Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение 4

Глава 1. Последовательности сюръективных вербальных
отображений на группах PGL2 , SL2 16
1.1. Предварительные результаты 16
1.1.1. Разложимые вербальные отображения 16
1.1.2. Унипотентные элементы в образе вербального отображения 17
1.2. Доказательство Теоремы 1 18
1.2.1. Некоторые формулы для коммутаторов в SL2 (K) 18
1.2.2. Множество Tω 19
1.2.3. Некоторые специальные элементы в Im ωe (x, y) 20
1.2.4. Доказательство Теоремы 1, часть 1 23
1.2.5. Доказательство Теоремы 1, часть 2 23
1.3. Доказательство Следствия 1 24
1.3.1. Доказательство следствия, часть 1 24
1.3.2. Доказательство следствия, часть 2 25
1.4. Доказательство Следствия 2 25
1.5. Доказательство Следствия 3 25
1.5.1. Добавление независимой переменной 26

Глава 2. Малые вербальные отображения с константами 30
2.6. Слова с константами 30
2.6.1. Подстановки 30
2.6.2. Тождества с константами 31
2.6.3. Группа G ∗ Fn 32
2.6.4. Слова C-типа в группах без центра 34
2.6.5. Слова конечного порядка в группах без центра 36
2.7. Редукция к подполям F p 36
2.7.1. Обозначения 36
2.7.2. Простые алгебраические группы типа I и II 36
2.7.3. Присоединенная простая группа 37
2.7.4. Спуск в поле алгебраических чисел 38
2.7.5. Редукция по простому модулю 38
2.8. Многообразие констант 42
2.8.1. Случай char K = 0. Редукция к полю алгебраических чисел 42
2.9. Доказательство Теоремы 2 47
2.9.1. Случай char K = 0 47
2.9.2. Случай char K = p > 0 50
2.10. Доказательство Теоремы 4 50
2.10.1. Редукция к слову от одной переменной 50
2.10.2. Доказательство Теоремы 40 51
2.11. Доказательство Теоремы 3 54
2.11.1. Условие на тождества с константами 54
2.11.2. Слова с константами в группах типа II 54
2.11.3. Доказательство для групп типа II 56
2.12. Простые алгебраические группы с нетривиальным центром 56

Глава 3. Образы вербальных отображений простых
алгебраических групп для некоторых типов слов с константами 58
3.13. Общий случай 58
3.14. Группы ранга один 62
3.15. Группы типов Br , Cr , D2r , E7 , E8 , F4 , G2 64

