n
2 κ
補題3.5.5
(1)Hはgのもとで前進不変である,
(2)Hにおいて一様にReレη(ω)]→+Ooとなる,
(3)g:n→nは平行移動と共役である。
補題3.5.5は定理3.5.4と密接に関連しているので,補題3.5.5の証明を行いなが ら,定理3.5.4の証明を行う。
【補題3.5.5の証明】
ω=ω十ゼシ, 9(ω);x十乞y; 一十θ(ω)=α一十一乞6
ω
とおく。(3.15)より,
x=¢+P+α,y=9+6
となる。よって,ω∈Hならば,
y2−41((1(一♪() = (〃十6)2−4κ(1(一ω一∫)一α)
= [〃2−41((κ一灘)1十62十2ッ6十4κ(α十p)
> 4.κp一ト296−1−4κα ≧ 4κp一(21ッ61十4κ1αD となる。ωはnに含まれると仮定しているので,
1ω12=¢2−1一ツ2>ω2十41((1(一¢)=(ω一21()2 となり,1ω1>κ>1が従う。このことと(3.16),(3.17),(3.!8)より,
2惚61十41(1α1 ≦ 21ω1・1α十乞6}十41ω1・1α十盛61
=61ωト1α三盛bl
−61ω1恰θ(ω)
≦61ω1(凶+Blωll初[1+歩)
一6( Bl孟1+一 1ω1多)
(3.18)
(3.19)
≦ 6(1刈十β)
< 2、κ < 4」κP
となる。このことを(3.19)に適用すると,y2−41((κ一X)>0とわかる。よって,
g@)∈H:となり,補題3.5.5の(1)が示された。
定理3.5.4の(1)が成り立つことを示すために,Ho=σ一1(H)とおく。∫はgと共 役であることより,直ちに!はrlOをそれ自身の中へ写すことが従う。そして, rlO が適当なオに対する花弁であるということを確かめるには,σ一1が放物線を花弁の 境界に写すことをチェックすればよい。極座標を用いてこのことは容易に示される。
ここで,
之一γe琶θ(∈5),ω一ρe勿(∈助,ω一σ(の とおく・こ嚇σ(・)一歩より・
ρ,ゆ一⊥一。†・θP gP
となるので,ρ=一pθ,ρrP=1である。そして, nは極座標で H一{ρeゆ・2κ〈ρ(1+・6・¢)}
と表されるので,直ちに
IIo={γ・♂θ:2κγ・P<1十・cos(Pθ)}
と表される。花弁の定義より,Hoが花弁であることは明らかである。
次に,補題3.5.5の(2)を考察する。Hを右側に距離オ平行移動することによって 得られた集合をH+オとすると,
H十オ={z十乞〃:〃2>4κ(1(一1一オーω)}
となる・鞭&5・5の(1)の証鵬glまH+オをH+(オ+ξ)の中一写すというよ
り強い命題を証明することに簡単に修正することができる。実際に,g∈H+オのとき,(3.19)の証明をまねると,
y2−4κ
iκ+オ+2_x 2)一(+6)2−4κ(K+オー÷・)一[y2−4κ(κ+卜明+62+2ψ+4κ(書+・)
> 2κp十2ッb一ト41(α > 21ぐP一(21シδ1十4.〜(1α1)
となり,21ψ1+41(id〈2κ<2κPより,
y2−4κ(κ+オ+2_x 2)〉・
となる・このことから・9伽)⊂H+(オ紛が従う・
上のことより・・∈Hならば幽∈H愕となる・このことの結果として・H
においてig物(・)1>而となる・とレ・うのは畿何学的に考えると・H愕1ま円板
{121≦〉/万}と互いに素である,すなわち,解析的に考えると,
X2+y2>X2+4κ(κ+塑_X 2)一(X−2κ)2+2ηPκ〉η
であるからである。このことから,補題3.5.5の(2)が示され,ん=0のときの定 理3.5.4の(2)も示された。事実上,同じ証明が他の花弁に対して成り立つので,こ
こでは省略する。
次に,定理3.5.4の(3)を証明する。(3.15)より,gn(ω)の最初の近似はω+叩と なるとわかるが,π→Ooのときのgη(ω)の漸近的な性質のもっと繊細な評価を必
要とする。(3.15)より,
9た・1(ω)一9@(ω))一9た(ω)+P+9竈)+θ@(ω)) (a2・)
となる。これを繰り返し用いることにより,
鋼一ω柳+且(慧9毒))+慧θ(gk@)) (32・)
を得る。
今,Hの任意のコンパクト部分集合Qをとる。そして, Qにのみ依存する正数を表 すのに,01,02,_,を用いる。簡単のために,(ろ・を含む任意の式において,点ωは 必ずQに含まれていると仮定することにする。例えば,ω∈r【ならば,1姻〉κ>1,
1ぐ>3(レ引十β)>1なので,
1歪+θ(ω)1≦1響く凶蓄B〈1
となる。よって,
鞠(ω)]≧R・[ω]+卜結+θ(ω)>R・[ω]+雪
となる。このことから,.
,R・[9π(ω)】>R・[ω]+響≧号π
が従う・よって・すべての+分大きいη1こ対して…男とすると・
}9η(切1≧01π
となる。次に,(3.16)と(3.22)より,すべてのηに対して,
1θげ(ω))1≦1♂(蕩1耳圭≦η薯岩
となる。最後に,(3.21),(3.22),(3.23)より,
1 (ω)一叩[一ω《慧9右))+慧θ@@))
≦1ω1+倒+讐(慧去)+1θ(ω)1+G(無)
一1ω1+倒ギ1θ(ω)1+(掛+q)(慧去)
一1ω1+膿+1θ(ω)1+α(慧1)
となる。今,Qはコンパクトなので,ある定数.Mに対して,
1ω1≦ノレf「, 1θ(ω)1≦!しf
である。更に,
麟1く・+葎一bg(一・)〈1+bgη
であり,十分大きいπに対してlogη>!である。よって,1ω1>1なので, Mを 十分大きいとすると,
}ω}十1θ(ω)1頑隷)≦1ω1+倒+1θ(嘱(・+bgη)
≦M+睾+脇q+ql・9η ≦(2M+q)bgη囎η
一(2M+2磁)1・gη =0410gη
(3.22)
(き.23)