то |
if, |
(Л) будет |
|||||||||
в точности |
совпадать |
с if |
{А). |
Пространство |
if,{F%) |
определяется |
||||||||||
подобным |
же |
образом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Л е м м а |
13.2.5. |
Пусть |
q>£if,(F2). |
Тогда |
существуют |
функция |
||||||||||
0(tif,(A), |
|
такая, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КФ (е, e,s) = Z (ma'F, h,^, ф),
и fv • • •> L |
£ $(И-i. Иг)вместе с f, |
S |
S ^СФ (Ai g> s) / ( g ) |
/„ € -S3(р.Г\ Иа1 ). такие, что
(h) dg dh = /СФ (e, e, s).
Поскольку существует функция cp g if, (F2), такая, что
Z ( H i « F , №SP, Ф) = aebs L (s, т),
из этой леммы будет следовать четвертое утверждение для представ
ления |
т. |
|
|
|
При |
заданной |
ср существование функции |
Ф |
с условием ф = ф ф |
и, следовательно, |
равенство |
|
|
|
|
|
КФ (е, е, s) = Z (\i,asF, u.2asF, |
ф ф |
) |
доказываются тривиально, и нас заботит лишь существование функ
ций f„ . . . , / „ и ]„ |
/„. |
Легко видеть, что если
'а, х \
чО aj
и
'К У
принадлежат К, то выражение
(fa, |
х\ |
(Ь, у |