組合與幾何群論

蒂茨擇一性

線性群——矩陣群——原來過著雙重生活,但只有兩種。要麼這個群本質上溫順而有序:由阿貝爾部分以受控的、『可解的』方式構築而成(也許在轉到某個有限指數子群之後)。要麼它以一種特定的方式狂野:它窩藏著一個兩生成元的自由群,那是指數複雜度的引擎。沒有第三種可能——沒有中間的、介乎其間的線性群。

蒂茨擇一性(雅克·蒂茨,1972)指出:設 G 是域上的有限生成線性群,即 GL(n, k) 的有限生成子群。則要麼 G 含有非阿貝爾自由子群(秩 2 的自由群),要麼 G 幾乎可解(有有限指數的可解子群)。在特徵零的情形可去掉有限生成的假設。當自由子群存在時,它由在適當表示上的乒乓論證產生。

這一二分法有深遠的推論:線性群可均若且唯若它幾乎可解;並且線性群要麼有指數增長,要麼幾乎冪零(多項式增長)——線性群中沒有中間增長,與 Grigorchuk 的非線性例子形成鮮明對比。『某類滿足蒂茨擇一性』這一說法已成為一個普遍的目標,已對雙曲群、映射類群(Ivanov、McCarthy)以及 Out(F_n)(Bestvina–Feighn–Handel)等確立。

SL(2, Z) 含有由 [1, 2; 0, 1] 與 [1, 0; 2, 1] 生成的秩 2 自由群,故落在自由這一支。相反,上三角矩陣 [a, b; 0, a^(-1)] 構成的群是可解的,落在幾乎可解這一支。

SL(2, Z) 有自由子群;三角群可解——這正是蒂茨的兩支。

『幾乎 P』指有一個具備性質 P 的有限指數子群。定理的兩支並非偶然互斥:幾乎可解的群不可能含有非阿貝爾自由子群,因為秩 2 的自由群並非幾乎可解。

又稱
Tits dichotomy蒂茨二分法蒂茨二分法