Заключение 67
Список литературы 69

Глава 1 посвящена доказательству Теоремы 1 и ее следствиям.
Доказательство теоремы основано не только на прямых вычислениях.
Принципиальным моментом доказательства является теория вер-
бальных отображений с константами.
Значимым в Теореме 1 является тот факт, что отображение we
строится по слову ω с теми же переменными x, y, что позволяет постро-
ить рекурсивную последовательность групп wm в группе F2 (или F3 )
из Следствий 1–3. Построение сюръективных вербальных отображе-
ния при прибавлении независимых переменных – это несложное след-
ствие Теоремы Бореля (см. п. 1.5.1 диссертации).
Основной результат второй главы данной работы – описание слов
с константами, для которых Im π ◦ weΣ – это в точности одна точка,
т.е. “малых” вербальных отображений с константами. Здесь результат
разбивается на две части. В первой части мы рассматриваем простые
алгебраические группы типов Al , Dl , E6 , E7 , E8 – т.е. группы, у кото-
рых все корни соответствующей системы корней имеют одинаковую
длину, а во второй части – типов Bl , Cl , F4 , G2 – группы, корни кото-
рых имеют разную длину. Это связано с тем фактом, что для групп
первого типа существуют так называемые тождества с константа-
ми, а для второго – нет.
Мы доказываем следующую теорему.
Теорема 2. Пусть G – простая присоединенная алгебраическая
группа типа Al , Dl , E6 , E7 , E8 . Пусть, далее, wΣ – слово с констан-
тами из группы G. Множество Im π ◦ weΣ состоит из одной точки
тогда и только тогда, когда wΣ – слово C-типа.
Таким образом, в данном случае все слова с “малым” образом
Im w eΣ – это в точности слова C-типа.
Для случая групп Bl , Cl , F4 , G2 нам потребуется следующее опре-
деление. Элемент g ∈ G Z(G) называется малым полупростым эле-
ментом, если он сопряжен некоторому элементу t ∈ T , для которого
α(t) = 1 для любого длинного корня α ∈ R. Элемент g ∈ G называет-
ся малым унипотентным элементом, если он сопряжен некоторому
корневому элементу xα (s) (s 6= 1) для какого-либо длинного корня α.
Теорема 3. Пусть G – простая присоединенная алгебраическая
группа типа Bl , Cl , F4 , G2 , определенная над полем, характеристика
которого 6= 2, 3. Пусть далее, wΣ – неединичное слово с константа-
ми из группы G, не содержащее среди констант малые полупростые
и малые унипотентные элементы. Тогда множество Im π ◦ weΣ со-
стоит из одной точки в том и только том случае, когда wΣ – слово
C-типа.
Используя Теорему 2 мы получим следствие, которое является
аналогом Теоремы (i) (Бандман-Зархина).
Теорема 4. Пусть K – алгебраически замкнутое поле. Пусть
eΣ : PGL2 (K)n → PGL2 (K) – вербальное отображение с константа-
w
ми. Тогда либо любой неединичный полупростой класс сопряженных
элементов группы PGL2 (K) пересекается с образом weΣ , либо wΣ –
слово C-типа.
Для доказательства Теорем 2 и 3 мы разработали метод редукции
к локально конечным полям, позволяющий свести исследование вер-
бальных отображений с константами weΣ : G(K)n → G(K) для произ-
вольного алгебраически замкнутого поля K к случаю, когда K = F p ,
где Fp – простое конечное поле характеристики p > 0, а F p – его ал-
гебраическое замыкание (некоторые вопросы теории вербальных отоб-
ражений с константами, в частности, исследуемые в данной работе,
удобнее изучать именно над такими полями).
В третей главе рассматриваются некоторые типы вербальных отоб-
ражений с константами, для которых, используя результаты, получен-
ные в предыдущей главе, мы оцениваем их образ.
Теорема 5 является обобщением результата работы N. Gordeev,
B. Kunyavskii, E. Plotkin, Word maps, word maps with constants and
representation varieties of one-relator groups, J. Algebra 500 (2018), 390–
424 о вербальных отображениях с константами “общего положения”.
Теорема 5. Пусть G – простая алгебраическая группа и пусть
w1 , . . . , wm+1 ∈ Fn , где w2 6= 1, m > 1.
Тогда существует такое непустое открытое подмножество U ⊂ Gn ,
что для любой последовательности σ1 , . . . , σm ∈ U отображение
π ◦ wΣ : Gn → T /W,
где
wΣ = w1 σ1 w2 σ2 · · · wm σm wm+1 ,
доминантно.

Также используя Теорему 4 и специфику систем корней Br , Cr , D2r , E7 ,
E8 , F4 , G2 доказываем следующую теорему.
Теорема 6. Пусть G – простая алгебраическая группа типа Br ,
Cr , D2r , E7 , E8 , F4 , G2 ,и пусть T ≤ G – фиксированный максимальный
тор. Далее, пусть
wΣ = σ1 w1 σ2 · · · σm wm ,
где wi ∈ Fn , wi 6= 1, где Σ = {σ1 , . . . , σm } ⊂ T – некоторое множество
регулярных элементов. Тогда образ Im weΣ вербального отображения
n
eΣ : G → G пересекает любой полупростой регулярный класс эле-
w
ментов группы G.

Вербальные отображения с константами. Пусть G – произвольная
группа, а Fn – свободная группа ранга n. Пусть, далее, Σ = {σ1 , . . . , σm } –
некоторая последовательность элементов из G. Выражение вида

wΣ = w1 σ1 w2 σ2 · · · wm σm wm+1 ,

где
w1 = w1 (x1 , . . . , xn ), . . . , wm = wm (x1 , . . . , xn ) ∈ Fn
– элементы свободной группы, называют словом с константами. В данной ра-
боте мы будем также предполагать, что σi ∈ / Z(G), где Z(G) – центр группы
G, и w2 , . . . , wm 6= 1. (Отметим, что обычно центральные константы допуска-
ются, но при некотором дополнительном условии; см.[9].)
Мы не исключаем случай постоянных слов wΣ = σ ∈ G и случай Σ = ∅,
т.е. слов из Fn . Кроме того, мы рассматриваем и тривиальное слово wΣ = 1
(здесь 1 – нейтральный элемент группы G). Таким образом, слова с кон-
стантами здесь – это элементы свободного произведения G ∗ Fn без слов с
элементами из центра и постоянные слова wΣ = σ ∈ G.
Слово с константами wΣ определяет вербальное отображение с констан-
тами
eΣ : Gn → G,
w
заданное формулой
eΣ ((g1 , . . . , gn )) :=
w

= w1 (g1 , . . . , gn )σ1 w2 (g1 , . . . , gn )σ2 · · · wm (g1 , . . . , gn )σm wm+1 (g1 , . . . , gn ).

