Symétries de fonctions L

Bonjour,

Suite aux conseils de df, je joins un pdf (en anglais) créé la semaine dernière et m'adresse aux spécialistes du forum de bonne volonté et s'estimant capables de juger de la validité de ce travail. Merci d'éviter les critiques ad hominem et/ou non constructives et de s'en tenir aux seules maths.

Bonne fin de soirée,
Sylvain

Réponses

  • Quelques remarques.

    1) La définition d'isométrie d'un multi-ensemble de zéros ne semble pas utiliser la structure de multi-ensemble. Ce serait préférable (je pense) de définir ça comme le groupe de symétrie de l'ensemble sous-jacent.

    2) Pour plus de clarté, je pense qu'il serait aussi préférable que tu prouves les nombreuses affirmations sans preuve présentes dans le texte. Aussi, pourquoi ne pas écrive clairement "définition, proposition" comme dans un vrai article de math ? Si tu juges que c'est évident alors raison de plus pour écrire une preuve claire qui sera probablement très courte.

    3) Tu ne définis pas ce qu'est une fonction L : ok mais il faut alors au moins mettre une référence qui contient les principaux points de la théorie. Par exemple, il me semble que les fonctions que tu considères sont associés à des représentations de groupes réductifs sur des corps globaux et ça n'apparaît jamais dans ton article.

    Au passage, il est faux que deux groupes qui s'injectent l'un dans l'autre sont isomorphes. Par conséquent je pense que la fin de la section 3 est fausse.
  • Merci Lupulus. Tu aurais un contre-exemple pour ce problème de groupes ?
  • Par exemple les groupes libres sur $2$ et $3$ générateurs s'injectent mutuellement l'un dans l'autre, mais ne sont bien sûr pas isomorphes.
  • Il faut donc que je définisse proprement un morphisme de groupes de $Aut(\mathcal{M})$ dans $\mathcal{G}_{Q}$ et que je montre qu'il est bijectif ?
  • Ou si tu sais plus d'infos sur tes groupes, ce qui n'a pas l'air d'être le cas, un argument théorique pourrait permettre de conclure. Par exemple deux groupes abéliens libres de même rang fini sont isomorphes.
  • J'ai posé la question sur MSE si de $Int(G)\cong Int(H)\cong Aut(H)\cong H$ et du fait que $G$ et $H$ s'injecte l'un dans l'autre on pouvait conclure $G\cong H$.
  • Comme je suis sympa et plein de bonne volonté, j'ai passé 10 min à lire.

    Liste des objets à définir (ou donner une référence) :

    1) "Bimonoide" est un terme déjà utilisé et n'a pas le même sens que toi, voir https://ncatlab.org/nlab/show/bimonoid.

    2) Définition d'une fonction L ? Il est d'ailleurs étrange que la définition vienne après le paragraphe 2 qui utilise déjà des propriétés des fonctions L.

    3) Fonction L auto-duale ?

    4) Définition d'une fonction L automorphe ?

    5) Degré d'une fonction L ? Fonction L primitive ?

    6) Facteur local d'une fonction L ?

    7) Pourquoi est-ce suffisant de définir la convolution sur les facteurs locaux ? Est-ce que ça converge, etc ... ?

    8) Qu'est-ce qu'un produit tensoriel de permutations ? N'est-ce pas un mot compliqué pour un élément du produit de deux groupes symétriques ?

    9) Que veut dire qu'une permutation est "complètement multiplicative" ?

    10) Qu'est-ce qu'une application qui préserve F (noté $\psi$, milieu de la page 4) ?

    11) Le "sous-groupe maximal de $M$ qui préserve $F$" s'appelle le stabilisateur de $F$ dans $M$, qui est terme couramment utilisé.

    Ensuite, tu prends deux lignes pour expliquer que si $g$ stabilise $F$ alors $gF = F$ alors que c'est la définition du stabilisateur. Je trouve ça curieux que tu précises ça vu le style lapidaire du reste de l'article.

    À présent voilà des questions de maths :

    a) Comment exactement est construit $\phi_{\rho}$ ?

    b) Il est évidemment faux que si $[A,B(t)] = 0$ alors $B$ ne dépend pas de $t$, ça veut juste dire que $B(t)$ est contenu dans le centralisateur de $A$. Donc ton $[L,S]$ dépend probablement de $S$ en général.

    Avec les notations actuelles, le reste n'est malheureusement pas clair du tout. Mais je pense que b) et le fait que la preuve que $G_Q$ est isomorphe à $Aut(M)$ montrent qu'il y a des sérieux problèmes dans les preuves.
  • Ok. Pour le 1) "semi-ring" conviendrait-il ?

    Je compte ajouter des références comme l'article de Selberg introduisant la classe qui porte son nom, Analytic number theory d'Iwaniec et Kowalski et le Goldfeld de 2006 ("Automorphic forms and L-functions for GL(n,R)" ou un titre approchant).

    Pour f "complètement multiplicative" je pensais que c'était standard : pour tout a et b f(ab)=f(a)f(b).

