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¿Genera un subconjunto dado de un grupo infinito un subgrupo finito o infinito?

Considera un grupo infinito fijo, como $SL(n, \mathbb{R})$. Sea $S$ un conjunto finito dado de los elementos de $SL(n, \mathbb{R})$, además supongamos que $S$ es cerrado bajo inversos. ¿Hay alguna manera de decidir si $S$ genera un subgrupo finito o infinito de $SL(n, \mathbb{R})$?

Parecería que al elegir un conjunto aleatorio finito de elementos en $SL(n, \mathbb{R})$ (y sus inversos), sería mucho más probable que el conjunto genere un subgrupo infinito en lugar de uno finito. Sin embargo, no estoy seguro de cómo comenzar a intentar decidir a priori si un subconjunto dado genera un subgrupo finito o infinito del grupo original. Mi elección de $SL(n, \mathbb{R})$ fue en gran parte arbitraria; ¿se vuelve este problema más fácil si en su lugar elegimos $SL(n, \mathbb{Z})$ u algún otro grupo de matrices conveniente?

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Onorio Catenacci Puntos 6130

El problema con los cálculos sobre los números reales es que las operaciones solo pueden realizarse con una precisión fija, por lo que la precisión de la respuesta es incierta.

Pero la respuesta a tu pregunta es sí para los subgrupos finitamente generados $G$ de ${\rm GL}(n,K)$ donde $K$ es un campo en el que puedes hacer cálculos exactos, como un campo numérico o un campo de funciones.

Este algoritmo está implementado en Magma y es sorprendentemente rápido y, en el caso en que $G$ es finito, también se devuelve una imagen isomorfa de $G$ en ${\rm SL}(n,F)$ para algún campo finito $F$.

Este algoritmo está descrito en el artículo

Detinko, A.S., Flannery, D.L., O’Brien, E.A., 2013. Recognizing finite matrix groups over infinite fields. J. Symb. Comput. 50, 100–109.

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