MathLabs
Định lýĐã chứng minh

Bổ đề Milnor–Švarc

Phát biểu

Cho GG tác động bằng các đẳng cự lên một không gian metric XX chính quy, trắc địa, một cách gián đoạn chặt và compact thương (thương X/GX/G compact). Khi đó GG hữu hạn sinh, và với mọi điểm gốc x0∈Xx_0 \in X, ánh xạ quỹ đạo g↦g⋅x0g \mapsto g\cdot x_0 là một tựa đẳng cự từ GG (trang bị metric từ) tới XX.

Vì sao đúng?

Vì GG tác động bằng các đẳng cự, nó không thể phân biệt các điểm của XX với bất kỳ ảnh nào của chúng qua GG; vì tác động là compact thương, một mảnh bị chặn của XX, được sao chép bởi GG, đã phủ hết toàn bộ XX. Vì vậy quỹ đạo của một điểm duy nhất đã nắm bắt được toàn bộ hình dạng thô của XX — nghiên cứu nhóm trừu tượng GG và nghiên cứu không gian cụ thể XX mà nó tác động lên trở nên có thể thay thế cho nhau, sai khác một sai số bị chặn. Đây chính là định lý cho phép hình học không gian metric và lý thuyết nhóm đổi chỗ cho nhau.

Phác thảo chứng minh

Cố định x0∈Xx_0 \in X và, dùng tính compact của X/GX/G, chọn RR đủ lớn sao cho các ảnh qua GG của hình cầu đóng Bˉ(x0,R)\bar B(x_0,R) phủ kín XX. Đặt S={ g∈G:g≠e, dX(x0,gx0)≤2R+1 }S = \{\, g \in G : g \ne e,\ d_X(x_0,gx_0) \le 2R+1 \,\}, một tập hữu hạn do tính gián đoạn chặt. Để thấy SS sinh ra GG: với g∈Gg \in G cho trước, đánh dấu các điểm x0=g0x0,g1x0,…,gnx0=gx0x_0 = g_0 x_0, g_1 x_0, \dots, g_n x_0 = g x_0 cách nhau không quá 2R2R dọc theo một đường trắc địa từ x0x_0 đến gx0g x_0; mỗi cặp liên tiếp thỏa dX(gi−1x0,gix0)≤2Rd_X(g_{i-1}x_0, g_i x_0) \le 2R, nên gi−1−1gi∈Sg_{i-1}^{-1} g_i \in S, và nhân n≤dX(x0,gx0)/(2R)+1n \le d_X(x_0, g x_0)/(2R) + 1 phần tử này của SS lại cho ta gg. Do đó dS(e,g)≤C1 dX(x0,gx0)+C1d_S(e,g) \le C_1\, d_X(x_0,gx_0) + C_1 với hằng số C1C_1 chỉ phụ thuộc RR. Ngược lại, mỗi phần tử sinh di chuyển x0x_0 không quá 2R+12R+1, nên dX(x0,gx0)≤(2R+1) dS(e,g)d_X(x_0,gx_0) \le (2R+1)\, d_S(e,g). Hai bất đẳng thức này cho thấy g↦gx0g \mapsto g x_0 là một phép nhúng tựa đẳng cự (λ,ε)(\lambda,\varepsilon) với λ,ε\lambda,\varepsilon thích hợp, và tính compact thương (mọi điểm của XX cách một ảnh qua GG của x0x_0 không quá RR) khiến ảnh của nó trù mật thô — vậy nó là một tựa đẳng cự, và vì nó xác định trên toàn bộ GG, tập hữu hạn SS sinh ra GG.

Chủ đề chứa định lý này

Chứng minh từng bước

Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.

Tài liệu tham khảo

  1. Clara Löh (2017). Geometric Group Theory: An Introduction · DOI:10.1007/978-3-319-72254-2
  2. Mikhael Gromov (1981). Groups of polynomial growth and expanding maps · DOI:10.1007/BF02698687
  3. Mikhael Gromov (1987). Hyperbolic groups