令素数 p>2. 考虑 F/F0 为 p 进局部域分歧二次扩张, 剩余类域是 Fq. 可取 π/π0 为 F/F0 的参数元使得 π2=π0. 局部类域论给出乘法二次特征 η:F0×→{±1}. 分歧假设给出 η(π0)=1.
特征积分
η∣OF0×=a∈(Fq×)2∑1[a]+π0OF0−a′∈Fq×−(Fq×)2∑1[a′]+π0OF0.
证明. 由于
p>2,
1+π0OF0 是
2 可除的, 因此
η∣OF0× 是
Fq× 上唯一的非平凡二次特征.
考虑 U=a+π0mOF0, 如果 0∈U, 则 v(a)≥m, U=π0mOF0; 如果 0∈/U, 则 v(a)<m, η∣U=η(a).
考虑 F0 上 Haar 测度 dx 使得 ∫F01OF0dx=1.
对紧支光滑函数 f∈Cc∞(F0), 定义收敛的积分I(f,η)=∫F0f(x)η(x)dx=n∈Z∑q−n∫OF0×f(π0nx)η(x)dx.
I(1a+π0mOF0,η)={0q−mη(a)v(a)≥m.v(a)<m.
I(1OF0,η)=I(1π0OF0,η)=0.I(1[a]+π0OF0,η)=1,a∈(Fq×)2.I(1[a′]+π0OF0,η)=−1,a′∈Fq×−(Fq×)2.
考虑 F0 上 Haar 测度 d×x=∣x∣dx, 那么 ∫F01OF0×d×x=1−q−1.
对紧支光滑函数 H∈Cc∞(F0×F0) 与 x1,x2∈F0×, 定义收敛的双重积分II(H,x1,x2)=∫F0×H(xx1,x2x−1)η(x)d×x.
我们有 II(H,x0x1,x2x0−1)=η(x0)II(H,x2x1,1).
积分 II(1a1+π0m1OF0×1a2+π0m2OF0,x1,x2) 的积分区域非空当且仅当x1x2∈(a1+π0m1OF0)(a2+π0m2OF0).假定其非空, 那么积分值为⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧0,η(x1a1)qv(a1)−m1,η(x2a2)qv(a2)−m2,η(x1a1)q−max{m1−v(a1),m2−v(a2))},v(a1)≥m1,v(a2)≥m2.v(a1)<m1,v(a2)≥m2.v(a1)≥m1,v(a2)<m2.v(a1)<m1,v(a2)<m2.
证明. 积分区域是 xx1∈a1+π0m1OF0,x2x−1∈a2+π0m2OF0 即x1−1(a1+π0m1OF0)∩(x2−1(a2+π0m2OF0))−1.其非空当且仅当 x1x2∈(a1+π0m1OF0)(a2+π0m2OF0), 特别地 v(x1x2)≥min{v(a1),m1}+min{v(a2),m2}.
如果 v(a1)<m1,v(a2)≥m2, 那么 x1−1(a1+π0m1OF0) 的赋值就是 v(a1)−v(x1), η 在其上取常值 η(x1−1a1). 而 a2+π0m2OF0 就是 π0m2OF0. 假定积分区域非空, 那么其就是 x1−1(a1+π0m1OF0), 积分为∫x1−1(a1+π0m1OF0)η(x)∣x∣dx=η(x1−1a1)∫x1−1(a1+π0m1OF0)∣x∣dx=η(x1−1a1)q−m1+v(a1).
如果 v(a1)≥m1,v(a2)<m2, 那么 (x2−1(a2+π0m2OF0))−1 的赋值就是 v(x2)−v(a1), η 在其上取常值 η(x2−1a2). 而 a1+π0m1OF0 就是 π0m1OF0. 假定积分区域非空, 那么其就是 (x2−1(a2+π0m2OF0))−1, 积分为η(x2a2−1)∫(x2−1(a2+π0m2OF0))−1∣x∣dx=η(x2a2−1)q−m2+v(a2).
v(a1)<m1,v(a2)<m2 的情况是类似且更简单的.
如果 v(a1)<m1,v(a2)<m2, 此时(a1+π0m1OF0)(a2+π0m2OF0)=a1a2(1+π0m1−v(a1)OF0)(1+πm2−v(a2)OF0)=a1a2(1+π0min{m1−v(a1),m2−v(a2))}OF0).假定积分区域非空, 那么 η 在积分区域上取常值 η(x1−1a1)=η(x2a2−1). 积分区域的体积为 q−max{m1−v(a1),m2−v(a2))}. 于是积分为 η(x1−1a1)q−max{m1−v(a1),m2−v(a2))}.
Π′(H,x1,x2):=η(x1)II(H,x1,x2).
对 t,a,a′∈F0×, 有 Π′(1π0m1OF0×1π0m2OF0,t,1)=0.Π′(1a(1+π0OF0)×1π0mOF0,t,1)={η(a)q−1,0,t∈aπ0mOF0.else.Π′(1π0mOF0×1a(1+π0OF0),t,1)={η(at)q−1,0,t∈aπ0mOF0.else.Π′(1a(1+π0OF0)×1a′(1+π0OF0),t,1)={η(a)q−1,0,t∈aa′(1+π0OF0).else.
证明. 计算相应的
(a1+π0m1OF0)(a2+π0m2OF0) 即可.
Π′(1OF0×11+π0OF0,t,1)=q−1η(t)1OF0, Π′(11+π0OF0×1OF0,t,1)=q−11OF0 .
对 a∈Fq×,m∈Z, 定义开集 Ua,m=[a]π0m(1+π0OF0). 开集 Ua,m 两两不交, 且F0×=a,m⋃Ua,m,π0mOF0−π0m+1OF0=a⋃Ua,m.
Π′(1Ua,m×1Ua′,m′)=η(a)q−11Uaa′,m+m′.
此推论可推出其他公式, 如Π′(1Ua,m,1π0m′OF)=Π′((1Ua,m,a′,m′′≥m′∑1Ua′,m′′)=a′,m′′≥m′∑η(a)q−11Uaa′,m+m′′=η(a)q−11aπ0m′OF0.
零化积分元
定义 tH(x,y):=H(y,x). 那么Π′(tH,x1,x2)=η(x1)II(tH,x1,x2)=η(x1)II(H,x2,x1)=η(x1x2)Π′(H,x2,x1).
考虑如下形式的 H (ca,m,da′,m′∈Q)H=a,m,a′,m′∑ca,mda′,m′1Ua,m×1Ua′,m′.
Π′(H)=q−1a,m∑(a1,m1,a2,m2,a1a2=a,m1+m2=m∑η(a1)ca1,m1da2,m2)1Ua,m.
称 H 是一个零化积分元, 如果 Π′(H,t,1)=0 对所有 t 成立. 这等价于a1,m1,a2,m2,a1a2=a,m1+m2=m∑η(a1)ca1,m1da2,m2=0.
那么 tH 也是零化积分元.
Π′(1U×1V,t,1)=∫x.t∈U,x.1∈Vη(x)d×x.