Актуальность и степень разработанности темы. В последние годы
интенсивно развивается теория вербальных отображений простых алгебра-
ических групп (см. ссылки в [15]). Отправной точкой здесь служит теорема
e : Gn → G
А. Бореля ([3]), которая утверждает, что вербальноe отображениe w
простой алгебраической группы G доминантно. Это значит, что образ тако-
го отображения Im w e содержит непустое открытое подмножество U ⊂ G и,
следовательно, этот образ есть “почти вся” группа G. Однако простой при-
мер G = SL2 (C), w = x2 показывает, что этот образ может не совпадать со
! в группе SL2 (C) не извлекается квадратный
всей группой G. Действительно,
−1 1
корень из матрицы и, следовательно, такая матрица не может
0 −1
x2
лежать в образе отображения SL2 (C) → SL2 (C). С другой стороны, то же
вербальное отображение для группы PGL2 уже является сюръективным.
Вопрос о сюръективности того или иного вербального отображения про-
стой алгебраической группы представляется достаточно сложным. В настоя-
щее время все примеры несюръективных вербальных отображений простых
алгебраических групп соответствуют словам w = ω m , которые являются сте-
пенями других слов. С другой стороны, примеров с сюръективными отоб-
ражениями также немного. Теорема А. Бореля гарантирует сюръективность
для вербальных отображений, у которых слово w является произведением
двух слов w1 (x1 , . . . , xk ) и w2 (y1 , . . . , yl ) от независимых переменных (дей-
ствительно, в этом случае образ

e1 Im w
Im w = Im w e2

и образы Im w e2 содержат открытые подмножества U1 , U2 ⊂ G, про-
e1 , Im w
изведение которых совпадает со всей группой G ([2]). Для “неразложимых”
отображений, которые также не являются степенями других вербальных отоб-
ражений, нет общих критериев сюръективности-несюръективности. Этот во-
прос остается открытым даже для простейшей группы PGL2 . В работе Т. Банд-
ман и Ю. Зархина ([1]) доказана следующая теорема.

Теорема (i) (Бандман-Зархин). Пусть K – алгебраически замкнутое
поле, w ∈ Fn – нетривиальное слово. Тогда образ Im w
e вербального отобра-
жения w e : SL2 (K)n → SL2 (K) содержит все нецентральные полупростые
элементы группы SL2 (K).

Из Теоремы (i) следует, что образ вербального отображения

e : PGLn2 (K) → PGL2 (K)
w
содержит все полупростые элементы группы PGL2 (K) и для сюръективно-
сти такого отображения достаточно найти в его образе нетривиальный уни-
потентный элемент. Интересно отметить, что существование такого элемента
связано с размерностями компонент многообразия представлений (см.[12]).
Также Бандман и Зархин доказали ([1])
Теорема (ii) (Бандман-Зархин). Пусть K – алгебраически замкну-
тое поле, w ∈ F2 F22 , где F22 = [[F2 , F2 ], [F2 , F2 ]] – второй член нормального
ряда свободной группы F2 . Тогда w e : PGL2 (K)2 → PGL2 (K) – сюръективное
отображение.
В этой же работе был приведен пример неразложимого слова w ∈ F22 F23 ,
для которого также соответствующее отображение w e сюръективно. Этот при-
мер был просчитан с помощью компьютерных вычислений. Затем в работе
[12] был построен аналогичный пример, но уже без компьютерных вычисле-
ний. Недавно появился препринт U. Jezernik, J. Sanchez On surjectivity of word
maps on P SL2 , в котором доказана сюръективность вербальных отображений
we : PGL2 (K)2 → PGL2 (K) для слов вида w = [[xk , y l ], [xm , y n ]] ∈ F22 . Доказа-
тельство работы основано на трудных и сложно проверяемых вычислениях
со следами матриц.
В данной работе мы строим некоторый алгоритм, который позволяет
строить бесконечные рекурсивные последовательности вербальных отобра-
жений на группах PGL2 , SL2 , которые являются сюръектиными и у которых
соответствующие слова – это элементы из любого члена нормального ряда.
При этом все соответствующие слова являются неразложимыми. (Эффек-
тивность изучения рекурсивных последовательностей слов для вербальных
отображений была продемонстрирована в работе А. Тома [22] о вербальных
отображениях компактных топологических групп.)

