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Demuestre que un subgrupo generado finito $H$ de $G$ con índice 3 existe que no es normal en $G$ .

> Supongamos que $a$ & $b$ son los generadores de un grupo libre $G$ Demuestre que un subgrupo generado finito $H$ de $G$ con índice 3 existe que no es normal en $G$ .

La forma en que intenté resolver el problema fue que tratando de encontrar un espacio de cobertura para $S^1\vee S^1$ que no es regular y llegar a la gráfica que adjunto pero no sé no sé si funciona o no y todavía no aprendí a escribir el espacio de cobertura del siguiente gráfico y los otros gráficos similares.Gracias de antemano the graph i drew for this problem

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Kenny Wong Puntos 28

Su ejemplo sí funciona.

Dejemos que $\widetilde X$ sea el gráfico que has dibujado, deja que $X = S^1 \vee S^1$ sea el espacio original, y que $\pi : \widetilde X \to X$ sea el mapa de cobertura. También definimos $p \in X$ para ser el punto $p=\pi(p_1) = \pi(p_2) = \pi(p_3)$ .

Queremos demostrar que la cobertura $\pi : \widetilde X \to X$ no es regular. Considere la fibra por encima de la $p \in X$ que es $\pi^{-1}(p) = \{ p_1, p_2, p_3 \}$ . Para demostrar que el recubrimiento no es regular, basta con mostrar que no existe una transformación de cubierta $\tau : \widetilde X \to \widetilde X$ tal que $\tau(p_1) = p_2$ . [Una transformación de cubierta es un homeomorfismo $\tau : \widetilde X \to \widetilde X$ tal que $\pi \circ \tau = \pi$ .]

Desde $\tau$ obedece a $\pi \circ \tau = \pi$ debe permutar los puntos en $\pi^{-1}(p)$ . Así que si $\tau(p_1) = p_2$ entonces hay dos opciones: o bien $\tau$ envía $p_1 \mapsto p_2$ , $p_2 \mapsto p_3$ y $p_3 \mapsto p_1$ o $\tau$ envía $p_1 \mapsto p_2$ , $p_2 \mapsto p_1$ y $p_3 \mapsto p_3$ .

Ambas opciones son imposibles. En $\widetilde X$ cada camino desde $p_1$ a $p_3$ pasa a través de $p_2$ . Pero hay un camino desde $p_2$ a $p_1$ que no pasa por $p_3$ y hay un camino desde $p_2$ a $p_3$ lo que no pasa a través de $p_1$ . Por lo tanto, no puede existir un homeomorfismo $\tau : \widetilde X \to \widetilde X$ enviando $p_1 \mapsto p_2$ , $p_2 \mapsto p_3$ y $p_3 \mapsto p_1$ o enviando $p_1 \mapsto p_2$ , $p_2 \mapsto p_1$ y $p_3 \mapsto p_3$ .

La intuición es que los puntos $p_1, p_2, p_3$ están en diferentes "entornos". En mi prueba, exploté el hecho de que $p_1$ es un "punto final", mientras que $p_2$ es un "punto medio" (disculpen la mala terminología).

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La respuesta es impresionante, pero me gustaría saber si no se considera una fibra por encima de la P, ya que sé cuál es la definición, pero todavía no hemos aprendido a trabajar con ellos en clase y tal vez sería ambiguo para los demás, tal vez existe otro concepto similar que es más comprensible y familiar.

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@pershinaolad Así que la receta general es: (i) escoge tu punto favorito en el espacio base (no importa cuál escojas), (ii) encuentra la fibra sobre este punto, (iii) decide si las transformaciones de la cubierta actúan transitivamente sobre esta fibra. En tu ejemplo, he elegido $p$ por pura comodidad.

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