Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Жаке, Э. Автоморфные формы на GL(2)

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
12.95 Mб
Скачать

288

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$

КФ2,

 

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 Ф 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 1 ( 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 +

/' =

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

2 ) = 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

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

£ $-i. Иг)вместе с f,

S

S ^СФ (Ai g> s) / ( g )

/„ € -S3(р.Г\ Иа1 ). такие, что

(h) dg dh = Ф (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

У

принадлежат К, то выражение

(fa,

х\

(Ь, у

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