В данной работе мы рассматриваем отображения с константами для про-
стой алгебраической группы (вербальные отображения также рассматрива-
ются как вербальные отображения с пустым множеством констант). Такие
отображения, в частности, рассматривались в работах [9], [18],[12], [13], [14],
[15], [16].
Одним из важных вопросов здесь является вопрос об образе Im w eΣ та-
кого отображения. В случае когда Σ = ∅, т.е. w
eΣ = w – обычное вербальное
отображение, тогда
eΣ = G
Im w
согласно теореме А. Бореля (здесь X – это замыкание X в топологии За-
рисского). Для достаточно “общего слова” wΣ образ Im w eΣ также плотен в G
([13], Corollary 1.4). Однако для произвольного слова мы не можем ожидать,
что образ соответствующего вербального отображения “почти совпадает” со
всей группой G.
Пример. Пусть Σ = {σ}, wΣ = xσx−1 . Тогда образ – это класс сопря-
женности элемента σ, размерность которого может быть достаточно
маленькой.
Следует отметить, что в отличие от вербальных отображений образ вер-
бального отображения с константами не является инвариантным относитель-
но сопряжения. Для некоторых задач важным моментом является оценка не
самого образа, а множества
eΣ g −1 | g ∈ G},
{g Im w
eΣ “с точностью до сопряжения в группе” G. Для некоторых
т.е. образа Im w
слов wΣ удается доказать, что
eΣ g −1 | g ∈ G} = G,
{g Im w (0.0.1)
eΣ “почти совпадает” со всей группой G с “точностью до” сопря-
т.е. образ Im w
жений элементами группы G. В этом случае мы имеем в образе представи-
телей “почти всех” классов сопряженных группы G. Например, в работе [13]
(Theorem 1.6.) равенство 0.0.1 было доказано для слова вида
X
k1 k2 km
wΣ = w1 σ w2 σ · · · wm σ wm+1 , где ki = 0
i
и σ – элемент некоторого открытого подмножества X группы G.
Условие 0.0.1 удобно рассматривать в следующей форме. Для любой по-
лупростой алгебраической группы G имеется морфизм факторизации
π : G → T /W,
где T – зафиксированный максимальный тор группы G, W – группа Вейля
системы корней G (здесь рассматривается естественное действие группы W
на максимальном торе), T /W – аффинное многообразие, являющееся фак-
тором действия W на T ([20]). Морфизм π сопоставляет любому элементу g
группы G элемент tg ∈ T , сопряженный полупростой части gs разложения
Жордана g = gs gu элемента g. Таким образом, для некоторого подмножества
M ⊂ G равенство π(M ) = T /W означает, например то, что все M пересекает
все полупростые классы сопряженных элементов. Условие 0.0.1 эквивалентно
условию
Im π ◦ w
eΣ = T /W. (0.0.2)

Отметим, что для слов из приведенного выше примера условие 0.0.2 не
может выполняться, поскольку образ отображения π ◦ wΣ в данном случае
заведомо одна точка. Пусть v∆ – слово c константами. Тогда для слов вида
−1
wΣ = v∆ gv∆ (0.0.3)

множество Im π ◦ w eΣ – это также в точности одна точка, т.е. эти слова наи-
более “удаленные” от условия 0.0.2. Отметим, что если Im π ◦ w
eΣ – не являет-
ся точка, то это некоторое конструктивное подмножество в T /W , замыкание
которого – связное аффинное многообразие размерности ≥ 1. Этот факт ино-
гда позволяет “индукционно” описать весь образ π ◦ weΣ (см., например, [13],
Theorem 1.6.).
Слова вида 0.0.3 будем называть словами C-типа (постоянные слова
wΣ = σ ∈ G также являются словами C-типа).

Цель исследования. Целью исследования является описание образов
отображений с константами (в частности, вербальных отображений). Для до-
стижения цели поставлены следующие задачи:
(1) Построить рекурсивные последовательности сюръективных вербаль-
ных отображений групп PGL2 , SL2 соответственно от двух и трех пере-
менных, члены которых (в отличие от Теоремы Бандман-Зархина (ii))
существуют в любом члене нормального ряда свободной группы.
(2) Получить описание “малых” вербальных отображений с константами,
образы которых попадают в один класс сопряженных элементов.
(3) Получить обобщение Теоремы Бандман-Зархина (i) на случай вербаль-
ных отображений с константами.
(4) Получить описание образов “общих вербальных отображений с кон-
стантами”.
(5) Получить описание образов вербальных отображений с константами
простых алгебраических групп специальных типов Br , Cr , D2r , E7 , E8 ,
F4 , G2 .

Теоретическая и практическая значимость работы. Работа носит
теоретический характер. Результаты и методы работы могут быть использо-
ваны как для теории вербальных отображений с константами (в частности,
вербальных отображений) простых алгебраических групп, так и для струк-
турной теории таких групп.

Методы исследования. В данной работе применялись теоретические
методы теории алгебраических групп, методы алгебраической геометрии и
теории алгебраических чисел.