    Une application g qui préserve F équivaut à F est un point fixe de g.

    Mon train arrive à Rouen, je continue plus tard.
  • Lupulus,

    Je répond à une question, facteur locaux de fonction $L$. Beh perso je n'y connais rien en machin Riemann et tout mais, disons que tu prends $\mathbb{P}^n$. et tu te donnes un nombre premier $p$.

    Tu peux calculer $\# \mathbb{P}^n(\mathbb{F}_{p^r}$,c'est égal à $P(p^r)$ avec $P(q) = 1+q+q^2+ \dots + q^n$. Le facteur local en $p$ est :
    $$
    \exp \left( \sum_{r \geq 1} \# \mathbb{P}^n(\mathbb{F}_{p^r}) \frac{T^{r}}{r} \right)
    $$
    Maintenant, je note $\mathbb{1} := \frac{1}{1-T}$, et $\mathbb{L} = \frac{1}{1-pT}$ et $f \boxplus g = f \times g$ et $f \boxtimes g = f \otimes g$ (avec la définition de Sylvain). Il se trouve que :
    $$
    \exp \left( \sum_{r \geq 1} \# \mathbb{P}^n(\mathbb{F}_{p^r}) \frac{T^{r}}{r} \right) = \mathbb{1} \boxplus \mathbb{L} \boxplus \mathbb{L} \boxtimes \mathbb{L} \boxplus \dots \boxplus \mathbb{L}^{\boxtimes n}
    $$
    Ensuite lorsque tu fait le bourrin et que tu fais le produit sur tout les premiers (en remplaçant $T$ par $p^{-s}$) : tu trouves :
    $$
    \prod_{i=0}^n \zeta(s-i)
    $$
    En gros le $q$-polynôme te donne la fonction $\zeta$.

    Hum hum, en gros $\zeta$ est un morphisme d'anneau entre truc et bidule :-D bah quoi on est dans stham
  • Pour la 11) c'est plutôt le stabilisateur de $F$ dans $Aut(\mathcal{M})$ non ?
  • Comme d'habitude Sylvain c'est un peu n'importe quoi. A ton niveau les fonctions L se réduisent aux fonctions L de Dirichlet et à leurs produits.. (au mien je peux ajouter les fonctions L de Dedekind, Hecke, Artin, des formes modulaires, et leur convolution de Rankin)

    Pour $F(s)=L(s,\chi)$ quel est $Isom(Zer(F))$ et $Isom(Zer(F))/R$ ? Quel rapport avec RH ?
  • @moduloP : merci je regarde ça plus tard !!

    Sylvain : Pour le 1) : il y a des axiomes en plus dans semi-anneau et je ne sais pas si ils sont vérifiés dans ton cas. Je pense que dans tous les cas que j'ai souligné il y a quand même au moins des choses à réécrire plus clairement (ok avec 11) je voulais dire Aut(M)).

    Mon avis global est que le texte est peu formalisé, que beaucoup d'affirmations nécessitent des preuves, et j'ai souligné au moins deux arguments éronnées . Si tu es sûr de tes arguments alors je te propose de retravailler la forme de l'article et de le reposter ici dans quelques jours.
  • @reuns : ce n'est pas clair ce que j'ai écrit ? Tu es d'accord que les seules isométries qui envoient un zéro non trivial de $F$ sur un zéro non trivial de $F$ sont l'identité, la réflexion par rapport à l'axe réel si $F$ est auto-duale, celle par rapport à la droite critique et la composée de ces applications ? Et que RH est vraie si et seulement si les images respectives des différents zéros non triviaux par les isométries $s\mapsto 1-\bar{s}$ et $s\mapsto s$ coïncident?
  • @Lupulus Il faut que tu regardes les fonctions L de Artin (d'un corps de nombre) : $F/\Q$ Galois,
    en oubliant les quelques premiers ramifiés, envoie $p$ vers $\sigma_p \in Gal(F/\Q)$ tel qu'il existe un premier $P$ de $O_F, p \in P ,\forall a \in O_F, \sigma_p(a) \equiv a^p \bmod P$ (le Frobenius de $O_F/P$), prends une représentation $Gal(F/\Q) \to GL_n(\Bbb{C})$ et pose $L(s,\rho) = \exp(\sum_{p^k} \frac{tr(\rho(\sigma_p^k))}{k} p^{-sk}) = \sum_{n=1}^\infty a_n(\rho) n^{-s}$. On sait prouver que $L(s,\rho)$ est le quotient de deux séries de Dirichlet qui ont les mêmes propriétés que $\zeta(s)$ et une hypothèse de Riemann (ils conjecturent que le dénominateur est $1$ donc $L(s,\rho)$ a elle-même une hypothèse de Riemann)

    Si on prend un corps plus gros $K/\Q$ alors $Gal(F/\Q)=Gal(K/\Q)/Gal(K/F)$ donc $\rho$ est naturellement une représentation $\rho_K$ de $Gal(K/\Q)$ et $L(s,\rho) = L(s,\rho_K)$.

