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在属性(T)上为\(\operatorname{Aut}(F_n)\)和\(\mathrm{SL}_n(\mathbb{Z})\)。 (英语) Zbl 1483.22006年

在20世纪60年代,D.A.卡日丹【功能分析应用1,63–65(1967;Zbl 0168.27602号); 来自Funkts的翻译。分析。普里洛日。1,No.1,71–74(1967)]引入了财产(T)的原始定义。这是以一种代表性的理论方式表述的。Kazhdan证明了具有性质(T)的局部紧群是紧生成的。此外,他还证明了局部紧群(G)中的格(Gamma)具有性质(T)的当且仅当它具有性质(G)。
现在,已知群具有属性(T)有几个等价条件。迄今为止,许多作者都在积极研究属性(T),并取得了辉煌的进展。今天,性质(T)的研究包括数学中的各种研究领域,例如群论、表示论、微分几何、群上同调理论、几何群理论、图论、遍历理论等B.贝卡等。[卡日丹的财产。剑桥:剑桥大学出版社(2008;兹比尔1146.22009)].
设(F_n)是秩为(n)的自由群,(operatorname{Aut}F_n。在这篇具有里程碑意义的论文中,作者证明了\(operatorname{Aut}F_n\)对\(n\geq 6 \)具有属性(T)。
历史上,Dehn和Nielsen于1910年代开始研究自由群的自同构群从低维拓扑的观点来看。特别是,尼尔森对其进行了第一次有限的介绍。在过去的一个世纪里,许多作者对自由群的自同构群进行了多方面的研究,并将其与曲面的映射类群、辫子群、整数上的一般线性群等重要群进行了比较。
对于整数上的特殊线性群,众所周知,由于Kazhdan,(mathrm{SL}(n,mathbbZ)是(mathrm{SL}(n,MathbbR))中的一个格,它具有(T)的性质,这是因为(mathrm-SL}。另一方面,这一事实也由Y.沙洛姆[数学出版社,高等科学研究院,90,145-168(1999;Zbl 0980.22017号)]他利用有界生成的概念给出了\(\mathrm{SL}(n,\mathbb Z)\)的显式Kazhdan常数。
群\(operatorname{Aut}F_n\)通常与一般线性群\(mathrm{GL}(n,mathbb Z)\)比较通过由(F_n)的阿贝尔化诱导的自然满射(\rho:\operatorname{Aut}F_n\rightarrow\mathrm{GL}(n,\mathbb Z))。组\(operatorname{Aut}F_2)没有属性(T),因为\(operatorname{Aut}F_2\)从没有属性(T)的\(\mathrm{GL}(2,\mathbb Z)\)上求根。
对于\(n=3\),\(operatorname{Aut}F_3\)不具有属性(T)的事实是从J.McCool公司[《数学程序》,坎伯·菲洛斯Soc.106,No.2,207–213(1989;Zbl 0733.20031号)]、和F.格鲁内瓦尔德A.卢博茨基【地理功能分析18,第5期,1564–1608(2009;Zbl 1175.20028号)]. 对于\(n=4\),问题仍然存在。M.卡卢巴等【《数学年鉴》375,第3-4期,1169-1191(2019年;Zbl 1494.22004年)]表明\(operatorname{Aut}F_5\)具有属性(T)。结合前面的结果和本文的主要结果,我们看到(operatorname{Aut}F_n)对(n_ge5)具有属性(T)。
在本文中,作者采用了以下属性(T)的定义,因为N.小泽一郎[J.Inst.Math.Jussieu 15,No.1,85-90(2016;Zbl 1336.22008年)]. 设(G)是具有有限对称生成集(S)的群。在(G\)的实群代数\(\mathbb R[G]\)中,元素\[\Delta:=|S|-\sum_{S\在S}中S=\frac{1}{2}\sum_}S\在S中}(1-S)^*(1-S被称为\(G\)相对于\(S\)的拉普拉斯算子,其中映射\(*:\mathbb R[G]\rightarrow\mathbb R[G]\)由\(G\mapsto G^{-1}\)对任何\(G\中的G)诱导。如果存在(lambda>0)和有限多个元素(\xi_i\in\mathbb R[G]\),则称群\(G\)具有属性(T),从而\[\Delta^2-\lambda\Delta=\sum_i\xi_i^*\xi_i.\]
设\(\mathrm{SAut}\,F_n\)是\(\rho\)的\(\mathrm{SL}(n,\mathbbZ)\)的前像。它被称为\(F_n\)的特殊自同构群,在\(operatorname{Aut}F_n\。它有一个有限的表示,其生成器都是尼尔森变换,因为S.M.Gersten先生[J.Pure Appl.代数33,269–279(1984;Zbl 0542.20021号)].
本文对所有Nielsen变换的集(G=mathrm{SAut},F_n)和(S)给出了Kazhdan常数的显式估计,并证明了Kazhda半径至多为2。通过使用它,作者证明了(mathrm{SAut},F_n)对(ngeq6)具有属性(T)。
作为推论,可以看到\(operatorname{Aut}F_n\)和外部自同构群\(mathrm{Out},F_n\。
作者的技术可以应用于\(G=\mathrm{SL}(n,\mathbb Z)\)和\(S\)是\(n\geq3\)的所有初等矩阵的集合的情况。这意味着作者为以下事实提供了新的证据:\(\mathrm{SL}(n,\mathbb Z)\)具有\(n\geq 3\)的属性(T)。
作者的这部优秀作品将在自由群的自同构群的研究史上占有一席之地。

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22D55型 Kazhdan性质(T)、Haagerup性质和推广
20层28 群的自同构群
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