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Probando el Kernel es un grupo libre

Mi objetivo es mostrar que el núcleo de los siguientes es un grupo libre con infinito generadores, lo que significa que no hay relaciones en los generadores.

Si mi grupo es el grupo fundamental con el género $g$ de las superficies

$S_g=⟨a_1,b_1,…,a_g,b_g\mid[a_1,b_1]...[a_g,b_g]=1⟩ $

y tengo un mapa $H$ de mi grupo a los enteros:

$H: S_g\rightarrow\mathbb{Z}$

tal que $a_1$ $1$ y todos los demás elementos se vaya a cero.

Por ejemplo,

$a_1b_1a_1^{-1}$ $1+0-1=0$ , lo que sería en el núcleo junto con cualquier combinación de elementos que tiene la suma de los $a_1$ exponentes iguales a cero.

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Onorio Catenacci Puntos 6130

Para aplicar el Reidemeister-Schreier método, el primer paso es encontrar un conjunto de coset representantes del subgrupo. Para que podamos tomar las $T := \{ a_1^i : i \in {\mathbb Z} \}$.

Si $X$ denota la generación de conjunto del grupo, el subgrupo de los generadores en la presentación, son triviales elementos en el conjunto $\{ hx\overline{hx}^{-1} : h \in T, x \in X \}$, donde, para $g \in G$, $\bar{g}$ denota el coset representante de $g$.

En este ejemplo, el subgrupo de los generadores $a_{ij} := a_1^ja_ia_1^{-j}$ $(2 \le i \le g, j \in {\mathbb Z}$) y $b_{ij} := a_1^jb_ia_1^{-j}$ $(1 \le i \le g, j \in {\mathbb Z}$).

Para obtener los relatores del subgrupo de la presentación, se multiplica cada una de las $a^i \in T$ en el derecho I derecho de uso de acciones) por parte de los ponentes en la presentación de $G$ y volver a escribir el resultado como una palabra en el subgrupo de los generadores.

En este ejemplo, tenemos una sola relator $[a_1,b_1][a_2,b_2]\cdots[a_g,b_g]$, así que tenemos que reescribir $a_1^j[a_1,b_1][a_2,b_2]\cdots [a_g,b_g]$ por cada $j \in {\mathbb Z}$.

Puedo obtener (mediante el convenio de $[g,h] = g^{-1}h^{-1}gh$) en el subgrupo relatores:

$$R_j := b_{1,j-1}^{-1}b_{1j}[a_{2j},b_{2j}] \cdots [a_{gj},b_{gj}].$$

Así que en este momento tenemos una infinidad de relatores, uno para cada una de las $j \in {\mathbb Z}$, pero podemos usar el $R_j$ $j>0$ a eliminar la $b_{1j}$$j>0$, y el $R_j$ $j \le 0$ a eliminar la $b_{1j}$$j<0$. Así que terminamos con el grupo libre en los generadores $\{ b_{10},a_{ij},b_{ij} : 2 \le i \le g, j \in {\mathbb Z}\}$.

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