\section{Unfertiges}


\subsection{Versuch}
\begin{Bemerkungl} Seien $W$ eine endliche Spiegelungsgruppe,
  $\mathcal A$ die Menge der Alkoven, $A^+$ ein ausgezeichneter
  Alkoven und $S\subset W$ die Menge der Spiegelungen an seinen
  W"anden, so da"s $(W,S)$ ein Coxetersystem ist.
  Sei $W_K\subset W$ eine von Spiegelungen erzeugte Untergruppe,
  $\mathcal A_K$ die Menge ihrer Alkoven und $A_K^+\in \mathcal A_K$
  der $W_K$-Alkoven mit $A_K^+\supset A^+$. Sei $S_K\subset W_K$ die
  Menge der Spiegelungen an den W"anden von $A_K^+$. So ist auch $(W_K,S_K)$
  ein Coxetersystem, aber $S_K$ wird im
  allgemeinen keineswegs eine Teilmenge von $S$ sein.
\end{Bemerkungl}

\begin{Bemerkungl}
  Gegeben ein $W$-Alkoven $B\subset A^+_K$ und $v,w\in W_K$
  mit $v\leq_K w$ und $l_k(w)-l_K(v)=r$ gibt es
  Spiegelungen $t_1,\ldots, t_r\in W_K$ mit
  $$v<_K t_1v<_K\ldots<_K t_r\ldots t_1v=w$$
  Die zu $t_{i+1}$ geh"orige Spiegelebene trennt nicht
  $t_i\ldots t_1v A_K^+$ von $A_K^+$ und trennt a forteriori auch nicht
  $t_i\ldots t_1v B$ von $A^+$. So finden wir
  $$vB< t_1vb<\ldots< t_r\ldots t_1vB=wB$$ in der von der Bruhatordnung
  auf $W$  induzierten Ordnung auf $\mathcal A$. Das sollte bei meiner
  Arbeit zur $\mathfrak n$-Kohomologie von Grenzwerten diskreter Serien
  ein Argument erg"anzen. 
\end{Bemerkungl}




\subsection{Noch zu tun}
\begin{Bemerkungl}
Sei $(W,S)$ ein Coxetersystem.  Wir erkl"aren
eine Operation von $W$ auf der Menge $\op{Ens}(T,\{1,-1\})$ 
durch die Vorschrift \emph{Dann Alkoven etc}.
\end{Bemerkungl}
\subsubsection{"Ubungen}
\begin{Ubunge}
  Jede von Spiegelungen erzeugte Untergruppe einer
Coxetergruppe ist auch selbst eine Coxetergruppe.
\emph{(Das sollte aus der alkovischen Darstellung unschwer folgen.
  Im affinen Fall war es \ref{UGAS}. Hier mu"s noch etwas gearbeitet werden.
  Auch Dyer und Deodhar zitieren, vergleiche Humphreys.)} 
\end{Ubunge}