Научная новизна. Все полученные результаты являются новыми в тео-
рии вербальных отображений с константами и вербальных отображений про-
стых алгебраических групп. Получен новый алгоритм построения сюръек-
тивных отображений на группах ранга один, получено описание малых вер-
бальных отображений с константами, разработан новый метод редукции вер-
бальных отображений с константами к положительной характеристике. По-
лучено обобщение Теоремы Бандман-Зархина на вербальные отображения с
константами.

Степень достоверности. Все результаты работы снабжены подробны-
ми доказательствами.
Апробация работы. По теме исследования было прочитано два докла-
да:
(1) Ф. Гнутов. Вербальные отображения на группе GL2 // IV Всероссий-
ская научная конференция с международным участием “Математиче-
ское моделирование и информационные технологии”. Сыктывкарский
Государственный Университет им. П. Сорокина. 12 – 14 ноября 2020.
(2) Ф. Гнутов. Рекурсивные последовательности вербальных отображе-
ний групп P GL2 , SL2 // Международный вебинар “Actual problems of
the theory of Algebraic groups”. Российский Государственный Педагоги-
ческий Университет им. А.И. Герцена. 16-18 декабря 2020.

По теме работы опубликовано три статьи в журналах, индексируемых
наукометрическими базами данных Web of Science/SCOPUS.
[1] F. Gnutov, N. Gordeev, Recursive sequences of surjective word maps for
the algebraic groups PGL2 and SL2 , Arch. Math. 114, no. 6 (2020), 609-618.
[2] Ф. А. Гнутов, Н. Л. Гордеев, Об образе вербального отображения с
константами простой алгебраической группы, Записки научных се-
минаров ПОМИ РАН, т. 478 (2019), 78-99.
[3] Ф.А. Гнутов, Об образе вербального отображения с константами про-
стой алгебраической группы II, Записки научных семинаров ПОМИ
РАН, т. 492 (2020), 75-93.
В статьях [1] и [2], опубликованных в соавторстве, автору принадлежит
следующее: в работе [1] — вычисления необходимые для доказательства тео-
ремы и доказательства следствий (i),(ii); в работе [2] — доказательства теорем
1 и 2.
Положения, выносимые на защиту.
Теорема 1. Пусть K – алгебраически замкнутое поле и ω = ω(x, y) ∈
F2 = hx, yi такое, что ω(x, y) 6= xl для каждого l ∈ Z. Тогда
1. для каждого слова
w(x, y) := [[x, [x, ω]], x[x, [x, ω]]x−1 ]
соответствующее вербальное отображение w e : PGL2 (K)2 → PGL2 (K) сюръ-
ективно;
2. существует число d = d(ω) ∈ N такое, что для слова w0 (x, y, z) =
w(x, y)ν(x, z) ∈ F3 = hx, y, zi, где
h i
2d d 2d −d
ν(x, z) = [x , ω(x, z)], x [x , ω(x, z)]x ,

e0 : SL2 (K)3 → SL2 (K) сюръективно.
вербальное отображение w

Отметим, что в доказательстве Теоремы 1 непосредственно указывается
как выбирать числа d из п.2 (это любое натуральное число, кроме конечного
множества натуральных чисел, которое определяется ω).

Замечание 1. Слова w, w0 , построенные в Теореме 1, являются нераз-
ложимыми (см. ниже Лемму 1.2).

Замечание 2. В Теореме 1 рассматриваются слова от двух и трех
переменных. Однако, заменяя слова w, w0 словами µwµ−1 , µw0 µ−1 , где µ –
слово от переменных, независимых от x, y (соответственно x, y, z), можно
получить набор неразложимых сюръективных вербальных отображений от
любого числа переменных.
Из Теоремы 1 получаем
Следствие 1. Пусть K – алгебраически замкнутое поле. Тогда
1. существует бесконечная последовательность сюръективных нераз-
ложимых вербальных отображений w em : PGL2 (K)2 → PGL2 (K) (где m ∈
N, wm ∈ F2 ) такая, что для каждого m ∈ N выполняется следующее утвер-
ждение:
wm ∈ F2i ⇒ wm+1 ∈ F2i+1 ;
2. существует бесконечная последовательность сюръективных нераз-
ложимых вербальных отображений w em : SL2 (K)3 → SL2 (K) (где m ∈
N, wm ∈ F3 ) такая, что для каждого m ∈ N выполняется следующее утвер-
ждение:
0 0
wm ∈ F3i ⇒ wm+1 ∈ F3i+1 .

