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Una cuestión sobre cocientes iterados en geometría riemanniana

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Esto puede generalizarse, pero permítanme ser bastante concreto. Sea $X$ sea una variedad riemanniana simplemente conectada y sea $G$ denotan el grupo de Lie de las isometrías, que se supone no trivial. Sea $F < G$ sea un subgrupo finito que actúa libremente y consideremos el cociente liso $X/F$ con la estructura riemanniana inducida.

El normalizador $N(F) < G$ sigue actuando en $X/F$ isométricamente con $F < N(F)$ actuando trivialmente. Así que $X/F$ hereda una acción isométrica del grupo $N(F)/F$ .

Ahora dejemos que $E < N(F)/F$ sea un subgrupo finito que actúa libremente sobre $X/F$ y considerar el cociente $(X/F)/E$ . Se trata de una variedad lisa, localmente isométrica a $X$ y, por tanto, isométrica a $X/D$ para algún subgrupo de acción libre $D<G$ .

Pregunta

¿Cómo se $D$ relacionado con $E$ y $F$ ? Yo esperaría $D$ sea una extensión de $E$ por $F$ . ¿Lo es? Y si es así, ¿pero se divide? Y si no, ¿existe un nombre para esta construcción?

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Aaron Klotz Puntos 121

El grupo $D$ es la preimagen de $E$ en $N(F)$ Así que es lo que esperas. La hipótesis de finitud puede debilitarse, lo que es importante para muchas aplicaciones. Las cosas se aclaran si se piensa categóricamente en términos de propiedades universales.

Digamos un grupo arbitrario $G$ actúa libre y correctamente de forma discontinua e isométrica sobre $X$ y $H$ es un subgrupo normal de $G$ . Entonces $G/H$ actúa libre y correctamente de forma discontinua e isométrica sobre $X/H$ con $X \rightarrow (X/H)(G/H)$ a $G$ -invariante. El mapa inducido $f:X/G \rightarrow (X/H)(G/H)$ es un isomorfismo. De hecho, ambos lados se componen de nuevo con el mapa natural de $X$ satisfacen la misma propiedad universal, y $f$ respeta los mapas de $X$ Así que $f$ es un isomorfismo. QED

De hecho, con más trabajo todo esto se puede hacer de forma más general con $G$ y grupo de Lie y $H$ un subgrupo de Lie normal cerrado, bajo hipótesis de "amabilidad" adecuadas para los mapas orbitales (que se satisfacen en la situación anterior): véase la Proposición 13 en la sección 1.6 del Capítulo III de Bourbaki LIE.

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