\begin{Definition} Ein Tripel $(E,C,W)$ bestehend aus einem
  endlichdimensionalen  reellen affinen Raum $E$,
  einer offenen konvexen Teilmenge $C\co E$ und
  einer
  Gruppe $W\subset \op{Aff}^\times(E)$ von Affinit"aten von $E$  hei"st eine
  {\bf geometrische Spiegelungsgruppe},\index{Spiegelungsgruppe!geometrische}
  wenn gilt:\label{gSp} 
  \begin{enumerate}
  \item
    Die Gruppe $W$ wird von ihren Spiegelungen im Sinne von \ref{DS2aa} erzeugt,
    also von denjenigen ihrer selbstinversen Elemente, 
    die eine Fixpunktmenge der Kodimension Eins haben; 
  \item
    Die Menge $C$ ist stabil ist unter $W$, in Formeln $WC=C$;
  \item Verschiedene Spiegelungen aus $W$ 
    haben verschiedene Spiegel,
    in Formeln  $E^s=E^t\RA s=t$ f"ur Spiegelungen $s,t\in W$;
  \item
    Die Spiegel liegen lokal endlich in $C$, als da hei"st,
    jedes Geradensegment mit Endpunkten in $C$ trifft nur endlich viele Spiegel. 
  \end{enumerate}
\end{Definition}
\begin{Beispiele} Jede reelle affine Spiegelungsgruppe im Sinne von \ref{ASG}
  ist eine
  geometrische Spiegelungsgruppe. Die alkovische Darstellung einer
  beliebigen Coxetergruppe ist mit  $C$ der konvexen H"ulle der Vereinigung
  aller Bilder des fundamentalen Alkoven unter unserer Coxetergruppe eine
  geometrische Spiegelungsgruppe. Jede von Spiegelungen erzeugte
  Untergruppe einer geometrischen Spiegelungsgruppe ist eine 
  geometrische Spiegelungsgruppe. 
\end{Beispiele}
\begin{Bemerkungl}
  Ich bin mir ziemlich sicher,
  da"s man die ganze Theorie ziemlich unver"andert
  f"ur geometrische Spiegelungsgruppen entwickeln kann, beginnend mit
  \ref{THG} und der davor diskutierten Theorie bis zur Aussage, da"s
  geometrische Spiegelungsgruppen Coxetergruppen sind mit den Spiegelungen an den  W"anden eines festen Alkoven als Coxetererzeugern.  
  Alkoven sind dann gewisse Teilmengen von $C$ et cetera. 
\end{Bemerkungl}
\begin{Bemerkungl}
  Jetzt betrachten wir eine geometrische Spiegelungsgruppe $(E,C,W)$
  und eine von Spiegelungen erzeugte Untergruppe $W_\iota\subset W$.
  Wir halten einen  Alkoven $A^+\subset C$ zu $W$ fest und notieren
  $A_\iota^+\subset C$ den Alkoven zu $W_\iota$ mit $A_\iota^+\supset A^+$.
  Nach \ref{prol} ist genau dann
  $x\in W$ k"urzestm"oglich in $W_\iota x$, wenn
  gilt $xA^+\subset A^+_\iota$. Sei nun $x\in W$ k"urzestm"oglich in $W_\iota x$
  und sei  $s\in S$ eine einfache Spiegelung.
  Ich erinnere daran, da"s $ysA^+$ stets der Alkoven ist, der
  $yA^+$ l"angs der Wand ber"uhrt, die unter $y$ aus der $s$-Wand von $A^+$
  entsteht. 
  Entweder gilt nun $xsA^+\subset A^+_\iota$ und dann
  ist $xs$ auch kleinstm"oglich in  $W_\iota xs$ und wir haben
  $W_\iota x\neq  W_\iota xs$. Oder
  es gilt $xsA^+\subset A^+_\iota$ und dann mu"s es eine  Spiegelung
  $t\in S_\iota$ an einer Wand von $A_\iota^+$ geben mit $xsA^+=txA^+$
  alias $W_\iota x=  W_\iota xs$ und $xs=tx$ mit $t\in  S_\iota$. 
\end{Bemerkungl}






\subsection{Schrotthalde}

\begin{proof}[Beweis]
Sei also $\varphi : S \ra G$ eine Abbildung unserer Erzeugermenge 
in eine beliebige
Gruppe mit $\varphi (s)^{2} = e $ und $(\varphi (s) \varphi
(t))^{\op{ord} (st)} = e$ f"ur alle $s,t \in S$ mit $\op{ord} (st)< \infty$.
Um besser den "Uberblick zu behalten, k"urzen wir $\varphi (s) =
\bar{s}$ ab.
Wir wissen, da"s sich jedes Element $w \in W$ schreiben l"a"st als
ein Produkt einfacher Spiegelungen, $w = st \ldots r$ mit $s,t,
\ldots, r \in S$. Ist $\tilde{\varphi} : W \ra G$ ein
Gruppenhomomorphismus, der $\varphi$ fortsetzt, so mu"s notwendig
gelten $\tilde{\varphi} (w) = \bar{s}\bar{t} \ldots
\bar{r}$. Das zeigt die Eindeutigkeit von $\tilde{\varphi}$.
Um die Existenz zu zeigen, reicht es, wenn wir f"ur zwei beliebige
Darstellungen
$$s_{1}\ldots s_{q} = w = t_{1} \ldots t_l $$
desselben Elements $w \in W$ als Produkt einfacher Spiegelungen
zeigen, da"s gilt
$\bar{s}_{1} \ldots \bar{s}_{q} =
\bar{t}_{1}\ldots \bar{t}_l $.
In der Tat k"onnen wir dann $\tilde{\varphi} (w)$ als diesen
gemeinsamen Wert definieren und erhalten so offensichtlich einen
Gruppenhomomorphismus $\tilde{\varphi} : W \ra G$.
Da nach Annahme gilt $\bar{t}_{i}^{2} = e$, k"onnen wir
ebensogut zeigen, da"s aus $s_{1}\ldots s_{q}t_l  \ldots t_{1} =
e$ folgt
$\bar{s}_{1} \ldots \bar{s}_{q} \bar{t}_l  \ldots
\bar{t}_{1} =e$
Da jede Spiegelung durch eine Abbildung mit der Determinante $(-1)$ operiert,
ist eh klar, da"s hier $l+q$ gerade sein mu"s.
In anderen Formeln gilt es also zu zeigen, da"s f"ur $s_{1},
\ldots, s_{2r} \in S$ aus $s_{1} \ldots s_{2r}=e$ schon folgt
$$\bar{s}_{1} \ldots \bar{s}_{2r} =e$$
Wir zeigen das durch Induktion "uber 
die lexikographisch angeordnete Menge 
aller Paare $(m,r)$ f"ur $m$ das Maximum  der L"angen
$l(s_{1} \ldots s_{i})$  aller abgeschnittenen Ausdr"ucke.