    Donc étant donné une autre fonction $L(s,\phi)$ d'Artin on peut supposer que $\rho,\phi$ sont des représentations $Gal(K/\Q) \to GL_n(\Bbb{C}), Gal(K/\Q) \to GL_m(\Bbb{C})$

    Les opérations naturelles c'est $L(s,\phi)L(s,\rho) = L(s,\phi \oplus \rho)$, somme directe des représentations, qui additionne les traces, et $\phi \oplus \rho : Gal(K/\Q) \to GL_{m+n}(\Bbb{C})$

    et $L(s,\phi \otimes \rho)$ le produit tensoriel des representations, qui multiplie les traces, et $\phi \otimes \rho : Gal(K/\Q) \to GL_{mn}(\Bbb{C})$.

    et enfin des choses comme $L(s,Sym^k \rho)$ qui envoient $\rho$ vers une représentation des polynômes homogènes de degré $k$ en $n$ variables.

    Sylvain veut nous parler de cette opération $\phi \otimes \rho$, dont un des intérêts est que envoyer $a_n(\rho)$ vers $a_n(\rho) \chi(n)$ (un caractère de Dirichlet) c'est faire $\otimes$ avec une représentation cyclotomique de $Gal(\Q(\zeta_q)/\Q)$. Cette opération $L(s,\rho) \mapsto L(s,\rho \otimes \chi)$ est un automorphisme du groupe des quotients de fonctions L. Malheureusement il ne se comporte bien que tu côté algébrique, cet automorphisme a un comportement erratique vis à vis des zéros, de RH, et des autres propriétés analytiques.

    La théorie des formes automorphes permet d'étendre ces notions aux autres fonctions L, quand $Gal(K/\Q)$ est remplacé par des objets géométriques plus compliqués (genre le Tate module d'une courbe elliptique ou les groupes de cohomologie d'une variété algébrique, les fonctions de comptage des points s'exprimant à partir de celles-ci) et même aux fonctions L de formes automorphes pour lesquelles il n'y a pas d'objet algébrique associé (l'objectif de Langlands étant d'en construire un)
  • Je suppose que tu voulais écrire "multiplier $a_{n}(\rho)$ par $\chi(n)$".
  • Reuns je ne comprends pas trop ton argument. En règle générale le quotient de deux fonctions L n'en est pas une donc il n'y a rien d'étonnant à ce que $(F/G)\otimes(F'/G')$ ne préserve pas les propriétés analytiques. Par ailleurs je doute fortement que $F\mapsto F\otimes L_{\chi}$ où $L_{\chi}$ est la fonction L de Dirichlet associée à $\chi$ soit un automorphisme de $\mathcal{M}$ : si c'était le cas on aurait $(F\otimes G)\otimes L_{\chi}=(F\otimes L_{\chi})\otimes(G\otimes L_{\chi})=(F\otimes G)\otimes(L_{\chi}\otimes L_{\chi})$ ce qui me semble faux en général.
  • Pour la remarque 1) de Lupulus se restreindre à l'ensemble sous-jacent empêcherait d'avoir une bijection entre une fonction L et ses zéros non-triviaux : pour $\zeta$ et $\zeta^{2}$ les ensembles sous-jacents coïncident.
  • Oui et ? Si t'es capable de voir ça alors t'es capable de voir pourquoi ton pdf ne contient rien d'intéressant, non ? Prends des fonctions L concrètes et montre nous ce que tu sais en faire au lieu de nous parler "d'automorphismes de M et de quotient des isométries de l'ensemble des zéros"
  • @Reuns : ici Il me semble que $\otimes$ ne se comporte pas bien niveau arithmétique lorsque tu fais attention à la ramification ! i.e le tuage de l'inertie dans le tensoriel n'est pas le tensoriel des tuages de l'inertie !!! Donc c'est encore plus complexe !

    Voir ici (et les autres post autour, certainement pas lisible ?)
  • Sylvain, avant même de continuer à discuter je pense qu'il faut reprendre le texte d'urgence, en le rendant "standard" (définition, proposition, lemme, etc ...), en définissant tout ce que tu fais, en ajoutant des preuves même triviales, et surtout en réparant les erreurs mathématiques soulignées. Peut-être peux tu poster une deuxième version et on peut discuter de ça ensuite ?

    reuns merci je vais lire ça aussi
  • D'urgence ? Une vie est en jeu ? Et ce conformisme...que je corrige les erreurs d'accord mais un tel attachement à la forme pour la forme est ridicule. Bourbaki a vraiment fait beaucoup de mal dans ce pays.
  • C'est simplement parce que le texte n'est pas lisible. "D'urgence" veut dire que pour le moment discuter semble inutile vu qu'il y a des corrections importantes à effectuer.

    Je suis loin d'être bourbakiste. Les mathématiques demandent naturellement une grande rigueur, sinon les énoncés sont faux ou parfois n'ont même aucun sens. Pour ma part j'attends la deuxième version et je veux bien à nouveau jeter un oeil.
  • D'accord. Merci pour ta bonne volonté.
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