Используя также теорему Морозова–Джекобсона, получаем
Следствие 2. Для любой простой алгебраической группы G, определен-
ной над полем характеристики ноль, существует бесконечная последова-
тельность неразложимых вербальных отображений w em : G2 → G таких,
что wm ∈ F2m F2m+1 и образ каждого отображения w
em содержит все уни-
потентные элементы группы G.

Используя особенности систем корней групп Br , Cr , D2r , E7 , E8 , F4 , G2 , по-
лучаем из Теоремы 1
Следствие 3. Для простой алгебраической группы G, относящейся к
одному из типов Br , Cr , D2r , E7 , E8 , F4 , G2 , существует бесконечная после-
довательность неразложимых вербальных отображений w em : G2 → G та-
ких, что wm ∈ F3m F3m+1 и образ каждого отображения w em содержит все
полупростые элементы группы G.
Отметим, что последовательности wm в следствиях 1–3 строятся по пра-
вилам пунктов 1 и 2 Теоремы 1, т.е. существует бесконечное число таких
последовательностей в каждом из рассматриваемых случаев.
Доказательству Теоремы 1 и ее следствиям посвящена Глава 1 данной ра-
боты. Доказательство теоремы основано не только на прямых вычислениях.
Принципиальное значение для доказательства имеет теория вербальных
отображений с константами.
Существенно важным в Теореме 1 является тот факт, что отображение w e
строится по слову ω с теми же переменными x и y, что позволяет построить
рекурсивную последовательность слов wm в группе F2 (или F3 ) из Следствий
1–3. Построение сюръективных вербальных отображений при прибавлении
независимых переменных — это несложное следствие Теоремы Бореля (см. п.
1.5.1).
Основной результат второй главы данной работы — описание слов с кон-
стантами, для которых Im π ◦ w eΣ — это в точности одна точка, т.е. “малых”
вербальных отображений с константами. Здесь результат разбивается на две
части. В первой части мы рассматриваем простые алгебраические группы
типов Al , Dl , E6 , E7 , E8 — т.е. группы, у которых все корни соответствую-
щей системы корней имеют одинаковую длину, а во второй части — типов
Bl , Cl , F4 , G2 — группы, корни которых имеют разную длину. Это связано с
тем фактом, что для групп первого типа существуют так называемые тож-
дества с константами, а для второго — нет (см.[9]).
Мы доказываем следующую теорему.
Теорема 2. Пусть G — простая присоединенная алгебраическая группа
типа Al , Dl , E6 , E7 , E8 . Далее, пусть wΣ — слово с константами из группы
G. Множество Im π ◦ w eΣ состоит из одной точки тогда и только тогда,
когда wΣ — слово C-типа.

eΣ —
Таким образом, в данном случае все слова с “малым” образом Im w
это в точности слова C-типа.

Для случая групп Bl , Cl , F4 , G2 нам потребуется следующее определение.
Элемент g ∈ G Z(G) называется малым полупростым элементом, если
он сопряжен некоторому элементу t ∈ T , для которого α(t) = 1 для любого
длинного корня α ∈ R. Элемент g ∈ G называется малым унипотентным
элементом, если он сопряжен некоторому корневому элементу xα (s) (s 6= 1)
для какого-либо длинного корня α.

Теорема 3. Пусть G — простая присоединенная алгебраическая группа
типа Bl , Cl , F4 , G2 , определенная над полем, характеристика которого 6=
2, 3. Далее, пусть wΣ — неединичное слово с константами из группы G, не
содержащее среди констант малые полупростые и малые унипотентные
элементы. Тогда множество Im π ◦ w eΣ состоит из одной точки в том и
только том случае, когда wΣ — слово C-типа.
Используя Теорему 2 мы получим следствие, которое является аналогом
Теоремы (i) (Бандман–Зархина).

Теорема 4. Пусть K — алгебраически замкнутое поле. Пусть w eΣ :
PGL2 (K)n → PGL2 (K) — вербальное отображение с константами. Тогда
либо любой неединичный полупростой класс сопряженных элементов груп-
eΣ , либо wΣ — слово C-типа.
пы PGL2 (K) пересекается с образом w

На самом деле мы доказываем более общий факт (Теорема 40 ), а именно,
если вербальное отображение w eΣ : SL2 (K)n → SL2 (K) не есть ± вербальное
отображение C-типа, то его образ пересекает все нецентральные полупростые
классы сопряженных элементов группы SL2 (K).

