组合与几何群论

蒂茨择一性

线性群——矩阵群——原来过着双重生活,但只有两种。要么这个群本质上温顺而有序:由阿贝尔部分以受控的、『可解的』方式构筑而成(也许在转到某个有限指数子群之后)。要么它以一种特定的方式狂野:它窝藏着一个两生成元的自由群,那是指数复杂度的引擎。没有第三种可能——没有中间的、介乎其间的线性群。

蒂茨择一性(雅克·蒂茨,1972)指出:设 G 是域上的有限生成线性群,即 GL(n, k) 的有限生成子群。则要么 G 含有非阿贝尔自由子群(秩 2 的自由群),要么 G 几乎可解(有有限指数的可解子群)。在特征零的情形可去掉有限生成的假设。当自由子群存在时,它由在适当表示上的乒乓论证产生。

这一二分法有深远的推论:线性群可均当且仅当它几乎可解;并且线性群要么有指数增长,要么几乎幂零(多项式增长)——线性群中没有中间增长,与 Grigorchuk 的非线性例子形成鲜明对比。『某类满足蒂茨择一性』这一说法已成为一个普遍的目标,已对双曲群、映射类群(Ivanov、McCarthy)以及 Out(F_n)(Bestvina–Feighn–Handel)等确立。

SL(2, Z) 含有由 [1, 2; 0, 1] 与 [1, 0; 2, 1] 生成的秩 2 自由群,故落在自由这一支。相反,上三角矩阵 [a, b; 0, a^(-1)] 构成的群是可解的,落在几乎可解这一支。

SL(2, Z) 有自由子群;三角群可解——这正是蒂茨的两支。

『几乎 P』指有一个具备性质 P 的有限指数子群。定理的两支并非偶然互斥:几乎可解的群不可能含有非阿贝尔自由子群,因为秩 2 的自由群并非几乎可解。

又称
Tits dichotomy蒂茨二分法蒂茨二分法