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Riqueza de la estructura de subgrupos de grupos p

Dado un primer $p$ e $n \in \mathbb{N}$, vamos a $f_p(n)$ ser el más pequeño número tal, que no es un grupo de orden $p^{f_p(n)}$ que todos los grupos de el fin de $p^n$ incrustar en. ¿Qué es el crecimiento asintótico de $f_p(n)$ cuando $n$ tiende a infinito?

La pregunta es, en cierto sentido, de cómo denso $p$-los grupos pueden estar "juntos" como subgrupos de un grupo más grande.

Vamos a dar un ejemplo para ilustrar: Por el obligado por Francois Brunault, todos los grupos de el fin de $2^{20}$ incrustar en un grupo de orden $2^{2^{20}-1}$, que es un número con 315653 dígitos decimales. Por otro lado, por Nick Gill enlazado, no embed en un grupo de orden $2^{66}$, que es un número de 20 dígitos. Estos límites se refinado?

Añadido el Feb 21, 2013: Incluso si la búsqueda de la precisa asymptotics para $f_p(n)$ resulta ser delicado, ¿no es al menos posible decidir si $f_p(n)$ crece exponencialmente o de manera exponencial, o si su tasa de crecimiento se encuentra en algún punto intermedio? O bien, ¿hay razones para creer que este es un problema difícil?

Añadido el 4 de diciembre de 2013: a La pregunta de si es cierto que $f_p(n)$ crece más rápido que el exponencialmente pero más lento que los exponencialmente cuando se $n$ tiende a infinito aparecerá como Problema 18.51 en:

Kourovka Notebook: Problemas no resueltos de Teoría de grupos. Los Editores De V. D. Mazurov, E. I. Khukhro. 18ª Edición, Novosibirsk 2014.

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CatShoes Puntos 335

El comentario de Frieder Ladisch me sugiere que, teniendo en cuenta los exponentes pueden ser relevantes. Supongamos que podemos generalizar Stefan Kohl función $f_p(n)$ como sigue:

Definición: Fijar un primer $p$ y un exponente $e$. Deje $F(p,e,n)$ ser el entero más pequeño tal que hay un grupo de orden $p^{F(p,e,n)}$ que contiene isomorfo copias de cada grupo de orden $p^n$ y el exponente $p^e$.

Lema: a Continuación, $\max_{1\leq e\leq n} F(p,e,n)\leq f_p(n)\leq \sum_{e=1}^n F(p,e,n)$ para todos los $n\geq1$ y todos los números primos $p$.

Prueba: El límite superior se obtiene mediante la consideración directa de los productos, y el límite inferior es fácil.

Claramente $F(p,n,n)=n$ e $F(2,1,n)=n$ como un grupo de orden $p^n$ y el exponente $p^e$ es cíclico si $n=e$, y es elemental abelian si $p=2$ e $e=1$. Una muy conjetura es que la talla asintótica de $f_p(n)$ as $n\to\infty$ se rige por $F(p,1,n)$ para $p>2$, e $F(2,2,n)$ para $p=2$.

Es claro para mí lo útil que es la corona de productos. Supongamos que $G(p,e,n)$ es $p$-grupo que contiene isomorfo copias de cada grupo de orden $p^n$ y el exponente $p^e$. Yo reclamo (sin pruebas) que el $p$grupo $G(p,e_2,n_2)\;{\rm wr}\;G(p,e_1,n_1)$ contiene isomorfo copias de cada grupo de orden $p^{n_1+n_2}$ y el exponente $p^{e_1+e_2}$. Esto le da al-límite superior $$F(p,e_1+e_2,n_1+n_2)\leq F(p,e_2,n_2)p^{F(p,\,e_1,\,n_1)}+F(p,e_1,n_1).$$ En términos de la discusión anterior, un Sylow $p$-subgrupo de $S_{p^e}$ o ${\rm GL}(e+1,p)$ ha exponente $e$.

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subbu Puntos 23

Cada% finito$p$ - grupo$H$ puede incrustarse en el subgrupo Frattini de un$p$ - grupo$G$ apropiado (por ejemplo,$G=H \wr C_p$; aquí$d(G)\le d(H)+1$. Entonces para este$G$, el subgrupo Frattini$\Phi(G)$ contiene un subgrupo que es isomorfo a$H$.)

Problema. ¿Es cierto que uno puede elegir$G$ para que$d(G)=2$?

Yakov

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