Для доказательства Теорем 2 и 3 мы разработали метод редукции к ло-
кально конечным полям позволяющий свести исследование вербальных отоб-
ражений с константами weΣ : G(K)n → G(K) для произвольного алгебраиче-
ски замкнутого поля K к случаю, когда K = F p , где Fp — простое конечное
поле характеристики p > 0, а F p — его алгебраическое замыкание (неко-
торые вопросы теории вербальных отображений с константами, в частности
исследуемые в данной работе, удобнее изучать именно над такими полями).
В третьей главе рассматриваются некоторые типы вербальных отображе-
ний с константами, для которых, используя результаты предыдущей главы,
мы оцениваем их образы.
Следующая теорема является обобщением результата работы [13] о вер-
бальных отображениях с константами “общего положения”.
Теорема 5. Пусть G — простая алгебраическая группа и пусть

w1 , . . . , wm+1 ∈ Fn , где w2 6= 1, m > 1.

Тогда существует такое непустое открытое подмножество U ⊂ Gn , что
для любой последовательности σ1 , . . . , σm ∈ U отображение

π ◦ wΣ : Gn → T /W,
где
wΣ = w1 σ1 w2 σ2 · · · wm σm wm+1 ,
доминантно.

Также используя Теорему 4 и специфику систем корней Br , Cr , D2r , E7 ,
E8 , F4 , G2 доказываем следующую теорему.

Теорема 6. Пусть G — простая алгебраическая группа типа Br , Cr ,
D2r , E7 , E8 , F4 , G2 и пусть T ≤ G – зафиксированный максимальный тор.
Далее, пусть
wΣ = σ 1 w1 σ 2 · · · σ m wm ,
где wi ∈ Fn , wi 6= 1, где Σ = {σ1 , . . . , σm } ⊂ T — некоторое множество
регулярных элементов. Тогда образ Im w eΣ :
eΣ вербального отображения w
Gn → G пересекает любой полупростой регулярный класс элементов группы
G.

Терминология и обозначения. В данной работе используются следу-
ющие обозначения и соглашения:
N — множество натуральных чисел;
Z(G) — центр группы G;
[x, y] = xyx−1 y −1 — коммутатор x, y ∈ G;
ord g — порядок элемента g ∈ G;
1 также означает единичный элемент
! группы; для G = SL2 (K) через ±1
±1 0
мы обозначаем матрицу .
0 ±1

K — алгебраически замкнутое поле; ch K — характеристика поля K.
Ниже мы отождествляем алгебраическую группу G с группой K-точек G(K);

Для данного слова w ∈ Fn обозначим w e соответствующее вербальное
отображение группы G; Im w e Вербаль-
e — образ вербального отображения w.
e называется разложимым или неразложимым, если w раз-
ное отображение w
ложимо или неразложимо соответственно.

В первой главе данной работы рассматривается вопрос сюръективности
вербальных отображений, соответствующих неразложимым словам. Приво-
дится алгоритм, позволяющий строить бесконечные рекурсивные последо-
вательности неразложимых слов, для которых соответствующие вербальные
отображения на группах PGL2 (K)2 и SL2 сюръективны, и члены этой по-
следовательности соответствуют всем членам нормального ряда. Значимым
моментом доказательства сюръективности вербальных отображений таких
последовательностей является метод подстановки в вербальные отображения
e 1 , . . . , xn ) вместо переменных x1 , . . . , xk элементов группы PGL2 (K)2 (или
w(x
SL2 ). Такие подстановки превращают вербальные отображения в отображе-
ния с константами. В данном случае важным фактом является отсутствие
тождеств с константами на группах PGL2 (K)2 и SL2 .
Во второй и третьей главе рассматриваются только отображения с кон-
стантами. Вторая глава посвящена изучению “малых” вербальных отобра-
жений с константами. Получено описание слов с константами, для которых
образ Im π ◦ w eΣ является в точности одной точкой. Результат второй главы
разбит на две части: в первой части рассматриваются простые алгебраиче-
ские группы типов Al , Dl , E6 , E7 , E8 — т.е. группы, у которых все корни соот-
ветствующей системы корней имеют одинаковую длину, а во второй части —
типов Bl , Cl , F4 , G2 — группы, у которых корни имеют разную длину. Это
связано с тем фактом, что для групп первого типа существуют так называ-
емые тождества с константами, а для второго — нет. Изучение “малых”
вербальных отображений с константами является важным инструментом ис-
следования произвольных вербальных отображений с константами и просто
вербальных отображений (см., например, [13]). Дальнейшие исследования в
этом направлении, как нам кажется, помогут прояснить различные вопросы
теории вербальных отображения простых алгебраических групп.
В третьей главе были рассмотрены некоторые типы вербальных отобра-
жений с константами, для которых, оценивался образ, при помощи резуль-
татов, полученных в предыдущей главе. Доказано две теоремы, первая из
которых является обобщением результата работы [13].