$r$ und betrachten zwei F"alle. Haben wir $l(s_{1} \ldots s_{r})<r$,
so gibt es $p< r$ derart, da"s die L"ange durch das Daranmultiplizieren
von $s_{p+1}$ kleiner wird, und dann  
folgt aus dem Austauschlemma \ref{ausV} die Existenz 
eines Index $i$ mit 
$s_{1} \ldots s_{p} s_{p+1}=s_{1} \ldots \hat s_{i}\ldots s_{p}$.
Da hier auf beiden Seiten zusammengenommen insgesamt weniger 
 als $2r$ Faktoren stehen,
 wissen wir per Induktion bereits, da"s gilt 
$\bar s_{1} \ldots \bar s_{p} \bar s_{p+1}=
\bar s_{1} \ldots  \hat s_{i}\ldots \bar s_{p}$, und 
sind fertig mit Induktion.
Haben wir dahingegen $l(s_{1} \ldots s_{r})=r$,

\end{proof}
\begin{Bemerkungl}\emph{(Wohin?)}
  Will man den Begriff einer durch Erzeugende und Relationen gegebenen Gruppe
  vermeiden, so kann man auch alternativ formulieren: Ein
  \defnoind{Coxetersystem} ist ein Paar $(W,S)$ bestehend aus einer Gruppe $W$
  und einer Teilmenge $S \subset W$ derart, da"s folgende Bedingung erf"ullt
  ist: Jede beliebige Abbildung $\varphi : S \ra G$ von $S$ 
in irgendeine Gruppe
  $G$ mit den Eigenschaften
\begin{enumerate}
\item $\varphi (s)^{2} = e \; \forall s \in S$ und
\item $(\varphi (s) \varphi (t))^{\op{ord} (st)} = e \; \forall s, t \in S$ mit
  $\op{ord} (st) < \infty$
\end{enumerate}
l"a"st sich auf genau eine Weise zu einem Gruppenhomomorphismus 
$\tilde{\varphi} : W
\ra G$ ausdehnen.
\end{Bemerkungl}
\begin{proof}[Beweis, ALT]
Sei also $\varphi : S \ra G$ eine Abbildung unserer Erzeugermenge 
in eine beliebige
Gruppe mit $\varphi (s)^{2} = e $ und $(\varphi (s) \varphi
(t))^{\op{ord} (st)} = e$ f"ur alle $s,t \in S$ mit $\op{ord} (st)< \infty$.
Um besser den "Uberblick zu behalten, k"urzen wir $\varphi (s) =
\bar{s}$ ab.
Wir wissen, da"s sich jedes Element $w \in W$ schreiben l"a"st als
ein Produkt einfacher Spiegelungen, $w = st \ldots r$ mit $s,t,
\ldots, r \in S$. Ist $\tilde{\varphi} : W \ra G$ ein
Gruppenhomomorphismus, der $\varphi$ fortsetzt, so mu"s notwendig
gelten $\tilde{\varphi} (w) = \bar{s}\bar{t} \ldots
\bar{r}$. Das zeigt die Eindeutigkeit von $\tilde{\varphi}$.
Um die Existenz zu zeigen, reicht es, wenn wir f"ur zwei beliebige
Darstellungen
$$s_{1}\ldots s_{q} = w = t_{1} \ldots t_l $$
desselben Elements $w \in W$ als Produkt einfacher Spiegelungen
zeigen, da"s gilt
$$\bar{s}_{1} \ldots \bar{s}_{q} =
\bar{t}_{1}\ldots \bar{t}_l $$
In der Tat k"onnen wir dann $\tilde{\varphi} (w)$ als diesen
gemeinsamen Wert definieren und erhalten so offensichtlich einen
Gruppenhomomorphismus $\tilde{\varphi} : W \ra G$.
Da nach Annahme gilt $\bar{t}_{i}^{2} = e$, k"onnen wir
ebensogut zeigen, da"s aus $s_{1}\ldots s_{q}t_l  \ldots t_{1} =
e$ folgt
$$\bar{s}_{1} \ldots \bar{s}_{q} \bar{t}_l  \ldots
\bar{t}_{1} =e$$
In anderen Worten gilt es also zu zeigen, da"s f"ur $s_{1},
\ldots, s_{r} \in S$ aus $s_{1} \ldots s_{r}=e$ schon folgt
$\bar{s}_{1} \ldots \bar{s}_{r} =e$.
Wir zeigen das durch Induktion "uber $r$. Der Fall $r = 0$ ist
offensichtlich. Sei also $r>0$. Ist ein Produkt von Involutionen
in einer Gruppe das neutrale Element, so auch jede zyklische
Vertauschung. Wir haben insbesondere
$$s_{i} \ldots s_{r} s_{1} \ldots s_{i-1} = e$$
f"ur alle $i$.
Nach der Austauschbedingung \ref{aus} angewandt auf $s_{1}=s_{r} \ldots
s_{2}$ finden wir ein $j\geq 2$ mit
$e= s_{r} \ldots \hat{s}_{j} \ldots s_{2}$
oder, gleichbedeutend,
$e=\hat{s}_{1}s_{2} \ldots \hat{s}_{j}\ldots s_{r}$.
Kombinieren wir dies Argument mit zyklischem Vertauschen, so sehen
wir, da"s es f"ur jedes $i$ ein $j\neq i$ gibt mit
$$e= s_{1} \ldots \hat{s}_{i} \ldots \hat{s}_{j} \ldots s_{r}$$
Das ist im "Ubrigen auch anschaulich klar: Kreuzt die
Folge von Alkoven $A$, $s_{1}A$, $s_{1}s_{2}A$, $s_{1}s_{2}\ldots s_{r}A=A$
einen Spiegel einmal, so mu"s sie sie auch ein zweites Mal kreuzen, um
wieder zur Ausgangsalkove zur"uckzukehren.
Liegen sich hier $i$ und $j$ nicht genau gegen"uber, in Formeln
$|i-j| \neq r/2$, so haben wir schon gewonnen: Gilt
zum Beispiel $0<j -i<r/2$,
so enth"alt die Relation
$$s_{i} \ldots s_{j} = s_{i+1} \ldots s_{j-1}$$
beide Seiten zusammengerechnet weniger als $r$ Faktoren, per Induktion
folgt also $\bar{s}_{i} \ldots \bar{s}_{j} =
\bar{s}_{i+1} \ldots \bar{s}_{j-1}$ und nochmaliges
Anwenden der Induktionsvoraussetzung zeigt die Behauptung.
Im allgemeinen Fall k"onnen wir dasselbe
Argument in Kombination mit zyklischem Vertauschen anwenden.
Es bleibt also nur der Fall zu betrachten, da"s  jeder Spiegel,
der von unserer Folge von Alkoven 
$A$, $s_{1}A$, $s_{1}s_{2}A$, $s_{1}s_{2}\ldots s_{r}A=A$
gekreuzt wird, genau zweimal gekreuzt wird, wobei au"serdem 
dieselbe Zahl von  Alkoven zu beiden Seiten liegen.



Es bleibt also der Fall $r = 2q$ mit $e =s_{1}\ldots s_{2q} $ und
$e=s_{1}\ldots \hat{s}_{i} \ldots s_{q} s_{q+1} \ldots
\hat{s}_{q+i} \ldots s_{2q}$ f"ur alle $i, 1\leq i\leq q$.
{\em noch fertigmachen, Anschauung ausformulieren!}
\end{proof}


% Local Variables: 
% mode: latex
% TeX-master: "XXSPW"
% End: 


 
