#19. 格子上のモジュラー形式
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この記事は、数学の素人によるメモ書きです。内容の正確性は一切保証しません
ヘッケ作用素について考えていたら、モジュラー形式を格子上の関数として考えると分かりやすい気がしたので、 考えたことをここにメモする。
上半平面を$\fH$とする. $$ \begin{align*} \Omega &:= \{(\omega_1,\omega_2 )\mid \omega_1,\omega_2\in \C^{\times},\,\omega_1/\omega_2\in \fH\}\\ \mathcal{L}&:=\{\langle \omega_1,\omega_2\rangle \mid (\omega_1,\omega_2)\in \Omega\} \end{align*} $$ とし, $\mathcal{L}$の元を格子と呼ぶ. また, 写像$f\colon \mathcal{L}\to \C$が重さ$k$の格子関数であるとは, $$ \forall \alpha \in \C^{\times},\,f(\alpha \Lambda)=\alpha^{-k}f(\Lambda) $$ を満たすこととする.
$f$を重さ$k$の格子関数とする. このとき, $\tau \in \fH$に対して $$f(\tau)=f(\langle\tau,1\rangle)$$ と定めることにより, $f$を$\fH$上の関数だと思うことができる.
$f$に正則性の条件を課せば, $f$は$\SL_2(\Z)$上のモジュラー形式となる. というのも, $f$は格子関数であるから, $\tau\in \fH,\,\matrix{}{a&b\\c&d}\in \SL_2(\Z)$に対して $$ \begin {aligned} f(\tau) &=f(\langle τ,1\rangle)\\ &=f(\langle a\tau+b,c\tau+d\rangle)\\ &=f\left ((c\tau+d)\left\langle\frac {a\tau +b}{c\tau +d},1\right\rangle\right )\\ &=(c\tau+d)^{-k}f\left (\left\langle\frac {a\tau +b}{c\tau +d},1\right\rangle\right )\\ &=(c\tau+d)^{-k}f\left (\frac {a\tau +b}{c\tau +d}\right ) \end {aligned} $$ となる.