Описание:В рамках курса изучаются конечно-порожденные группы, посредством исследования гео-
метрических и топологических свойств пространств, на которых эти группы действуют: гра-
фы Кэлли, универсальные накрывающие пространства, гиперболические пространства и ку-
бические комплексы. Также будут изучаться геометрические и топологические свойства про-
странств, посредством исследования алгебраических свойств групп, ассоциированных с этими
пространствами: фундаментальной группы, группы изометрий и группы классов отображений.
Особенно эффективным этот подход оказывается для пространств малой размерности 1,2 и 3
и соответствующих групп. Именно связи маломерной топологиии и теории групп и посвящен
курс.
В первой части курса будут разбираться классические способы изучения конечно-порожденных
групп топологическими методами.Будут рассмотрены связи топологических констркуций и
теорем о фундаментальной группе: накрывающих пространств и теоремы Зейферта-Ван Кам-
пена с алгебраическими конструкциями и теоремами: амальгамированными произведениями
и HNN-расширениями, а также теоремами Куроша и Грушко. Кроме того будет рассмотрен
подход к изучению конечно-порожденных групп через их действия на одномерных комплексах.
В рамках этого подхода будут доказана теорема Нильсена-Шрайера о подгруппах свободной
группа и некоторые структурные теоремы из теории Басса–Серра групп, действующих на де-
ревьях.
Во второй части курса будет осуществлен переход от изучения фундаментальных групп дву-
мерных комплексов к изучению фундаментальных групп трехмерных многообразий. На этом
пути будут разобраны фундаментальные теоремы о гомотопическом типе клеточных комплек-
сов: теоремы Гуревича и теоремы Уайтхеда. Далее мы перейдем к изучению двумерных асфери-
ческих пространств и действий групп на их универсальных накрывающих. На этом пути будут
изучены классические плоские геометрии: сферическая, евклидовая и геометрии Лобачевского
— и исследованы дискретные подгруппы их изометрий. Особое внимание будет уделено дис-
кретным подгруппам изометрий плоскости Лобачевского: будет доказана теорему Пуанкаре
о фундаментальном многоугольнике, неравенство Йоргенсена, а также теоремы Дэна о раз-
решимости проблемы равенства и сопряженности для фундаментальных групп компактных
поверхностей. В завершении курса будут доказаны фундаментальные теоремы Папакирьяко-
пулоса о петле и о сфере. С помощью этих теорем и теоремы Милнора-Кнезера будет показано
как в теории трехмерных многообразий возникают асферические двумерные комплексы.
Продолжительность: 2 семестра, форма отчетности: экзамен.