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Elevaciones invariantes de una curva cerrada sobre una superficie de género > 1.

Estoy aprendiendo algunas cosas sobre superficies de género mayor que 11 y estoy tratando de responder a esta pregunta:

Sea SS sea una superficie compacta y orientable de género g2g2 y cc una curva cerrada en SS . Sea ˆSˆS denotan el espacio de cobertura universal de SS . Dada una transformación de cubierta ˆf:ˆSˆSˆf:ˆSˆS ¿es cierto que sólo existe un número finito de ascensores ˆcˆc de cc a ˆSˆS que son ˆfˆf ¿invariante?

(con "levantar" me refiero a la imagen de un mapa ˆc:RˆS que levanta la aplicación c:R/ZS que define la curva cerrada c ).

Espero que quede claro. Gracias por cualquier ayuda :)

EDITAR :

Mis intentos de responder a esa pregunta: supongamos que existe un ascensor ˆc de c que es ˆf invariante. Dada otra transformación de cubierta ˆg:ˆSˆS Me gustaría demostrar que el ascensor ˆg(ˆc) de c es ˆf invariante si y sólo si ˆg y ˆf conmutar. Parece natural, pero no sé cómo demostrarlo adecuadamente...

¿Alguna idea?

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studiosus Puntos 19728

En primer lugar, debe saber que su superficie S admite una estructura hiperbólica, es decir, es homeomorfo al cociente H2/Γ del plano hiperbólico H2 por un grupo de isometrías Γ actuando correctamente de forma discontinua y libre en H2 . Véase, por ejemplo, mi respuesta aquí , aunque si no se fija una estructura conforme de antemano, construir una estructura hiperbólica es más fácil, véase por ejemplo, aquí . En las mismas conferencias de Aramayona encontrará todo el material de base necesario para lo que se escribe a continuación.

Todo bucle orientado homotópicamente no trivial α en S representa un elemento (único hasta la conjugación) γΓ . Este último actúa sobre H2 como isometría hiperbólica : Tiene exactamente dos puntos fijos en el círculo límite S1 de H2 . El bucle α admite un ascensor ˜α que es invariante bajo γ . El ascensor ˜α tiene exactamente dos puntos límite en el círculo límite S1 : Son los puntos fijos de γ . Utilizaré la notación Fix(γ) para el conjunto de punto fijo de γ en S1 .

Por el contrario, si γ preserva un arco parametrizado (no necesariamente simple) ˜βH2 entonces los puntos límite (de acumulación) de ˜β en S1 son exactamente los dos puntos fijos de γ . Por lo tanto, para cada γΓ si γ(˜α) es γ -invariante, entonces γ preserva el conjunto de punto fijo Fix(γ)S1 : O arregla Fix(γ) o intercambia los dos puntos fijos. Esto último no puede ocurrir ya que Γ no tiene torsión.

Lema. El estabilizador Δ de Fix(γ)={x1,x2} en Γ es un grupo cíclico infinito.

Prueba. Sea LH2 sea la geodésica hiperbólica con los puntos límite x1,x2 . Dado que existe una única geodésica de este tipo, la línea L tiene que ser invariante en Δ . Por lo tanto, Δ actúa libremente como un grupo propiamente discontinuo de isometrías de LR . El grupo de isometría de R es el producto semidirecto de R (que actúa mediante traducciones) y Z2 (cuyo generador es la reflexión tt ). Dejaré como ejercicio demostrar que todo subgrupo infinito discreto de R es isomorfo a Z . Por lo tanto, Δ es isomorfo a Z . qed

Por lo tanto, cada elemento γΓ que envía ˜α a un γ -arco invariante, pertenece al grupo cíclico Δ . Este último contiene γ como subgrupo de índice finito (ya que γ1 ). Por lo tanto, la preimagen de α en H2 sólo contiene un número finito de γ -arcos invariantes.

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