組合與幾何群論

雙曲群

在平直的平面上,三角形可以很胖;它的三邊向外彎出,中心遠離任何一邊。在負曲率的世界裡——想像一個馬鞍面,或雙曲平面——三角形總是瘦的:每條邊都緊貼另外兩條,整個三角形是『細瘦』的。雙曲群就是其凱萊圖行為如同那個負曲率世界的群:每個測地三角形都細瘦,而且是一致地,無論多大。

經 Gromov 精確化:測地度量空間稱為 δ-雙曲的,若存在常數 δ ≥ 0,使得在每個測地三角形中每條邊都落在另外兩條之並的 δ-鄰域內(細三角形條件)。有限生成群稱為雙曲群,若它的某個、等價地任意一個凱萊圖對某 δ 是 δ-雙曲的;這是擬等距不變量,故為群的性質而非所選生成元的性質。

雙曲群既豐富又行為優美。它們是有限表現的,字問題與共軛問題可解(字問題為線性時間、自動的),滿足線性等周不等式——即線性 Dehn 函數,並服從 Tits 擇一性:每個子群要麼幾乎循環,要麼含有秩 2 的自由群。例子包括所有有限群、自由群、虧格至少為 2 的曲面群,以及閉負曲率流形的基本群;在精確的概率意義下,一個『隨機』的有限表現群是雙曲的。

虧格 2 閉可定向曲面的基本群 ⟨ a, b, c, d | [a,b][c,d] ⟩ 是雙曲的:它幾何地作用於雙曲平面,而後者的三角形一致地細瘦。相反,Z^2 不是雙曲的——它平坦的網格有任意胖的三角形。

虧格 2 曲面群是雙曲的;平坦群 Z^2 不是。

每個雙曲群是否都剩餘有限是一個著名的開放問題;肯定回答可由(且在立方化情形下本質上等價於)Agol–Wise 理論中每個雙曲群幾乎特殊而得出。

又稱
word-hyperbolic group字双曲群字雙曲群