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解法:阿戈尔用立方复形证明虚哈肯猜想(2012年)

第 7/8 步:从虚特殊性到可分离性、线性与大性
通俗地说

Haglund–Wise 把特殊立方复形的群嵌入直角阿廷群,带来一组强结构性质:线性、剩余有限性以及拟凸子群的可分离性。这组性质不应与所有直角阿廷群都是 LERF 混为一谈。

对于双曲三维流形群,Agol 的定理提供了下文所需的额外三维流形结论:虚特殊性给出虚哈肯与虚纤维化论证中所需的可分离性和大性。

G virtually special  ⟹  G linear, large; quasi-convex subgroups of G separableG \text{ virtually special} \implies G \text{ linear, large; quasi-convex subgroups of } G \text{ separable}
详细分析

Haglund–Wise 把特殊立方复形的群嵌入直角阿廷群 A(Γ)A(\Gamma) 的结果,白白带来了若干结构性质:A(Γ)A(\Gamma) 是线性的(对某个 nn 嵌入 GLn(Z)\mathrm{GL}_n(\mathbb{Z}))且剩余有限,其拟凸子群都是可分离的。这并不等价于整个直角阿廷群是LERF。

由于 GG 只是虚地(即在有限指数意义下)成为特殊复形的基本群,这些性质会传递给 GG 本身:Agol 的推论1.2得出,一个在 CAT(0) 立方复形上真且余紧作用的非初等字双曲群,是线性的、大的(存在一个满射到非交换自由群的有限指数子群),且其拟凸子群是可分离的。

对于闭双曲三维流形的 π1(M)\pi_1(M),这尤其给出 π1(M)\pi_1(M) 是 LERF 的——这正是 Waldhausen 数十年前直接攻克哈肯猜想所需要的性质,而 Agol 后来用它推出所有有限余体积克莱因群都是 LERF 的,解决了 Thurston 提出的一个问题。

本步骤中的术语
LERF(子群可分离)
任意有限生成子群 HH 都是包含它的所有有限指数子群之交的群;等价地说,对任意 g∉Hg \notin H,都存在 GG 的一个有限商,使得 gg 与 HH 的像不相交。
本步骤用到的知识