Artin群
数学上,阿廷群(或Artin group、称广义辫群),是指有如下展示的群:
其中
- .
对,表示长度为的和的交错积,以开首。例如:
- ,
- 。
若,按惯例这表示和间没有关系。
在整数中加入,可以组成一个对称矩阵,称为这个群的考克斯特矩阵(Coxeter matrix)。在Artin群中加入所有形为的关系,得到的商群是考克斯特群。这个考克斯特群和原本的Artin群有相同的生成元和考克斯特矩阵。从Artin群到对应的考克斯特群的群同态的核,称为纯阿廷群(pure Artin group)。
Artin群的类
辫群是Artin群的一种,其考克斯特矩阵为 ,及当 时 。
用Artin群的考克斯特矩阵,可以定义出数类重要的Artin群:
有限型Artin群
若M是有限型考克斯特矩阵,使对应的考克斯特群W = A(M)是有限群,那么Artin群A = A(M)称为有限型Artin群(Artin group of finite type)。其“不可约型”标记为An , Bn = Cn , Dn , I2(n) , F4 , E6 , E7 , E8 , H3 , H4 。一个有限型纯Artin群,可以表现为Cn中一个有限超平面配置的补集的基本群。皮埃尔·德利涅和Brieskorn-Saito用了这个几何描述,算出A的中心、上同调,及解出字问题和共轭问题。
直角Artin群
若矩阵M中除对角线外的元素都是2或∞,则对应的Artin群称为直角Artin群(right-angled Artin group)。这类Artin群常用以下的方式标记:任何一个有n个顶点的图 Γ,顶点标记为1, 2, …, n,都可定义一个矩阵M,其中若i和j在Γ中相连,则mij = 2,否则mij = ∞。与矩阵M对应的直角Artin群A(Γ)有n个生成元x1, x2, …, xn及关系
- 若i和j在 中相连。
直角Artin群包括了有限秩的自由群,对应无边线的图,及有限生成的自由阿贝尔群,对应完全图。事实上每个秩为r的直角Artin群都是一个秩为r-1的直角Artin群的HNN扩张,两个极端例子是自由积和直积。这个构造法有一个推广称为群的图积(graph product of groups)。直角Artin群是群的图积的特例,其中每个顶点群都是秩1自由群(即无限循环群)。
Mladen Bestvina和Noel Brady建构了一个非正曲立方复形(nonpositively curved cubical complex)K,其基本群是一个给定的直角Artin群A(Γ)。他们在Artin群的几何描述上用莫尔斯理论来论证,给出具有性质(FP2)的非有限展示群的第一批例子。
其他Artin群
若一个Artin群或一个考克斯特群的对应矩阵中,对所有i ≠ j都有mi, j ≥ 3,称这个群是大型(large type)的;若对所有i ≠ j都有mi, j ≥ 4,则称这个群是超大型(extra-large type)的。
凯尼斯·阿佩尔和P.E. Schupp探讨Artin群的性质,证明了四条定理。这些定理之前已知对考克斯特群成立,而他们证明对Artin群也成立。他们发现可以使用小消去理论的技巧研究超大型Artin群和考克斯特群,并可以把技巧改进来用在那些大型的群中。
他们证明的定理为:
- 设G为超大型Artin或考克斯特群。若J ⊆ I,则GJ有一个展示由考克斯特矩阵MJ定义,且GJ在G中的广义字问题可解。若J, K ⊆ I则GJ ∩ GK = G (J ∩ K).
- 超大型Artin群是无扭(即无有限目的元素)的。
- 设G为超大型Artin群,则集合{ai2 : i ∈ I}自由生成G的一个自由子群。
- 超大型Artin或考克斯特群的共轭问题可解。
参考
- Mladen Bestvina, Noel Brady, Morse theory and finiteness properties of groups. Invent. Math. 129 (1997), no. 3, 445-470.
- Pierre Deligne, Les immeubles des groupes de tresses généralisés. Invent. Math. 17 (1972), 273-302.
- Egbert Brieskorn, Kyoji Saito, Artin-Gruppen und Coxeter-Gruppen. Invent. Math. 17 (1972), 245--271.
- Ruth Charney, An introduction to right-angled Artin groups(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Montserrat Casals-Ruiz and Ilya V. Kazachkov, On systems of equations over free partially commutative groups(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Evgenii S. Esyp, Ilya V. Kazachkov, and Vladimir N. Remeslennikov, Divisibility theory and complexity of algorithms for free partially commutative groups(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Susan Hermiller, John Meier, Algorithms and geometry for graph products of groups(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Appel, Kenneth I., and P. E. Schupp. Artin Groups and Infinite Coxeter Groups. Inventiones Mathematicae 72.2 (1983): 201-220