[1]T. Bandman, Yu. G. Zarhin, Surjectivity of certain word maps on P SL(2, C) and SL(2, C), Eur. J. Math.
2 (2016), 614–643.
[2]A. Borel, On free subgroups of semisimple groups, Enseign. Math. 29 (1983), 151–164.
[3]A. Borel. Linear Algebraic groups. 2nd enl.ed., Graduate texts in mathematics 126. Springer-Verlag New
York Inc.1991.
[4]N. Bourbaki. Éléments de Mathématique. Groupes et Algèbres de Lie, Chap. IV, V, VI, 2ème édition.
Masson, Paris 1981.
[5]R. W. Carter. Simple groups of Lie type. Pure and Applied Mathematics, Vol. 28. John Wiley & Sons,
London-New York-Sydney, 1972.
[6]R. W. Carter. Finite Groups of Lie Type. Conjugacy Classes and Complex Characters. A Wiley –
Interscience Publication, John Wiley& Sons, Chichester-New York-Bribane-Toronto-Singapure, 1985.
[7]V. Chernousov, E. W. Ellers, N. Gordeev, Gauss decomposition with prescribed semisimple part: short
proof, J. Algebra 229 (2000), no. 1, 314-332.
[8]E. W. Ellers, N. Gordeev, Gauss decomposition with prescribed semisimple part in classical Chevalley
groups, Comm. Algebra 22 (1994), no. 14, 5935Џ5950.
[9]N.L. Gordeev, Freedom in conjugacy classes of simple algebraic groups and identities with constants,
Алгебра и Анализ, том 9 (1997), выпуск 4, 63-78;перевод в:St. Petersburg Math.Jouranal, vol.9 (1998),
709-723.
[10]Ф.А. Гнутов, Н.Л. Гордеев, Об образе вербального отображения с константами простой алгебра-
ической группы, Записки научных семинаров ПОМИ РАН, т. 478(2019), 78-99.
[11]F. Gnutov, N.Gordeev, Recursive sequences of surjective word maps for the algebraic groups PGL2 and
SL2 , Arch. Math. (Basel) 114 (2020), no. 6, 609Џ618.
[12]Н. Л. Гордеев, Б. Э. Кунявский, Е. Б. Плоткин, Вербальные отображения и вербальные отобра-
жения с константами простых алгебраических групп, Докл. Акад. Наук, 2016, том 471, є 2, с.
136-138. перевод в : Dokl. Math. 94 (2016), no. 3, 632 – 634.
[13]N. Gordeev, B. Kunyavskii, E. Plotkin, Word maps, word maps with constants and representation
varieties of one-relator groups, J. Algebra 500 (2018), 390–424.
[14]N. Gordeev, B. Kunyavskii, E. Plotkin, Word maps on perfect algebraic groups, Intern. J. Algebra
Comput. 28 (2018), No. 8, 1487-1515.
[15]Н. Л. Гордеев, Б. Э. Кунявский, Е. Б. Плоткин, Геометрия вербальных отображений в простых
алгебраических группах над специальными полями, Успехи Мат. Наук 73 (2018), no. 5(443), 3-52;
перевод в: Russian Math. Surveys 73 (2018), no. 5, 753-796
[16]A.A. Klyacko, M.A. Ryabtseva, The dimension of solution sets to systems of equations in algebraic
groups, arXiv:1903.05236v1 [math.GR] (2019).
[17]А. Г. Курош, Теория групп, Издание третье, дополненное, “Наука”, Главная редакция физико-
математической литературы, Москва, 1967 г.
[18]В.В. Нестеров, А.В. Степанов, Тождества с константами групп в группе Шевалле типа F4 , Ал-
гебра и Анализ, том 21 (2009), выпуск 5, 196-202; перевод в: St. Petersburg Math. J. 21 (2010), no.
5, 819Џ823.
[19]T. A. Springer. Linear Algebraic Groups, 2nd edition. Progress in Mathematics 9. Birkhäuser Boston,
Boston MA, 1998.
[20]T. A. Springer, R. Steinberg,Conjugacy classes, in: “Seminar on Algebraic Groups and Related Finite
Groups”, Lecture Notes Math., vol. 131, Springer-Verlag, Berlin–Heidelberg–New York, 1970, pp. 167–
266.
[21]R. Steinberg, Лекции о группах Шевалле, “Мир” , Москва 1975.
[22]A. Thom, Convergent sequences in discrete groups, Canad. Math. Bull. 56 (2013), 424–433.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ

    Последние выполненные заказы

    Другие учебные работы по предмету

    Классы максимальных подгрупп в конечных группах
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Институт математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук
    Алгебры бинарных изолирующих формул
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Институт математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук
    Теоретико-модельные и топологические свойства семейств теорий
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Институт математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук