Алгоритмические и метрические проблемы в теории бесконечных групп тема автореферата и диссертации по математике, 01.01.06 ВАК РФ

На правах рукописи

Носков Геннадий Андреевич

Алгоритмические и метрические проблемы в теории бесконечных групп

01.01.06 - Математическая логика, алгебра и теория чисел

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

2 7 ЯКВ 2311

Омск - 2010

4842925

Работа выполнена в Омском филиале Института Математики им. С.Л.Соболева СОРАН.

Официальные оппоненты:

д.ф.-м.н, профессор, Романовский Николай Семёнович

Ведущая организация: Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Защита состоится 28-го апреля 2011 года в 16.00 часов

на заседании диссертационного совета ДМ 212.179.07 при Омском государственном университете им. Ф.М. Достоевского, расположенном по адресу: пр. Мира;55-А, г.Омск, 644077.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета им. Ф.М. Достоевского.

Автореферат разослан 27-го декабря 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета,

д.ф.-м.н, профессор, Саркисян Рафаэль Арташесович

д.ф.-м.н, профессор, Тимошенко Евгений Иосифович

к.ф.-м.н, доцент

Семёнов А. М.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В 1912 году М.Дэн сформулировал три фундаментальные алгоритмические проблемы теории групп: проблема равенства, проблема сопряженности и проблема изоморфизма. Эти проблемы играют важную роль и в современной геометрической теории групп, являясь мерой сложности различных классов групп. Отметим, что проблема сопряженности содержит в себе проблему равенства, так как сопряженность единичному элементу равносильна его тривиальности. Проблемы сопряженности и изоморфизма, понимаемые в широком смысле, также связаны между собой. Например, сопряженность матриц над некоторым кольцом эквивалентна изо-морфности определенного типа модулей над кольцом многочленов. В свою очередь, проблема изоморфизма модулей ранга 1 над коммутативным целостным кольцом А может быть сведена к проблеме равенства в группе Пикара кольца А.

Мотивация к изучению проблем М.Дэна исходит из алгебраической топологии. Проблеме равенства для фундаментальной группы топологического пространства Т соответствует топологическая проблема: стягиваема ли данная замкнутая петля в Т? Сопряженность элементов в группе (Т) соответствует свободной гомотопности двух замкнутых петель. Наконец, решение проблемы изоморфизма для фундаментальных групп дает метод для различения пространств (проблема гомеоморфизма).

В работе М.Дэна первые две проблемы были решены для фундаментальных групп компактных поверхностей. Но только в 1968 году Ф.Вальдхаузен сумел доказать разрешимость проблемы равейства для групп узлов, и понадобилось еще 22 года, прежде чем З.Села (1993) доказал разрешимость проблемы сопряженности.

Принципиальное решение проблем Дэна было получено благодаря про-

никновению в теорию групп идей и методов математической логики. Одним из величайших достижений математики двадцатого века является установление точного смысла понятия «алгоритм». В 1936 г. были практически одновременно опубликованы работы А.Чёрча, С.К.Клини, А.М.Тьюринга и Э.Л.Поста, в которых эта проблема была решена. Появление первых результатов о неразрешимости привело к идее о том, что фундаментальные проблемы М.Дэна рекурсивно неразрешимы. В частности, оказалось, что существует конечно заданная группа с неразрешимой проблемой равенства. Полное и детальное доказательство этой теоремы было опубликовано ак. П.С.Новиковым в 1955 году. Вскоре после этого ак. С.И.Адян доказал неразрешимость проблемы изоморфизма любой данной конечно определенной группе. Неразрешимость сопутствующей проблемы гомеоморфизма п-мерных топологических многообразий при п > 4 доказал А.А.Марков (1958).

В многообразии всех абелевых групп А все проблемы Дэна и многие другие имеют очевидное положительное решение. Поэтому естественным представляется вопрос об алгоритмических проблемах для разрешимых групп.

Проблема равенства для разрешимых групп. Проблема равенства решается положительно в классе полициклических групп ввиду их матричной представимости. В силу теоремы Ф.Холла (1954) конечно порожденная ме-табелева группа финитно аппроксимируема, поэтому проблема равенства в многообразии А2 решается положительно. Прямой алгоритм для проблемы равенства в А2 указал Е.И.Тимошенко (1973). Проблема равенства в многообразии 2Л2 центрально-метабелевых групп решена положительно Н.С.Рома-новским (1982). Результат затем был усилен О.Г.Харлампович (1987), доказавшей, что в многообразии МъА, как и в любом его подмногообразии, проблема равенства разрешима.

Н.С.Романовский доказал, что проблема вхождения решается положи-

гельно для конечно порожденных ЛМ-грутт (1980). По-видимому, теорема Романовского справедлива и для конечно порожденных полициклических-над-абелевыми групп.

Проблема сопряженности. М.И.Каргаполов и В.Н.Ремесленников (1966) доказали разрешимость проблемы сопряженности в классе всех конечно порождённых свободных разрешимых групп. Проблема сопряженности в свободных поли-нильгютентных группах решена Р.А.Саркисяном (1972). Из теоремы В.Н.Ремесленникова (1973) следует, что лрип > 5 существуют примеры конечно определенных в многообразии Л" групп, для которых она решается отрицательно. С другой стороны, Р.А.Саркисян (1972) указал алх-оритм решения проблемы сопряженности для свободных полинильпотентных групп, а Дж.Болер (1976) - для одного конкретного класса метабелевых групп.

Проблема изолюрфизма. В.Н.Ремесленников и А.С.Киркинский построили для каждого п > 7 такую конечно определенную в Лп группу С, что не существует алгоритма, выясняющего для любой конечно определенной в Ап группы, изоморфна она б или нет. Здесь интересной нерешенной задачей остается проблема изоморфизма для метабелевых групп. Напомним, что в классе всех групп отрицательно решается проблема изоморфизма единичной группе, в то время как в многообразии Лп эта проблема имеет положительное решение. Проблема изоморфизма для нилыютентных групп решена положительно Ф.Грюневальдом и Д.Сегалом (1980). Отметим, что близкая к ней по постановке проблема эпиморфизма неразрешима уже в классе 2-нильпотент-иых групп. Неразрешимость проблемы эндоморфной сводимости в свободных нильпотентных группах большого ранга доказал В.А.Романьков (1997). Эта работа имеет важные следствия, в том числе её идеи привели к доказательству неразрешимости проблемы тождества в теории групп (Ю.Г.Клейман). Альтернативный подход к алгоритмическим проблемам для линейных алгеб-

раических групп был развит в 80-х годах прошлого столетия Р.А.Саркисяном. Этот подход также даёт положительное решение проблемы изоморфизма для конечно порожденных нильпотентных групп по модулю выполнимости «принципа Хассе» для односвязных полупростых алгебраических групп, определенных над полем рациональных чисел. Выполнимость «принципа Хассе» долгое время оставалась доказанной для всех односвязных полупростых алгебраических групп, кроме группы Е% (Г.Хардер). Случай Е3 был рассмотрен В.И.Черноусовым (1989) и, таким образом, решение Саркисяна стало безусловным. Проблема изоморфизма для полициклических групп была решена Д.Сегалом (1990).Один из возможных подходов к проблеме изоморфизма основан па понятии рода. Для произвольной группы С обозначим через Тй множество конечных гомоморфных образов группы (7, рассматриваемых с точностью до изоморфизма. Род <7((?) группы С - это множество всех групп Я, таких, что ТС — ТН (снова рассматриваемых с точностью до изоморфизма). Вопрос о мощности а{С) множества 5 (С) известен как проблема рода. Известно, что почти полициклические группы С, Н принадлежат одному роду в том и только том случае, когда их пополнения в проконечной топологии топологически изоморфны. Легко видеть, что а(С) = 1 в случае абелевой группы £7. В то же время существуют достаточно простые примеры неизоморфных нильпотентных групп одного рода. Для класса нильпотентных групп функцию а(С) исследовали Ф.Харари и П.Пикель, Г.Миелин, К.Лемер и другие (1970-е годы). Для этих групп Ф.Грюневальд и Р.Шарлау показали, что функция а(£?) не ограничена даже на классе нильпотентных групп класса2 (1979). П. Пикель доказал, что род свободной группы в любом нильпотентном многообразии тривиален (1976). Глубокий результат Ф.Грюневальда и Д.Сегала утверждает конечность а (С) для произвольной полициклической группы б (1978). Из этого результата следует, что для фиксированной полициклической

группы С7 существует алгоритм, распознающий, изоморфна ли произвольная полициклическая группа группе (7.

Проблема рода усложняется при переходе к метабелевым группам. Основываясь на результатах Х.Басса и П.Мурти о группе Пикара группового кольца абелевой группы, П.Пикель построил пример метабелевой группы бесконечного рода и доказал, что род произвольной группы не содержит собственного гомоморфного образа этой группы. Наконец, все еще неизвестно, тривиален ли род абсолютно свободной группы ранга п > 2. Аналогичный, вопрос для группы 8ЬП(2) также все еще открыт.

Предположим, что С есть класс групп, имеющий «локально-глобальное свойство для изоморфизма», т.е. для биЯвС имеет место изоморфизм С — Н тогда и только тогда, когда Р{С) = Т(Н). Используя «челночный» алгоритм, легко убедиться, что проблема изоморфизма для конечно определенных групп из С имеет положительное решение. Хотя локально-глобальное свойство не имеет места для полициклических групп, его более слабый вариант все же справедлив: для данного множества X конечных групп существует лишь конечное множество изоморфных классов почти полициклических групп, таких, что ^(С) = X (Грюневальд - Пикель - Сегал (1980)).

Порождающий ранг. Понятие размерности в линейной алгебре имеет естественный аналог в теории групп. Порождающим рангом ¿(6?) группы б называется минимальная мощность ее порождающего множества. П.Линнел и Дж.Вархюрст доказали, что для полициклической группы (7 выполняется неравенство <¿((3) < ¿(С!) + 1 (1981). Здесь <¿(6) обозначает минимальное число топологических порождающих проконечного пополнения группы (3, так что теорема утверждает, что если все конечные факторы группы С порождаются <1 элементами, то сама группа С порождается с£ + 1 элементами. Для абелевой группы б имеет место равенство й{С!) — ¿(6).

Элементарные теории. Алгоритмические проблемы в многообразиях структур глубоко связаны с фрагментами элементарных теорий этих многообразий. Так проблема равенства в многообразии эквивалентна проблеме разрешимости его универсальной теории (Дж.Мак-Кинси ). Пусть К, - класс алгебраических структур определенной сигнатуры Е. Сигнатуре I] известным образом сопоставляется язык первого порядка Множество Т всех предложений сигнатуры Е, справедливых в некотором классе структур сигнатуры Е, называется элементарной теорией данного класса. Теория называется разрешимой, если существует алгоритм, позволяющий по любому предложению определить, принадлежит ли оно теории или нет. Первым фундаментальным результатом явилась теорема Геделя - Россера (1936) о неразрешимости арифметики. С другой стороны, А.Тарский доказал разрешимость теории ноля комплексных чисел (1948). Он же придумал методы определимости и интерпретируемости для доказательства неразрешимости теорий. В самой общей форме основной метод доказательства неразрешимости - метод относительной элементарной определимости - был изобретен и сформулирован ак. Ю.Л. Ершовым. Пусть 5 - структура сигнатуры а. Пусть а$ - сигнатура, получаемая из а добавлением констант, по одной для каждого элемента из 5. Подмножество Ь С 5", п > 1, (относительно) определимо, если существует формула Ф(х),х — {х\,...,хп) сигнатуры такая, что Ь = {в 6 Бп : 5 |= Ф^)}-Аналогично вводятся определимые предикаты, конгруэнции, факторструктуры. Назовем структуру 5о предикатной сигнатуры (Р™{) определимой (с параметрами) в 5, если имеются определимое в 5 подмножество 5ь определимая конгруэнция К на 5ь определимые предикаты Р™' на 51, согласованные с конгруэнцией К и такие, что факторструктура вх/К изоморфна 5о- Оказывается, что если в структуре 5 определима структура 5о с наследственно неразрешимой элеменатарной теорией, то элементарная теория 5 также на-

следственно неразрешима. В качестве 5о часто используется стандартная модель арифметики, а также группа Новикова. Метод определимости широко применялся в работах Р.Робинсона и Дж.Робинсон, где, в частности, доказано, что если Я - кольцо полиномов на полем пулевой характеристики или /ьадических чисел, то существует р € Я, такой, что определимо в К. При отождествлении ~ N умножение в N определимо в Д, и, следовательно, Я неразрешимо. До сих пор неизвестен ответ на вопрос: разрешима ли дио-фантова проблема над бесконечным конечно порожденным коммутативным кольцом? Разрешима, ли диофантова проблема на полем рациональных чисел? В случае кольца 2 диофантова проблема, известная как 10-я проблема Гильберта, неразрешима (ак. Ю.В.Матиясевич (1970)).

В области теории групп исходным был вопрос А.Тарского (1945) : разрешима ли элементарная теория свободной неабелевой группы? Положительный ответ дан А.Г.Мясниковым и О.Г.Харлампович.

Широкое внимание привлек класс разрешимых групп. А.И.Мальцев доказал неразрешимость элементарной теории конечно порожденной свободной разрешимой неабелевой группы (1900). В статье чл. корр. АН СССР М.И.Каргаиолова и его учеников была выдвинута гипотеза: элементарная теория конечно порожденной нильпотентной группы разрешима тогда и только тогда, когда группа почти абелева (1969).Гипотеза была доказана Ю.Л.Ершовым (1972). М.И.Каргаполов в докладе на международной конференции по теории групп (Канберра, 1973 г.) обобщил гипотезу на конечно порожденные почти разрешимые группы. Н.С.Романовский доказал гипотезу для почти иолициклических групп (1980).

Условия конечности для метабелевых групп. Свойства конечной порожденное™ и конечной определенности являются фундаментальными свойстваг ми в теории бесконечных групп. Для группы й в многообразии групп V

свойство конечной определенности приобретает новый смысл - мы называем С конечно определенной в V, если С имеет код, являющийся объединением конечного числа соотношений и всех тождеств V. Естественный вопрос, когда эта «относительная» конечная определенность влечет «абсолютную», привлек широкое внимание. Уже в случае многообразия метабелевых групп вопрос оказался в высшей степени нетривиальным и привел к открытию замечательного «инварианта Бири-Штребеля», позволяющего эффективно решить алгоритмическую проблему распознаваемости конечной определенности. Пусть С} - конечно порожденная абелева группа, и <3* = Нот(<3. М) \ {0} - множество ненулевых характеров из <3 в аддитивную группу Ж. Инвариант Бири-Штребеля Т.см конечно порожденного 2<Э-модуля М состоит из всех характеров х € для которых М не является конечно порожденным над полугрупповым кольцом ЪС}Х полугруппы С}х = {д в СЦ: х{ч) > 0}. Назовем инвариант т-асимметричным, если любое т-точечное подмножество в Т,см содержится в открытом полупространстве пространства <3*. Произвольная конечно порожденная метабелева. группа Г является расширением вида М .>—> Г -+> <3 с абелевыми группами М, (3, причем М обладает естественной структурой конечно порожденного Z(3-мoдyля. Теорема Бири-Штребеля утверждает, что конечно порожденная метабелева группа Г конечно определена тогда и только тогда, когда. 5>г/ является 2-асимметричным, т.е. не содержит пары диаметрально противоположных точек. Из конструктивного описания Т,см следует алгоритмическая разрешимость проблемы распознаваемости конечной определенности в многообразии метабелевых групп. Свойства конечной порожденности и конечной определенности являются лишь первыми двумя в бесконечной цепочке «гомологически-топологических» свойств конечности. По определению группа Г имеет тип ГРп, если тривиальный

2Г-модуль Ъ обладает проективной резольвентой V : • • • Рп ----> Л -» Ро -

в которой 2Г-модули Рп...., Р%, Ро конечно порождены. Хорошо известно,что класс ^Рггрупн совпадает с классом всех конечно порожденных групп, и что конечная определенность влечет РА-

Р.Бири (1981) высказал гипотезу, описывающую структуру метабелевых РРп-груин в терминах инварианта Х^/- Произвольная конечно порожденная метабелева группа Г является расширением вида М >—> Г -» <2 с абелевыми группами М, С], причем М обладает естественной структурой Z<3-мoдyля.

Гипотеза (Р.Бири ). Конечно порожденная метабелева группа Г принадлежит классу РРт при т > 2 в том и только том случае, когда инвариант является то-асимметричным.

Р.Бири и Р.Штребель доказали сформулированную гипотезу прит = 2. Гипотеза была доказана также для метабелевых групп конечного ранга (X. Оберг (1986)). Бири и Гровз доказали, что «РРт над <0?» влечет ттг-асим-метричность инварианта модуля (13 М. Техника доказательства включает гомологическую алгебру.

Автоматные группы. Существование алгоритма, решающего проблему равенства в данной группе (3, еще не означает возможность проводить реально эффективные вычисления. Нужды теории 3-мерных многообразий привели Кеннона, Тёрстона и Эпстина к созданию теории автоматных групп. В процессе исследования авторы пришли к замечательному определению ав-томатносги, представляющему собой сплав свойства «рекурсивности» нормальных форм и чисто геометрического свойства «устойчивости». Пусть А* - свободный моноид над конечным алфавитом А. Мы предполагаем, что А содержит «формально обратные» элементы, т.е состоит из пар символов а, а-1.

Будем говорить, что группа G порождается множеством Л, если задано отображение а у-» а е G, а е А, индуцирующее эпиморфизм : А* —> G. Граф Кэли С = Ca(G) состоит из множества вершин VC = G и ребер (= дуг ) из д в да (д € G,a G А). Всякое ребро д да имеет метку а. Каждое слою ui — 0,10,203 • • • S А* имеет значение w 6 G. Кроме того, w определяет путь из д G G в дгй:

9 —* gai да{а2 дага2ац...

Подмножество L С А* называется нормальной формой в G, если L — G. Нормальная форма L определяет комбинг (= причёсывание) графа Кэли, а именно, для любой пары д, h. £ G и любого слова w € L, такого, чтоги = g~1h, однозначно определён путь ash из д в h с меткой w. Подмножество L С А* называется регулярным (рациональным) языком, если L распознается конечным автоматом над А или, эквивалентно, L получается из конечного множества применением конечного числа операций объединения, произведения и порождения.

Нормальная форма L устойчива (fellow traveller property), если существует константа к = k(L), такая, что любые пути с метками v, w 6 L, общим началом и с концами на расстоянии < 1 являются fc-близкими в том смысле, что выполняется неравенство d(v(t),w(t)) < k,\/t = 0,1,... Если, более того, неравенство выполняется для путей, начала и, соответственно, концы которых находятся на расстоянии < 1, то L называется биустойчивой. (Би)автоматная структура на группе G - это (би)устойчивая регулярная нормальная форма на G. В то время как автоматность дает эффективное решение проблемы равенства, биавтоматность дает эффективное решение проблемы сопряженности. Примерами автоматных групп являются гиперболические группы (М. JI. Громов (1987)). Примером неавтоматных групп являются все группы SLu(Z)(n > 3). В задаче классификации автоматных ариф-

метичесжих групп получены значительные продвижения, но окончательное решение до сих пор не получено. В качестве подзадачи здесь содержится проблема автоматности групп, действующих на билдингах. В самом деле, например, всякая дискретная подгруппа группы SL„(QP) действует собственно на ассоциированном билдинге Брюа - Титса. Более общо, пусть А - кусочно евклидов стягиваемый комплекс неположительной кривизны (=САТ(0) комплекс). Пусть G : Д - собственное кокомиактное изометрическое действие. Верно ли, что G биавтоматна? Ответ неизвестен даже в случае евклидовых билдингов. В двумерном случае проблема детально рассмотрена С.Герстеном и Х.Шортом, доказавшими биавтоматность фундаментальной группы конечного кусочно евклидова 2-комплекса неположительной кривизны, имеющего тип А\ х А2 , Bi или Gi- В качестве следствия они получили биавтоматность группы без кручения, действующей собственно и кокомпактно на евклидовом билдинге типа An. Близкие результаты были получены В.Бальманом и М.Брином, Д.Картрайтом и М.Шапиро, Я.Святковским. Важным общим результатом является теорема Г.Нибло и Л.Ривза о биавтоматности кубических групп.

Связный граф С обладает свойством ограниченного укорачивания 1 если существует к > 0, такое, что для любого негеодезического пути v(t) в С существует к-близкий путь w{t) с теми же концами, что и v(t), но короче, нежели v(t). Важность свойства ограниченного укорачивания для изучения функций роста объясняется теоремой Дж.Кеннона: если группа G порождается конечным множеством А, и Ca(G) обладает FFT- свойством, то язык геодезических в этом графе регулярен. Кроме того, функция роста \Bn\tn группы G относительно А рациональна.

Свободные подгруппы. Нахождение свободных неабелевых подгрупп иг-

1 В англоязычной литературе «falsification by fellow traveller property» шш «FFT-property» .

рает важную роль в изучении парадокса Банаха - Тарского, функций роста и алгебраической энтропии.

Автоморфизмы. Изучение групп автоморфизмов алгебраических структур важно с алгоритмической точки зрения. Например, пусть G и Н — конечно порожденные нильпотентные группы. Изоморфизм мальцевских пополнений С® и Н® имеет место в том и только том случае, когда изоморфны соответствующие Q-алгебры Ли g, f). Решая вопрос об изоморфизме д, f), мы можем считать, что эти алгебры изоморфны над полем комплексных чисел, так как элементарная теория этого поля разрешима. В этом случае можно применить теорию неабелевых когомологий, из которой следует, что алгебра f) изоморфна алгебре g тогда и только тогда, когда построенный по f) коцикл из множества ^(GaliQ/Q), Autg) тривиален. Р.А.Саркисян доказал, что тривиальность коцикла можно алгоритмически распознать при условии выполнимости «принципа Хассе» для односвязных полупростых алгебраических групп, определенных над Q. Таким образом, группа автоморфизмов Aut(Q) появляется в проблеме изоморфизма.

Научная новизна. Все результаты, представленные в диссертации, являются новыми на момент их публикации.

Объект исследования. Объектами исследования являются разрешимые группы," коммутативные кольца, группы Ли, кусочно евклидовы комплексы (включая евклидовы билдинги), группы когомологий .

Методы исследования. В работе используются методы геометрической и комбинаторной теории групп (включая вложение Магнуса и кусочно евклидову геометрию), коммутативной алгебры, алгебраической геометрии (включая примарное разложение и группы классов дивизоров) и гомологической алгебры (включая спектральную последовательность Хохшильда -Серра).

Цель и задачи диссертации. Изучение алгоритмических свойств разрешимых групп и групп, действующих на комплексах неположительной кривизны. Решение ряда проблем теории групп: проблемы Каргаполова о разрешимости элементарной теории разрешимой группы, проблемы сопряженности в метабелевых группах, проблемы рода для свободных метабелевых групп. Построение биавтоматных структур на группах автоморфизмов евклидовых билдингов. Доказательство несуществования автоматных структур на модулярных группах Гильберта.

Достоверность научных положений. Достоверность научных положений и полученных результатов обеспечиваются их согласованностью с общепризнанными представлениями. Результаты опубликованы в российских и зарубежных журналах, неоднократно докладывались на семинарах и конференциях. Они известны в научном сообществе и цитируются в работах других авторов. Показатель цитируемости по поисковой системе Google Scholars равен 236 (на ноябрь 2010 г.). Результаты по теме диссертации опубликованы в 1977-2009 годах. Достоверность научных положений и полученных результатов обеспечиваются также положительными рецензиями в реферативных журналах «Математика», Math, reviews, и Zentralblatt fuer Mathematics.

Научные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения и результаты.

1. Решение проблемы сопряженности для конечно порожденных метабелевых групп.

2. Характеризация конечно порожденных разрешимых групп с разрешимой элементарной теорией.

3. Решение проблемы рода для свободной метабелевой группы конечного ранга.

4. Доказательство гипотезы Бири для расщепляемых конечно порожден-

ных метабелевых групп без кручения.

5. Построение биавтоматных структур на группах автоморфизмов евклидовых билдингов. Доказательство неавтоматности модулярной группы Гильберта.

Практическая ценность и область применения результатов.Предлагаемая работа носит теоретический характер. Полученные результаты и методы могут найти применение в дальнейших исследованиях по теории групп. Многие доказанные в диссертации теоремы могут быть включены в спецкурсы для студентов и аспирантов.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 39 печатных работах. из них 37 статей - в рецензируемых журналах, в т.ч. 29 статей - в журналах и изданиях из перечня ВАК. Без соавторов выполнены 27 опубликованных научных работ по теме диссертации, 12 работ написаны совместно. Из 29 работ в журналах из перечня ВАК 9 выполнены в соавторстве.

Апробация и внедрение результатов. Результаты, полученные в диссертации, докладывались на российских и международных конференциях: в Марселе-Люмини (Франция, 2004), Омске (2008, 2010), Новосибирске (2000, 2003, 2005), Эрлаголе (2000), Франкфурте-иа-Майне (Германия,1999), Биле-фельде (Германия, 2003), Гомеле (1986), Санкт-Петербурге (1982), Кемерове (1987), Кортрайке (Бельгия, 1999), Гаете (Италия, 2003), Варшаве (Польша, 2003), Гданьске (Польша, 2004), Обервольфахе (Германия, 2002, 2008), Красноярске (1993, 2002), Барнауле (1991).

Результаты обсуждались на специализированных семинарах: в Омском государственном университете (1975-2010), Новосибирском государственном университете (1981, 1983, 1987,1994, 2008), в университете Манитобы (Канада, 1991, 1994), университете Кембриджа (Великобритания, 1995), Лондонском университете (Великобритания, 1995), университете Манчестера (Вели-

кобритания, 1995), университете Бильги (Турция, 2002, 2005), университете Билефельда (Германия, 1998-2008), университете Франкфурта-на-Майне (Германия, 1995, 1996), университете Дюссельдорфа (Германия, 1999), университете Бонна (Германия, 2003).

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка цитируемой литературы, списка обозначений и списка терминов (предметного указателя). Диссертация содержит 6 рисунков. Список литературы состоит из 155 наименований. Полный объем диссертации составляет 257 страниц машинописного текста.

Каждая глава имеет номер и состоит из разделов и подразделов, нумерация которых подчинена нумерации глав. Нумерация теорем, лемм и рисунков в тексте диссертации сквозная. Номера формул подчиняются главам.

Содержание работы

Во Введении обоснована, актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показана практическая значимость полученных результатов, представлены выносимые на защиту научные положения.

Глава 1. Проблема сопряженности для метабелевых групп. В главе описывается алгоритм, который по заданному конечному генетическому коду группы С? в многообразии 2-ступенно разрешимых (= метабелевых) групп решает проблему сопряженности в группе б. Эта теорема дает положительный ответ на вопрос М. И. Каргаполова (1973). Основными инструментами в доказательстве являются алгебраическая геометрия, коммутативная алгебра и теория чисел. С использованием вложения Магнуса проблема сводится к следующей: пусть А* - группа обратимых элементов конечно порожденного целостного коммутативного кольца Л; существует ли алгоритм,

позволяющий для любого набора £х,..., еп € А* найти определяющие соотношения подгруппы II в группе Ах, порожденной этими элементами?

Идея алгоритма носит алгебро-геометрических характер. Пусть к - поле алгебраических чисел или конечное ноле. Рассмотрим конечно порожденную целостную А;-алгебру А как координатную алгебру аффинного многообразия V над полем к. Существует вложение V V, где V - нормальное проективное многообразие. Алгебраически, для А эффективно строится градуированная область к [уо,.... ут], такая, что кольца А,: = к [уо/у,-, •. •, ут/тл] це-лозамкнуты, элементы из П^А,; алгебраичны над к, и кольцо к [хь... ,я„] эффективно вложимо в Ао. Пусть V = V и и ••• и Уп - разложение на неприводимые компоненты, где Vi - неприводимые гиперповерхности. Определено дивизориальное отображениесИу : I/ —> ^ЖЬ1}. Его образ описывается конструктивно, а ядро состоит из алгебраических элементов. Конструктивный аналог теоремы Дирихле позволяет описать ядро. Все доказательства систематически используют результаты А.Зайденберга - конструктивность примарного разложения, целого замыкания, идеала соотношений между данными элементами.

Решение проблемы сопряженности было обобщено на центрально мета-белевы группы с условием малых централизаторов (К.Гупта и Г.А.Носков (1993)).

Глава 2. Элементарные теории разрешимых групп и колец. Основной результат главы -

Теорема 3. Элементарная теория конечно порожденной почти разрешимой группы С? разрешима тогда и только тогда, когда эта группа С? почти абелева.

Ввиду теоремы Н.С.Романовского при доказательстве неразрешимости ТЬ(С) можно считать, что все почти полициклические факторы Р/Н , где

F, H - формульные подгруппы в G, почти абелевы. В разделе 2.6 показывается, что неразрешимость Th(G) достаточно доказать в случае, когда G обладает следующими свойствами:

а) в G существует абелева нормальная формульная не конечно порожденная подгруппа М, такая, что G/M абелева и не имеет кручения;

б) если Q = G/M, и M рассматривается стандартным образом как ZG-модуль, то аннулятор р модуля M в Z[Q] является простым идеалом, и ZQ/p-модуль M не имеет кручения;

в) всякая формульная подгруппа в G, строго содержащая М, не является нильиотентной.

После указанной редукции в группе G интерпретируется структура (N, +, |) - арифметика натуральных чисел с операцией сложения и предикатом делимости. Эта структура биинтерпретируема в обычной арифметике (N, +, •) (Р.Робинсон (1951)) Арифметика (N, •) имеет наследственно неразрешимую теорию, и, значит, теория Th(N, +, |) также наследственно неразрешима ввиду критерия Ю.Л.Ершова. Из интерпретируемости (N.+,J) в G следует наследственная неразрешимость Th(G) по тому же критерию. С целью интерпретации арифметики в множестве G — M специальным образом выбирается элемент А и затем доказывается формульность полугруппы А = U„>iA "Л/. Далее, на Л строится формульный предикат Ф(х, у), такой, что G Ф(\ктх, Х1тч) *-* к\1. Этот предикат и групповая операция позволяют отождествить множество смежных классов {АпМ}п>\ со структурой (N, +, |). Другими словами, (N, +, |) интерпретируется в G.

При доказательстве формульности полугруппы А и формульности предиката делимости получены вспомогательные результаты из коммутативной алгебры и алгебраической теории чисел. Эти результаты, приводимые ниже, ввиду их самостоятельной ценности, автор счёл разумным выделить в три

раздела 2.3, 2.4, 2.5.

Теорема 4. (Теорема конечности числа делителей). Пусть А - конечно порожденное целостное коммутативное кольцо. Существует натуральное s (зависящее от А), такое, что для любого подлтожества А с Л мои^но-сти > s и любого ненулевого а & А множество

Г = {-у-е А : (у - ¿)|а для всех д е Д}

конечно.

Теорема 5. (О необратимых элементах). Пусть А - конечно пороокден-ное коммутативное целостное кольцо, Д - ко!1ечпое подмножество в А, не содержащее 0 и 1, и непулевой элемент а £ А не является корнем из 1. Тогда существует п е N, такое, ■что все оп — 6 (<5 G Д) необратимы в А.

Теорема 6. (Определимость делимости). Пусть А - конечно порожденное коммутативное целостное кольцо, и 'ненулевой элемент а £ А не является корнем из 1. Тогда существуют ß бая и г б N, такие, что если задать на ßH предикат

Ф(х, у)^ х - 1\у - 1 & • • • к хг - 1\уг - 1,

то А f= Ф(/Зт,,б") в том и только том случае, когда т\п.

Вторым по значимости результатом главы 2 является

Теорема 7. Элементарная теория бесконечного конечно порожденного коммутативного кольца А (с единицей) разрешима в том и только том случае, когда кольцо А конечно.

Глава 3. Проблема рода для метабелевых групп. В главе решается проблема рода для класса (относительно) свободных метабелевых групп.

Обозначим через Мп свободную группу ранга п в многообразии метабелевых групп.

Теорема 8. Род группы Мп тривиален, т.е. группа Мп определяется с точностью до изоморфизма набором своих конечных гомоморфных образов.

Известные рассуждения («челночный» алгоритм) показывают справедливость следующего частичного решения проблемы изоморфизма для ме-табелевых групп: свойство произвольной конечно порожденной финитно аппроксимируемой группы С быть изоморфной свободной группе многообразия метабелевых групп, алгоритмически разрешимо. В доказательстве используются метод вложения Магнуса, теорема В.А.Артамонова об орбитах общей линейной группы и теорема Квиллена-Суслина-Суона о свободе проективных модулей над кольцом многочленов (решение проблемы Серра).

Обозначим через А = Аг = Щх^1,..., х*1] кольцо многочленов Лорана с целочисленными коэффициентами от переменных х\,... ,хТ. Обозначим через А7' свободный А-модуль с базой {е,.; 1 < г < г}. Матрицы (^ ^) свободно порождают группу Мг(0) (вложение Магнуса). Пусть б - финитно аппроксимируемая группа, «родственная» Мп(д), тогда й можно представить в виде Мп+т{ч)/К; где т > 0, и нормальная подгруппа Я является нормальным замыканием конечного множества элементов. В разделе 3.2 производится переход к более удобному коду группы б, а именно, имеет место изоморфизм й — 5(д)/Я, где группа 5(д) порождена матрицами (х0 ), (¿е"1+-'), 1 < г < п, 1 < з < т, над кольцом ... , я*1; е^ .... е„+1,,], коэф-

фициенты Хг, е,, еп+2 есть коммутирующие трансцендентности, и Я есть нормальная подгруппа в £>($), порожденная определенными унитреугольными матрицами , 1 < г < к. Лемма 20 дает следующий критерий: группа (7 = Б(ц)/Я изоморфна Мп(</) в том и только том случае, когда модуль А"+т/Д свободен ранга п. Знаменитая теорема Квиллена-Суслина-Суона утверждает, что конечно порожденный Л-модуль свободен тогда и только тогда, когда он проективен. Проективность можно распознать в терминах мат-

рицы F, составленной из координат векторов fj..... f> в базе {еь ..., en+m}. А именно, модуль Р над коммутативным кольцом проективен ранга тг в том и только том случае, когда идеал 1т, порожденный т х ?п-минорами матрицы F, равен Л, и идеал 1т+\ нулевой. Возвращаясь к доказательству основной теоремы, предположим, что наша группа G не изоморфна Mn(q) и, таким образом, Р не изоморфен свободному модулю Тогда модуль Р не является проективным ранга п и, следовательно, либо Im Ад, либо 1т = Л7, Im+1 -ф 0. В первом случае мы доказываем, что существует конечный гомоморфный образ группы G, который не может быть порожден п элементами в противоречии с тем, что группа Mn(q) гг-порождена. Второй случай более трудный и требует детального анализа. Чтобы получить требуемое противоречие, мы конструируем тг-порожденную конечную метабелеву группу, которая не может быть конечным гомоморфным образом группы G. Более точно, в случае, когда q = 0, мы показываем, что существует простоер, такое, что G/Vp{G) есть собственный гомоморфный образ группы Mn/V^(Mn) (здесь VP(G) обозначает наибольший абелев гомоморфный образ периода G/Vp). В то же время из совпадения родов следует, что группы G/V^(G),Mn/Vp{Mn) изоморфны, это и доставляет искомое противоречие.

Глава 4. Инвариант Бири-Штребеля и гомологические условия конечности для метабелевых групп. Основной результат подтверждает гипотезу Бири для широкого класса метабелевых групп.

Теорема 10. Пусть конечно порожденная группа Г является расщепляемым расширением абелевой группы М с помощью абелевой группы Q, М не имеет кручения, и Г 6 FPm. rn > 2. Тогда инвариант Т,см является т-асимметричным.

Пусть А = ZQ/annM, МшЛ = {px,...,pt}, Аг = А/р£ (г = l,...,i) и К{ - поле частных кольца В разделах 4.1.1, 4.1.2 доказывается, что

ZQ-модуль N = Ai ф • • • © A¡ вкладывается в М, и Ej¡f = Д(Аь Q) U---U A(Kt, Q), где Д(K¿, Q) есть множество характеров, индуцированных регулярными нормированиями поля частных fsf¿ кольца А,- = ZQ/p¡. Так как не является га-асимметричным, то подгруппа Qq Z" имеет конечный индекс в и характеры хъ ..., е (действующие посредством скалярного произведения) можно выбрать таким образом, что:

а) выпуклая оболочка С множества xi, • • •; яа+i является ^-мерным симплексом, содержащим начало координат в качестве внутренней точки;

fc+i

б) Qq = Q' х Q", где Q' = %Хг> и Q" является ортогональным допол-

4 = 1

нением подгруппы <3';

в) каждый из характеров х» индуцируется дискретным нормированием и,; : —■> Zoo, гДе Р( € Min А, и множество нормирований V = ,.... можно выбрать таким образом, что все v¿, определенные на KPi(i £ [1; к, +1]), являются регулярными по отношению к некоторой базе трансцендентности поля Кщ над Q.

Спектральная последовательность Хохшильда-Серра примененная к расширению М >—♦ Г -» Q, и критерий Бири-Экмана позволяют свести проблему к построению нетривиального элемента из Eq» == (ZrN)r", Г" = М X Q", лежащего в образе отображения Е® —> Eq«.

Критерий нетривиальности (теорема 11) формулируется в терминах убывающей фильтрации {Fd} Q—подмодуля N модуля М и порядковой функции o(f) = max{á: / зануляется в Z[N/Fd]} £ ZUoo . Критерий нетривиальности естественно приводит к вопросу: как эффективно оценить сверху порядок элемента группового кольца? Следующий результат даёт ответ в терминах нормирований.

Теорема 14. Пусть К - конечное расширение поля рациональные функций Q(ti,..., tm). и пусть V = Vi U ■ • • U Ve - конечное множество дискрет-

ных нормирований поля К. регулярных относительно базы (ii,..., tm). Для а = (а.1,.... ая) £ Ks обозначим V (а) — inin {^(aj) : j = 1,..., s, v 6 V, } . Тогда существуют такие положительные константы cq,c\, что для произвольных векторов ai,...,ar € К" найдутся целые xi,...,xr, для которых следующее, первенство выполняется для любого подмножества I С {1,2, ...,г}: < с0 + C\ln(r) + max {У аь ... ,Var} .

Глава 5. Автоматные группы. Основной результат состоит в доказательстве биавтоматности широкого класса групп, действующих на евклидовых билдингах.

Теорема 16. Пусть Д - евклидов билдинг одного из типов Ап, Bni Cn-, hi ¿И 2. упорядоченный стандартным образом. Пусть G : А - свободное коком-пактное действие автоморфизмами, сохраняющими порядок. Тогда G допускает биавтоматную структуру. Если Д есть произвольный евклидов билдинг одного из iriunoe Ап, В„,Сп,п > 1, то всякая группа, действующая свободно и кокомпактно на А, почти биавтоматна.

В разделе 5.1 мы приводим обзор стандартных фактов о евклидовых комплексах Кокстера. В разделе 5.2 мы вводим свойство упорядоченности евклидова билдинга и доказываем, что всякий евклидов билдинг можно упорядочить. В разделе 5.3 мы определяем естественный комбингС на евклидовом билдинге . В разделах 5.4 и 5.5 мы доказываем свойства «устойчивости» и «рекурсивности» для комбингаС. Заключительный раздел 5.6 посвящен доказательству нашего основного результата. Основным инструментом являются автоматные группоиды.

Весьма похожими с билдингами свойствами обладают обобщенные деревья.

Теорема 24. Всякая конечно порожденная группа G, действующая свободно на лексикографическом!?-дереве, допускает биавтоматную структу-

РУ-

В доказательстве используются методы «кусочно евклидовой геометрии». А именно, строится 2-мерный «квадратный комплекс» X неположительной кривизны с фундаментальной группой G.

Значение теории автоматности заключается в геометризации эффективной вычислимости в группах. Анализ свойства устойчивости привёл У.Ноймана и М.Шапиро к понятию «ограниченного укорачивания». В разделе?? мы доказываем, что стандартное порождающее множество группы Кокстера конечного ранга удовлетворяет условию ограниченного укорачивания.

Теорема ??. FFT- свойство вьтолняется для любой группы Кокстера конечного ранга.

Теорема 11. Дуальный граф любого локально конечного билдинга обладает F FT-свойством.

Этот результат влечет рациональность функции роста для ряда групп, действующих на билдингах (см. следствие теоремы ??).

Заключительный результат главы 5 доставляет новые нетривиальные примеры групп, не допускающих автоматных структур.

Теорема 11. Пусть О есть кольцо целых вполне вещественного поля К степени п nadQ. Тогда при п > 2 группа SL2(Ö) непричесываема в смысле Эпстина-Кеннона-Тёрсгпона. В частности, такая группа не допускает автоматную структуру.

Мощным методом доказательства неавтоматности являются изоперимет-рические неравенства. Из теоремы Эпстина-Тёрстона (1992) следует, что для доказательства непричёсываемости группы Г = SL2(C) достаточно найти вполне разрывное кокомпактное изометрическое действие Г : М на стягиваемом римановом многообразии М и такую последовательность липшицевых (п — 1)-циклов Ьт, масса и диаметр которых растут полиномиально пот, что

для любого выбора липшицевых п-цепей ст в М с условием дсГ1 — Ьш масса с,„ растет экспоненциально. Построение такой последовательности основано на теории приведения для модулярной группы Гильберта.

Основные результаты работы

1. Получено положительное решение проблемы сопряженности для класса конечно порождённых метабелевых групп.

2. Получена характеризация конечно порождённых разрешимых групп с разрешимой элементарной теорией (решение проблемы М. И. Каргаполова).

3. Решена проблема рода для свободных метабелевых групп: род конечно порождённой метабелевой групп тривиален.

4. Подтверждена гипотеза Бири для широкого класса метабелевых групп: Теорема. Пусть конечно порожденная группа Г является расщепляемым расширением абелевой группы М с помогирю абелевой группы <3, М не ■имеет кручения над и Г € РРт,т > 2. Тогда инвариант Т,см является т-асимметричным.

5. Доказана биавтоматность широкого класса групп, действующих на евклидовых билдингах и лексикографических 22-деревьях. Доказана неавто-матность модулярной группы Гильберта.

Публикации в журналах из списка ВАК

1. Носков Г. А. Алгебраические группы с регулярными группами автоморфизмов Ц Матем. сб. 1977. Т. 103(145), № 3(7). С. 358-366.

2. Носков Г. А. О проблеме вхождения для кольца многочленов // Сиб. матем. журн. 1978. Т. 19, № 6. С. 1413-1414.

3. Носков Г. А. О примитивных элементах в свободной группе // Матем. заметки. 1981. Т. 30, № 4. С. 497-500.

4. Носков Г. А. О сопряженности в метабелевых групах // Матем. заметки. 1982. Т. 31, № 4. С. 495-507.

5. Носков Г. А. Об элементарной теории конечно порождённого коммутативного кольца // Матем. заметки. 1983. Т. 33, № 1. С. 23-29.

6. Носков Г. А. О числе порождающих группы // Матем. заметки. 1983. Т. 33, № 4. С. 249-254.

7. Носков Г. А. Об элементарной теории конечно порожденной почти разрешимой группы // Изв. АН СССР. Сер. матем. 1983. Т. 47, № 3. С. 465-482.

8. Носков Г. А. О группах автоморфизмов метабелевых групп // Матем. заметки. 1987. Т. 41, № 1. С. 9-22.

9. Носков Г. А. Целостность группового кольца почти разрешимой группы без кручения из GLn{Q) // Матем. заметки. 1989. Т. 45, № 2. С. 71-78.

10. Носков Г. А. О числе порождающих кристаллографической группы // Сиб. матем. жури. 1989. Т. 30, № 2. С. 145-150.

11. Носков Г. А. Ограниченные когомологии дискретных групп с коэффициентами 11 Алгебра и анализ. 1990. Т. 2, № 5. С. 146-164.

12. Носков Г. А. Алгебры быстро убывающих функций на группах и коциклы полиномиального роста // Сиб. матем. журн. 1992. Т. 33, № 4. С. 97-103.

13. Gupta С. К., Noskov G. A. Conjuyacy in centre-by-metabelian groups // Houston J. Math. 1993. Vol. 19, no. 2. Pp. 281-294.

14. Носков Г. А. Свойства 7", ТА, аменабельность и разрывность для групп, действующих на Ш-деревьях ,// Алгебра и анализ. 1993. Т. 5, № 3. С. 238-251.

15. Gupta С. К., Gupta N. D., Noskov G. A. Some applications of Arta-monov-Quillen-Suslin theorems to metabelian inner rank and primitivity // Canad. J. Math. 1994. Vol. 46, no. 2. Pp. 298-307.

16. Носков Г. А. Инвариант Бири-Штребеля и гомологические условия конечности для мегпабелевых групп // Алгебра и логика. 1997. Т. 36, № 2. С. 194-218.

17. Gupta С. К., Noskov G. A. Splitting epimorphisms of free metabelian groups // Internat. J. Algebra Comput. 1997. Vol. 7, no. 6. Pp. 697-711.

18. Gupta С. K., Noskov G. A. On the genus of certain metabelian groups // Algebra Colloq. 1998. Vol. 5, no. 1. Pp. 49-66.

19. Носков Г. А. Причесывание треугольных билдингов // Сиб. матем. журн. 1999. Т. 40. С. 1109-1120.

20. Носков Г. А. Многол1ерные изопериметрические неравенства и «неприче-сываемость» модулярной группы Гильберта // Алгебра и анализ. 1999. Т. 11. С. 196-206.

21. Носков Г. А. Квазивыпуклость множества неподвижных точек автоморфизма гиперболической группы // Сиб. матем. журн. 1999. Т. 40, № 1. С. 164-166.

22. Noskov G. A. Growth of certain non-positively curved cube groups // European J. Combin. 2000. Vol. 21, no. 5. Pp. 659-666.

23. Noskov G. Group actions on non-Archimedean trees, cube complexes and automata // J. Group Theory. 2000. Vol. 3, no. 1. Pp. 101-112.

24. Noskov G. A. Combing Euclidean buildings // Geom. Topol. 2000. Vol. 4. Pp. 85-116.

25. Noskov G. A., Vinberg Ё. B. Strong Tits alternative for subgroups of Coxeter groups // J. Lie Theory. 2002. Vol. 12, no. 1. Pp. 259-264.

26. Alperin R. C., Farb В., Noskov G. A. A strong Schottky lemma for nonposi-tively curved singular spaces // Geom. Dedicata. 2002. Vol. 92. Pp. 235-243. Dedicated to John Stallings on the occasion of his 65th birthday.

27. Karlsson A., Noskov G. A. Some groups having only elementary actions on metric spaces with hyperbolic boundaries /j Geom. Dedicata. 2004. Vol. 104. Pp. 119-137.

28. Alperin R. C., Noskov G. A. Nonvanishing of algebraic entropy for geometrically finite groups of isometries of Hadamard manifolds j j Internat.-J. Algebra Comput. 2005. Vol. 15, no. 5-6. Pp. 799-813.

29. Грюневальд Ф., Носков Г. А. Большие гиперболические решетки j j Алгебра и логика. 2009. Т. 48. С. 174-189.

Прочие публикации

30. Носков Г.А., Ремесленников В.Н., Романьков В.А. Бесконечные группы //' Итоги науки и техн. Сер. Алгебра. Топол. Геометрия, том 17, С. 65-157. ВИНИТИ, Москва, 1979.

31. Носков Г.А. Вычисление мультипликатора Шура конечно порож-

денной метабелевой группы// Вычислительный центр СОАН СССР, Новосибирск, 84(508):22, 1984.

32. Носков Г.А. О роде свободной метабе.аевой группы// Вычислительный центр СОАН СССР, Новосибирск, 84(509):18, 1984.

33. Noskov Gen.A. The Hochschild-Serre spectral sequence for bounded cohomology// In L. A. Bokut', Yu. L. Ershov, and A. I. Kostrikin, editors, Proceedings of the International Conference on Algebra, Part 1 (Novosibirsk, 1989), number 131 in Contemp. Math., pages 613-629, Providence, RI, 1992. Amer. Math. Soc.

34. Noskov G.A. Bounded shortening in Coxeter complexes and buildings// In Mathematical structures and modeling, No. 8 (Russian), pages 10-14. Omsk. Gos. Univ., Omsk, 2001.

35. Karlsson Anders and Noskov Guennadi A. The Hilbert metric and Gromov hyperbolicity// Enseign. Math. (2), 48(l-2):73-89, 2002.

36. Alperin Roger C. and Noskov Guennadi A. Uniform growth, actions on trees and GL2,// In Computational and statistical group theory (Las Vegas, NV/Hoboken, NJ, 2001), volume 298 of Contemp. Math., pages 1-5. Amer. Math. Soc., Providence, RI, 2002.

37. Noskov G. A. Coarsely geodesic metrics on reductive groups (after H. Abels and G. A. Margulis)// In Mathematical structures and modeling. No. 15 (Russian), pages 5-17. Omsk. Gos. Univ., Omsk, 2005.

38. Karlsson A., Metz V., and Noskov G.A. Horoballs in simplices and Minkowski spaces// Int. J. Math. Math. Sci., 20 pages, Art. ID 23656, 2006.

39. Noskov G.A. Geodesies in the Heisenberg group: an elementary approach// Siberian Electronic Mathematical Reports, 5:177-188, 2008.

Отпечатано с оригинала-макета, предоставленного автором.

Подписано в печать 23.12.2010. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 240.

Отпечатано в «Полиграфическом центре КАН» тел. (3812) 24-70-79,8-904-585-98-84.

E-mail: pc_kan@mail.ru 644050, г. Омск, ул. Красный Путь, 30 Лицензия ПЛД № 58-47 от 21.04.9 7

Введение

Глава 1. Проблема сопряженности для метабелевых групп

1.1. Тождества и многообразия.

1.2. Редукция к задаче коммутативной алгебры

1.3. Конструктивная коммутативная алгебра.

1.4. Эффективная нормализация.

1.5. Конструктивное вложение в проективное многообразие

1.6. Целозамкнутые нетеровы кольца

1.7. Дивизориальное отображение

1.8. Соотношения в группе единиц (случай поля алгебраических чисел).

1.9. Соотношения в группе единиц (случай области над полем к)

1.10. Соотношения в группе единиц (случай произвольной алгебры над к).

1.11. Соотношения в группе единиц (случай произвольного конечно порожденного кольца).

Глава 2. Элементарные теории разрешимых групп и колец

2.1. Структуры, языки, теории.

2.2. О доказательстве теоремы 3.

2.3. Теорема конечности.

2.3.1. Теория абсолютных значений.

2.3.2. Нормализованные абсолютные значения глобальных полей

2.3.3. Кольца арифметического типа

2.3.4. Погружение кольца алгебраических чисел в кольцо арифметического типа.

2.3.5. Теорема конечности для колец арифметического типа

2.3.6. Ограниченность множества делителей.

2.3.7. Теорема конечности 4 в случае нулевой характеристики

2.3.8. Теорема конечности 4 в случае ненулевой характеристики

2.4. Необратимые элементы вида (ап — <5)пен.

2.4.1. Лемма о компактных абелевых группах.

2.4.2. Доказательство теоремы 5 для колец арифметического типа.

2.4.3. Аппроксимация элементов бесконечного порядка

2.4.4. Доказательство теоремы 5 в общем случае.

2.5. Формульность предиката делимости.

2.5.1. Редукция к проблеме обратимых элементов в последовательности вида

2.5.2. Доказательство леммы 10.

2.6. Редукция доказательства теоремы 3 к случаю метабелевой группы специального вида.

2.6.1. Сведение к случаю метабелевой группы.

2.6.2. МА- свойство.

2.6.3. АТ-свойство.

2.7. О делимости элементов модуля и элементов кольца

2.8. Доказательство теоремы 3.

2.8.1. Выбор специальной подгруппы ^ в Си элемента А е -Р

2.8.2. Предикат г.

2.8.3. Формульность полугруппы ип>1ЛпМ

2.8.4. Интерпретация арифметики - окончание доказательства теоремы

2.9. Элементарная теория конечно порожденного коммутативного кольца

2.9.1. Конечность числа делителей.

2.9.2. Необратимые элементы.

2.9.3. А - целое замыкание кольца в поле К - конечном сепарабельном расширении поля

2.9.4. А - целостная [¿]-алгебра, целая и сепарабельная над

2.9.5. А - целостная Рр-алгебра степени трансендентности над ^.

2.9.6. А - целостная Рр-алгебра размерности Крулля

2.9.7. А состоит из алгебраических чисел.

2.9.8. А - целостное кольцо характеристики нуль и размерности Крулля

2.9.9. А - произвольное бесконечное конечно порожденное коммутативное целостное кольцо.

2.9.10. А - произвольное бесконечное конечно порожденное коммутативное кольцо.

Глава 3. Проблема рода для метабелевых групп.

3.1. Вложение Магнуса.

3.2. Нормализация генетического кода группы С.

3.3. Описание группы в и критерий свободы группы (7.

3.4. Вложение Магнуса свободной ЛдЛр-группы.

3.5. Критерий свободы модуля А™+т/Т

3.6. Случай 1тф Ад

3.7. Случай Im = A9j Im+1 ^ 0.

3.7.1. Хорошие простые p.

3.8. Приведение R к нормальной форме

3.9. Завершение доказательства в случае простого или нулевого q

3.10. Редукция к случаю, когда q простое или равно нулю.

Глава 4. Инвариант Бири-Штребеля и гомологические условия конечности для метабелевых групп

4.1. Инвариант Бири-Штребеля

4.1.1. Инвариант Есм

4.1.2. Нормирования.

4.1.3. Нормирования и характеры.

4.1.4. Структура множества А (Кр, Q).

4.1.5. Свойство тп-асимметричности.

4.1.6. Конечное подмножество в контролирующее асимметричность

4.2. Доказательство теоремы 10.

4.2.1. Редукции.

4.2.2. Критерий нетривиальности элемента из (ZrN)r„ в терминах порядковой функции.

4.2.3. Фильтрации в N

4.2.4. Оценка порядковой функции в терминах нормирований

4.2.5. Построение элемента а Е Е®'.

4.2.6. Завершение доказательства теоремы 10: нетривиальность образа а в (ZP^p,,.

4.3. Доказательство теоремы 12.

4.3.1. Построение Vg.

4.3.2. Построение Va.

4.4. Доказательство теоремы 14.

4.4.1. Класс /С мульти-нормированных векторных пространств

4.4.2. Переформулировка теоремы 14.

4.4.3. р-адические нормирования принадлежат /Со.

4.4.4. Случай полиномиального расширения.

4.4.5. Случай поля рациональных функций.

4.4.6. Переход к конечному расширению.

4.4.7. Окончание доказательства теоремы 14.

Глава 5. Автоматные группы

5.1. Евклидовы комплексы Кокстера.

5.1.1. Корни и группа Вейля.

5.1.2. Дуальные корни, решетки.

5.1.3. Фундаментальная область и сферический комплекс Кокстера

5.1.4. Евклидовы отражения и аффинная группа Вейля

5.1.5. Евклидовы комплексы Кокстера.

5.1.6. Инвариантность групп Вейля.

5.1.7. Стандартный альков.

5.1.8. Специальные вершины.

5.1.9. Подкомплексы.

5.2. Упорядочение евклидовых билдингов.

5.3. Определение комбинга

5.3.1. Квазигеодезичность комбинга.

5.3.2. Носитель пути.

5.3.3. Реберные пути.

5.3.4. Путь в выпуклой оболочке.

5.3.5. Инвариантность комбинга.

5.3.6. Единственность пути.

5.4. Устойчивость комбинга.

5.5. Рекурсивность комбинга С.

5.5.1. Доказательство леммы 39.

5.6. Автоматные структуры на группах, действующих на евклидовых билдингах типа А, В, С.

5.7. Автоматные структуры на группах и группоидах.

5.7.1. Группоид Tri (в\А,

5.7.2. Язык.

5.8. Завершение доказательства теоремы 22.

5.9. Геодезичность локальных геодезических.

5.10. Групповые действия на неархимедовых деревьях, кубические комплексы и автоматы.

5.10.1. £2-деревья

5.10.2. Распутывание Z2-flepeBbeB в Z-деревья.

5.10.3. Приготовление конечных графов.

5.10.4. Графы групп и графы пространств.

5.10.5. Кубические комплексы.

5.10.6. Кривизна X.

5.10.7. Завершение доказательства основной теоремы

5.11. Свойство ограниченного укорачивания и рациональность функции роста для групп, действующих на билдингах.

5.11.1. FFT-свойство.

5.11.2. Стенки в комплексах Кокстера.

5.11.3. Укорачивание в группах Кокстера.

5.11.4. Укорачивание в билдингах.

5.12. Модулярная группа Гильберта.

5.12.1. Конструкция Эпстина-Тёрстона циклов в произведении гиперболических плоскостей.

5.12.2. Прямое произведение гиперболических плоскостей Нп

5.12.3. Конструкция Эпстина-Терстона.

5.12.4. Доказательство теоремы

Актуальность работы. В 1912 году М.Дэн сформулировал три фундаментальные алгоритмические проблемы теории групп: проблема равенства, проблема сопряженности и проблема изоморфизма. Эти проблемы играют важную роль и в современной геометрической теории групп, являясь мерой сложности различных классов групп. Отметим, что проблема сопряженности содержит в себе проблему равенства, так как сопряженность единичному элементу равносильна его тривиальности. Проблемы сопряженности и изоморфизма, понимаемые в широком смысле, также связаны между собой. Например, сопряженность матриц над некоторым кольцом эквивалентна изо-морфности определенного типа модулей над кольцом многочленов. В свою очередь, проблема изоморфизма модулей ранга 1 над коммутативным целостным кольцом А может быть сведена к проблеме равенства в группе Пикара кольца А.

Мотивация к изучению проблем М.Дэна исходит из алгебраической топологии. Проблеме равенства для фундаментальной группы топологического пространства Т соответствует топологическая проблема: стягиваема ли данная замкнутая петля в Т? Сопряженность элементов в группе 7Г1 (Т) соответствует свободной гомотопности двух замкнутых петель. Наконец, решение проблемы изоморфизма для фундаментальных групп дает метод для различения пространств (проблема гомеоморфизма).

В работе М.Дэна первые две проблемы были решены для фундаментальных групп компактных поверхностей. Но только в 1968 году Ф.Вальдхаузен сумел доказать разрешимость проблемы равенства для групп узлов, и понадобилось еще 22 года, прежде чем З.Села (1993) доказал разрешимость проблемы сопряженности.

Принципиальное решение проблем Дэна было получено благодаря проникновению в теорию групп идей и методов математической логики. Одним из величайших достижений математики двадцатого века является установление точного смысла понятия «алгоритм». В 1936 г. были практически одновременно опубликованы работы А.Чёрча, С.К.Клини, А.М.Тьюринга и Э.Л.Поста, в которых эта проблема была решена. Появление первых результатов о неразрешимости привело к идее о том, что фундаментальные проблемы М.Дэна рекурсивно неразрешимы. В частности, оказалось, что существует конечно заданная группа с неразрешимой проблемой равенства. Полное и детальное доказательство этой теоремы было опубликовано ак. П.С.Новиковым в 1955 году. Вскоре после этого ак. С.И.Адян доказал неразрешимость проблемы изоморфизма любой данной конечно определенной группе. Неразрешимость сопутствующей проблемы гомеоморфизма п-мерных топологических многообразий при п > 4 доказал А.А.Марков (1958).

В многообразии всех абелевых групп Л все проблемы Дэна и многие другие имеют очевидное положительное решение. Поэтому естественным представляется вопрос об алгоритмических проблемах для разрешимых групп.

Проблема ■равенства для разрешимых групп. Проблема равенства решается положительно в классе полициклических групп ввиду их матричной представимости. В силу теоремы Ф.Холла (1954) конечно порожденная ме-табелева группа финитно аппроксимируема, поэтому проблема равенства в многообразии Л2 решается положительно. Прямой алгоритм для проблемы равенства в Л2 указал Е.И.Тимошенко (1973). Проблема равенства в многообразии централыю-метабелевых групп решена положительно Н.С.Романовским (1982). Результат затем был усилен О.Г.Харлампович (1987), доказавшей, что в многообразии Л/*2Л, как и в любом его подмногообразии, проблема равенства разрешима.

Н.С.Романовский доказал, что проблема вхождения решается положительно для конечно порожденных АА/"-групп (1980). По-видимому, теорема Романовского справедлива и для конечно порожденных полициклических-над-абелевыми групп.

Проблема сопряженности. М.И.Каргаполов и В.Н.Ремесленников (1966) доказали разрешимость проблемы сопряженности в классе всех конечно порождённых свободных разрешимых групп. Проблема сопряженности в свободных поли-нильпотентных группах решена Р.А.Саркисяном (1972). Из теоремы В.Н.Ремесленникова (1973) следует, что при п > 5 существуют примеры конечно определенных в многообразии Лп групп, для которых она решается отрицательно. С другой стороны, Р.А.Саркисян (1972) указал алгоритм решения проблемы сопряженности для свободных полинильпотентных групп, а Дж.Болер (1976) - для одного конкретного класса метабелевых групп.

Проблема изоморфизма. В.Н.Ремесленников и А.С.Киркинский построили для каждого п > 7 такую конечно определенную в Лп группу G, что не существует алгоритма, выясняющего для любой конечно определенной в Лп группы, изоморфна она G или нет. Здесь интересной нерешенной задачей остается проблема изоморфизма для метабелевых групп. Напомним, что в классе всех групп отрицательно решается проблема изоморфизма единичной группе, в то время как в многообразии Лп эта проблема имеет положительное решение. Проблема изоморфизма для нильпотентных групп решена положительно Ф.Грюневальдом и Д.Сегалом (1980). Отметим, что близкая к ней по постановке проблема эпиморфизма неразрешима уже в классе 2-нильпотент-ных групп. Неразрешимость проблемы эндоморфной сводимости в свободных нильпотентных группах большого ранга доказал В.А.Романьков (1997). Эта работа имеет важные следствия, в том числе её идеи привели к доказательству неразрешимости проблемы тождества в теории групп (Ю.Г.Клейман). Альтернативный подход к алгоритмическим проблемам для линейных алгебраических групп был развит в 80-х годах прошлого столетия Р.А.Саркисяном. Этот подход также даёт положительное решение проблемы изоморфизма для конечно порожденных нильпотентных групп по модулю выполнимости «принципа Хассе» для односвязных полупростых алгебраических групп, определенных над полем рациональных чисел. Выполнимость «принципа Хассе» долгое время оставалась доказанной для всех односвязных полупростых алгебраических групп, кроме группы (Г.Хардер). Случай был рассмотрен В.И.Черноусовым (1989) и, таким образом, решение Саркисяна стало безусловным. Проблема изоморфизма для полициклических групп была решена Д.Сегалом (1990).Один из возможных подходов к проблеме изоморфизма основан на понятии рода. Для произвольной группы С обозначим через ТС множество конечных гомоморфных образов группы С, рассматриваемых с точностью до изоморфизма. Род О (С) группы бг - это множество всех групп Н, таких, что ТС — ТН (снова рассматриваемых с точностью до изоморфизма). Вопрос о мощности а (С?) множества 0{С) известен как проблема рода. Известно, что почти полициклические группы Н принадлежат одному роду в том и только том случае, когда их пополнения в проконечной топологии топологически изоморфны. Легко видеть, что а:((?) = 1 в случае абелевой группы (7. В то же время существуют достаточно простые примеры неизоморфных нильпотентных групп одного рода. Для класса нильпотентных групп функцию ск(С) исследовали Ф.Харари и П.Пикель, Г.Мислин, К.Лемер и другие (1970-е годы). Для этих групп Ф.Грюневальд и Р.Шарлау показали, что функция а((?) не ограничена даже на классе нильпотентных групп класса 2 (1979). П. Пикель доказал, что род свободной группы в любом нильпотентном многообразии тривиален (1976). Глубокий результат Ф.Грюневальда и Д.Сегала утверждает конечность а (С) для произвольной полициклической группы С (1978). Из этого результата следует, что для фиксированной полициклической группы (? существует алгоритм, распознающий, изоморфна ли произвольная полициклическая группа группе (7.

Проблема рода усложняется при переходе к метабелевым группам. Основываясь на результатах Х.Басса и П.Мурти о группе Пикара группового кольца абелевой группы, П.Пикель построил пример метабелевой группы бесконечного рода и доказал, что род произвольной группы не содержит собственного гомоморфного образа этой группы. Наконец, все еще неизвестно, тривиален ли род абсолютно свободной группы Рп ранга п > 2. Аналогичный вопрос для группы также все еще открыт.

Предположим, что С есть класс групп, имеющий «локально-глобальное свойство для изоморфизма», т.е. для (7 и Н в С имеет место изоморфизм (7 ~ Н тогда и только тогда, когда = 3-(Н). Используя «челночный» алгоритм, легко убедиться, что проблема изоморфизма для конечно определенных групп из С имеет положительное решение. Хотя локально-глобальное свойство не имеет места для полициклических групп, его более слабый вариант все же справедлив: для данного множества X конечных групп существует лишь конечное множество изоморфных классов почти полициклических групп, таких, что ^(С?) = X (Грюневальд - Пикель - Сегал (1980)).

Порождающий ранг. Понятие размерности в линейной алгебре имеет естественный аналог в теории групп. Порождающим рангом <¿(6?) группы (7 называется минимальная мощность ее порождающего множества. П.Линнел и Дж.Вархюрст доказали, что для полициклической группы С? выполняется неравенство с?(С) < «¿((5) + 1 (1981). Здесь с£(С?) обозначает минимальное число топологических порождающих проконечного пополнения группы 6г, так что теорема утверждает, что если все конечные факторы группы С порождаются с1 элементами, то сама группа порождается элементами. Для абелевой группы С? имеет место равенство с£(С?) = ¿{О).

Элементарные теории. Алгоритмические проблемы в многообразиях структур глубоко связаны с фрагментами элементарных теорий этих многообразий. Так проблема равенства в многообразии эквивалентна проблеме разрешимости его универсальной теории (Дж.Мак-Кинси ). Пусть /С - класс алгебраических структур определенной сигнатуры Е. Сигнатуре Е известным образом сопоставляется язык первого порядка Множество Т всех предложений сигнатуры Е, справедливых в некотором классе структур сигнатуры Е, называется элементарной теорией данного класса. Теория называется разрешимой, если существует алгоритм, позволяющий по любому предложению определить, принадлежит ли оно теории или нет. Первым фундаментальным результатом явилась теорема Геделя - Россера (1936) о неразрешимости арифметики. С другой стороны, А.Тарский доказал разрешимость теории поля комплексных чисел (1948). Он же придумал методы определимости и интерпретируемости для доказательства неразрешимости теорий. В самой общей форме основной метод доказательства неразрешимости - метод относительной элементарной определимости - был изобретен и сформулирован ак. Ю.Л. Ершовым. Пусть 5" - структура сигнатуры а. Пусть сг£ - сигнатура, получаемая из а добавлением констант, по одной для каждого элемента из в. Подмножество Ь С 5Г1,п > 1, (относительно) определимо, если существует формула Ф(х),х = (жх,. ,хп) сигнатуры <75, такая, что Ь = {я 6 б""1 : 5 Ф^)}. Аналогично вводятся определимые предикаты, конгруэнции, факторструктуры. Назовем структуру 5о предикатной сигнатуры (Р™г) определимой (с параметрами) в «5, если имеются определимое в 5 подмножество Бг, определимая конгруэнция К на £1, определимые предикаты Р™г на ¿х, согласованные с конгруэнцией К и такие, что факторструктура ¿>1 /К изоморфна 5о- Оказывается, что если в структуре Б определима структура <5о с наследственно неразрешимой элеменатарной теорией, то элементарная теория в также наследственно неразрешима. В качестве ¿>о часто используется стандартная модель арифметики, а также группа Новикова. Метод определимости широко применялся в работах Р.Робинсона и Дж.Робинсон, где, в частности, доказано, что если Я - кольцо полиномов на полем нулевой характеристики или р-адических чисел, то существует р £ Я, такой, что определимо в К. При отождествлении ~ N умножение в N определимо в Я, и, следовательно, Я неразрешимо. До сих пор неизвестен ответ на вопрос: разрешима ли дио-фантова проблема над бесконечным конечно порожденным коммутативным кольцом? Разрешима ли диофантова проблема на полем рациональных чисел? В случае кольца Ъ диофантова проблема, известная как 10-я проблема Гильберта, неразрешима (ак. Ю.В.Матиясевич (1970)).

В области теории групп исходным был вопрос А.Тарского (1945) : разрешима ли элементарная теория свободной неабелевой группы? Положительный ответ дан А.Г.Мясниковым и О.Г.Харлампович.

Широкое внимание привлек класс разрешимых групп. А.И.Мальцев доказал неразрешимость элементарной теории конечно порожденной свободной разрешимой неабелевой группы (1960). В статье чл. корр. АН СССР М.И.Каргаполова и его учеников была выдвинута гипотеза: элементарная теория конечно порожденной нильпотентной группы разрешима тогда и только тогда, когда группа почти абелева (1969).Гипотеза была доказана Ю.Л.Ершовым (1972). М.И.Каргаполов в докладе на международной конференции по теории групп (Канберра, 1973 г.) обобщил гипотезу на конечно порожденные почти разрешимые группы. Н.С.Романовский доказал гипотезу для почти полициклических групп (1980).

Условия конечности для метабелевых групп. Свойства конечной порожденное™ и конечной определенности являются фундаментальными свойствами в теории бесконечных групп. Для группы С? в многообразии групп V свойство конечной определенности приобретает новый смысл - мы называем <2 конечно определенной в V, если (2 имеет код, являющийся объединением конечного числа соотношений и всех тождеств V. Естественный вопрос, когда эта «относительная» конечная определенность влечет «абсолютную», привлек широкое внимание. Уже в случае многообразия метабелевых групп вопрос оказался в высшей степени нетривиальным и привел к открытию замечательного «инварианта Бири-Штребеля», позволяющего эффективно решить алгоритмическую проблему распознаваемости конечной определенности. Пусть <5 конечно порожденная абелева группа, и = Нот((5, К) \ {0} - множество ненулевых характеров из в аддитивную группу М. Инвариант Бири-Штребеля Т,см конечно порожденного йф-модуля М состоит из всех характеров х £ Ф*> Для которых М не является конечно порожденным над полугрупповым кольцом ЪО,х полугруппы <3Х = {д 6 (5: х(о) ^ 0}- Назовем инвариант т-асимметричным, если любое т-точечное подмножество в Е^ содержится в открытом полупространстве пространства <5*. Произвольная конечно порожденная метабелева группа Г является расширением вида М >—► Г Я с абелевыми группами М, (5, причем М обладает естественной структурой конечно порожденного Z(3-мoдyля. Теорема Бири-Штребеля утверждает, что конечно порожденная метабелева группа Г конечно определена тогда и только тогда, когда является 2-асимметричным, т.е. не содержит пары диаметрально противоположных точек. Из конструктивного описания Т,°м следует алгоритмическая разрешимость проблемы распознаваемости конечной определенности в многообразии метабелевых групп. Свойства конечной порожденности и конечной определенности являются лишь первыми двумя в бесконечной цепочке «гомологически-топологических» свойств конечности. По определению группа Г имеет тип -РРП) если тривиальный модуль Ъ обладает проективной резольвентой

-Р ; . . . Рп ----, Рх Р0 » в которой ЙГ-модули Рп,., Рх, Ро конечно порождены. Хорошо известно,что класс РР\-групп совпадает с классом всех конечно порожденных групп, и что конечная определенность влечет РР2.

Р.Бири (1981) высказал гипотезу, описывающую структуру метабелевых РРп -групп в терминах инварианта Произвольная конечно порожденная метабелева группа Г является расширением вида М ¡—> Г с абелевыми группами М, причем М обладает естественной структурой ZQ-мoдyля.

Гипотеза (Р.Бири ). Конечно порожденная метабелева группа Г принадлежит классу РРт при т > 2 в том и только том случае, когда инвариант Т,см является т-асимметричным.

Р.Бири и Р.Штребель доказали сформулированную гипотезу при т = 2. Гипотеза была доказана также для метабелевых групп конечного ранга (X. Оберг (1986)). Бири и Гровз доказали, что «РРт над О» влечет т-асим-метричность инварианта модуля 0> М. Техника доказательства включает гомологическую алгебру.

Автоматные группы. Существование алгоритма, решающего проблему равенства в данной группе 6?, еще не означает возможность проводить реально эффективные вычисления. Нужды теории 3-мерных многообразий привели Кеннона, Тёрстона и Эпстина к созданию теории автоматных групп. В процессе исследования авторы пришли к замечательному определению ав-томатности, представляющему собой сплав свойства «рекурсивности» нормальных форм и чисто геометрического свойства «устойчивости». Пусть А* - свободный моноид над конечным алфавитом А. Мы предполагаем, что А содержит «формально обратные» элементы, т.е состоит из пар символов а, а-1.

Будем говорить, что группа G порождается множеством А, если задано отображение а н-> a G G, a G А, индуцирующее эпиморфизм : А* —» G. Граф Кэли С = Ca{G) состоит из множества вершин VC = G и ребер (= дуг ) из д в да (д G G, а G А). Всякое ребро д —да имеет метку а. Каждое слово w = а^аз . £ А* имеет значение w G G. Кроме того, w определяет путь из д G G в gw: ai а2--аз--д —> даi —>■ даха2 —> дага2а3 .

Подмножество L С А* называется нормальной формой в G, если L = G. Нормальная форма L определяет комбинг (= причёсывание) графа Кэли, а именно, для любой пары д, h G G и любого слова w G L, такого, что w = однозначно определён путь agh из д в h с меткой w. Подмножество L С А* называется регулярным (рациональным) языком, если L распознается конечным автоматом над А или, эквивалентно, L получается из конечного множества применением конечного числа операций объединения, произведения и порождения.

Нормальная форма L устойчива (fellow traveller property), если существует константа к = k(L), такая, что любые пути с метками v,w G L, общим началом и с концами на расстоянии < 1 являются к-близкими в том смысле, что выполняется неравенство d(v(t),w(t)) < k,\/t = 0,1,. Если, более того, неравенство выполняется для путей, начала и, соответственно, концы которых находятся на расстоянии < 1, то L называется биустойчивой. (Би)автоматная структура на группе G - это (би)устойчивая регулярная нормальная форма на G. В то время как автоматность дает эффективное решение проблемы равенства, биавтоматность дает эффективное решение проблемы сопряженности. Примерами автоматных групп являются гиперболические группы (М. J1. Громов (1987)). Примером неавтоматных групп являются все группы SLn(Z)(n > 3). В задаче классификации автоматных арифметических групп получены значительные продвижения, но окончательное решение до сих пор не получено. В качестве подзадачи здесь содержится проблема автоматности групп, действующих на билдингах. В самом деле, например, всякая дискретная подгруппа группы SLn(Qp) действует собственно на ассоциированном билдинге Брюа - Титса. Более общо, пусть А - кусочно евклидов стягиваемый комплекс неположительной кривизны (=САТ(0) комплекс). Пусть G : А - собственное кокомпактное изометрическое действие. Верно ли, что G биавтоматна? Ответ неизвестен даже в случае евклидовых билдингов. В двумерном случае проблема детально рассмотрена С.Герстеном и Х.Шортом, доказавшими биавтоматность фундаментальной группы конечного кусочно евклидова 2-комплекса неположительной кривизны, имеющего тип А\ х А\, Ач , jE?2 или G4. В качестве следствия они получили биавтоматность группы без кручения, действующей собственно и кокомпактно на евклидовом билдинге типа A4. Близкие результаты были получены В.Бальманом и М.Брином, Д.Картрайтом и М.Шапиро, Я.Святковским. Важным общим результатом является теорема Г.Нибло и Л.Ривза о биавтоматности кубических групп.

Связный граф С обладает свойством ограниченного укорачивания 1 если существует к > 0, такое, что для любого негеодезического пути v(t) в С существует к-близкий путь w(t) с теми же концами, что и v(t), но короче, нежели v(t). Важность свойства ограниченного укорачивания для изучения функций роста объясняется теоремой Дж.Кеннона: если группа G порождается конечным множеством А, и Ca(G) обладает FFT- свойством, то язык геодезических в этом графе регулярен. Кроме того, функция роста \ Bn\tn группы G относительно А рациональна.

Свободные подгруппы. Нахождение свободных неабелевых подгрупп иг

1 В англоязычной литературе «falsification by fellow traveller property» или «FFT-property» . рает важную роль в изучении парадокса Банаха - Тарского, функций роста и алгебраической энтропии.

Автоморфизмы. Изучение групп автоморфизмов алгебраических структур важно с алгоритмической точки зрения. Например, пусть G и Н — конечно порожденные нильпотентные группы. Изоморфизм мальцевских пополнений G^ и Н32 имеет место в том и только том случае, когда изоморфны соответствующие Q-алгебры Ли g, f). Решая вопрос об изоморфизме f), мы можем считать, что эти алгебры изоморфны над полем комплексных чисел, так как элементарная теория этого поля разрешима. В этом случае можно применить теорию неабелевых когомологий, из которой следует, что алгебра f) изоморфна алгебре q тогда и только тогда, когда построенный по i) коцикл из множества H1(Gal(Q/Q), Aut$) тривиален. Р.А.Саркисян доказал, что тривиальность коцикла можно алгоритмически распознать при условии выполнимости «принципа Хассе» для односвязных полупростых алгебраических групп, определенных над Q. Таким образом, группа автоморфизмов Aut(o) появляется в проблеме изоморфизма.

Научная новизна. Все результаты, представленные в диссертации, являются новыми на момент их публикации.

Объект исследования. Объектами исследования являются разрешимые группы, коммутативные кольца, группы Ли, кусочно евклидовы комплексы (включая евклидовы билдинги), группы когомологий .

Методы исследования. В работе используются методы геометрической и комбинаторной теории групп (включая вложение Магнуса и кусочно евклидову геометрию), коммутативной алгебры, алгебраической геометрии (включая примарное разложение и группы классов дивизоров) и гомологической алгебры (включая спектральную последовательность Хохшильда -Серра).

Цель и задачи диссертации. Изучение алгоритмических свойств разрешимых групп и групп, действующих на комплексах неположительной кривизны. Решение ряда проблем теории групп: проблемы Каргаполова о разрешимости элементарной теории разрешимой группы, проблемы сопряженности в метабелевых группах, проблемы рода для свободных метабелевых групп. Построение биавтоматных структур на группах автоморфизмов евклидовых билдингов. Доказательство несуществования автоматных структур на модулярных группах Гильберта.

Достоверность научных положений. Достоверность научных положений и полученных результатов обеспечиваются их согласованностью с общепризнанными представлениями. Результаты опубликованы в российских и зарубежных журналах, неоднократно докладывались на семинарах и конференциях. Они известны в научном сообществе и цитируются в работах других авторов. Показатель цитируемости по поисковой системе Google Scholars равен 236 (на ноябрь 2010 г.). Результаты по теме диссертации опубликованы в 1977-2009 годах. Достоверность научных положений и полученных результатов обеспечиваются также положительными рецензиями в реферативных журналах «Математика», Math, reviews, и Zentralblatt fuer Mathematics.

Практическая ценность и область применения результатов. Предлагаемая работа носит теоретический характер. Полученные результаты и методы могут найти применение в дальнейших исследованиях по теории групп. Многие доказанные в диссертации теоремы могут быть включены в спецкурсы для студентов и аспирантов.

Научные положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения и результаты.

1. Решение проблемы сопряженности для конечно порожденных метабелевых групп.

2. Характеризация конечно порожденных разрешимых групп с разрешимой элементарной теорией.

3. Решение проблемы рода для свободной метабелевой группы конечного ранга.

4. Доказательство гипотезы Бири для расщепляемых конечно порожденных метабелевых групп без кручения.

5. Построение биавтоматных структур на группах автоморфизмов евклидовых билдингов. Доказательство неавтоматности модулярной группы Гильберта.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 39 печатных работах, из них 37 статей - в рецензируемых журналах, в т.ч. 29 статей - в журналах и изданиях из перечня ВАК. Без соавторов выполнены 27 опубликованных научных работ по теме диссертации, 12 работ написаны совместно. Из 29 работ в журналах из перечня ВАК 9 выполнены в соавторстве.

Апробация и внедрение результатов. Результаты, полученные в диссертации, докладывались на российских и международных конференциях: в Марселе-Люмини (Франция, 2004), Омске (2008, 2010), Новосибирске (2000, 2003, 2005), Эрлаголе (2000), Франкфурте-на-Майне (Германия, 1999), Биле-фельде (Германия, 2003), Гомеле (1986), Санкт-Петербурге (1982), Кемерове (1987), Кортрайке (Бельгия, 1999), Гаете (Италия, 2003), Варшаве (Польша, 2003), Гданьске (Польша, 2004), Обервольфахе (Германия, 2002, 2008), Красноярске (1993, 2002), Барнауле (1991).

Результаты обсуждались на специализированных семинарах: в Омском государственном университете (1975-2010), Новосибирском государственном университете (1981, 1983, 1987,1994, 2008), в университете Манитобы (Канада, 1991, 1994), университете Кембриджа (Великобритания, 1995), Лондонском университете (Великобритания, 1995), университете Манчестера (Великобритания, 1995), университете Бильги (Турция, 2002, 2005), университете Билефельда (Германия, 1998-2008), университете Франкфурта-на-Майне (Германия, 1995, 1996), университете Дюссельдорфа (Германия, 1999), университете Бонна (Германия, 2003).

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка цитируемой литературы, списка обозначений и списка терминов (предметного указателя). Диссертация содержит 6 рисунков. Список литературы состоит из 155 наименований. Полный объем диссертации составляет 257 страниц машинописного текста.

1. Нерешенные вопросы теории групп (Коуровская тетрадь) / Под ред. В. Д. Мазуров. Новосибирск, 2006. Институт математики СО РАН.

2. Носков Г. А. О сопряженности в метабелевых групах // Матем. заметки. 1982. Т. 31, № 4. С. 495-507.

3. Gupta С. К., Noskov G. A. Conjugacy in centre-by-metabelian groups // Houston J. Math. 1993. Vol. 19, no. 2. Pp. 281-294.

4. Носков Г. А. О проблеме вхождения для кольца многочленов // Сиб. матем. журн. 1978. Т. 19, № 6. С. 1413-1414.

5. Носков Г. А. О примитивных элементах в свободной группе // Матем. заметки. 1981. Т. 30, № 4. С. 497-500.

6. Носков Г. А, О числе порождающих группы // Матем. заметки. 1983. Т. 33, № 4. С. 249-254.

7. Носков Г. А. О числе порождающих кристаллографической группы // Сиб. матем. журн. 1989. Т. 30, № 2. С. 145-150.

8. Носков Г. А. О группах автоморфизмов метабелевых групп // Матем. заметки. 1987. Т. 41, № 1. С. 9-22.

9. Каргаполов М. И., Мерзляков Ю. И. Основы теории групп. 3-е изд. М.: Наука, 1982.

10. Нейман X. Многообразия групп. Москва: Мир, 1969.

11. Ремесленников В. Н., Соколов В. Г. Некоторые свойства вложения Магнуса // Алгебра и логика. 1970. Т. 9. С. 566-578.

12. Саркисян Р. А. Стабильные автоморфизмы некоторых классов групп // Сиб. матем. ж. 1972. Т. 13, № N 5. С. 1090 1106.

13. Романовский Н. С. 0 некоторых алгоритмических проблемах для разрешимых групп // Алгебра и логика. 1974. Т. 13, № 1. С. 26 34.

14. Seidenberg A. Constructions in Algebra // Trans. Amer. Math. Soc. 1975. Vol. 197. Pp. 273 313.

15. Stolzenberg G. Constructive normalization of an algebraic variety // Bull.Amer.Math.Soc. 1968. Vol. 74. Pp. 595-599.

16. Richman F. Constructive Aspects of Noetherian Rings // Proc.Amer.Math.Soc. 1974. Vol. 44. Pp. 436 441.

17. ЗарисскийО., Самюэль П. Коммутативная алгебра. М.: ИЛ, 1963. Т. 2.

18. ЗарисскийО., Самюэль П. Коммутативная алгебра. М.: ИЛ, 1963. Т. 1.

19. Милнор Д. Введение в алгебраическую К-теорию. М.: Мир, 1974.

20. Atiyah М. F., Macdonald I. G. Introduction to commutative algebra. Addis-on-Wesley Publishing Co., Reading, Mass.-London-Don Mills, Ont., 1969. Pp. ix+128.

21. Algebraic Number Theory Proc. of an instructional conference organized by LMS / Ed. by J. W. S. Cassels, A. Frohlich. Academic Press, 1967.

22. Боревич 3., Шафаревич И. Теория чисел. М.: Мир, 1972.

23. Ершов Ю., Палютин Е. Математическая логика (второе издание). Москва: Наука, 1987. Т. 336 стр.

24. Шёнфилд Д. Математическая логика. Москва: Наука, 1975. Т. 528 стр.

25. Robinson R. Undecidable rings // Trans. Amer. Math. Soc. 1951. Vol. 70. Pp. 137-159.

26. Robinson J. The undecidability of algebraic rings and fields // Proc.Amer.Math.Soc. 1959. Vol. 10. P. 950-957.

27. Романовский H. С. Об элементарной теории почти полициклической группы // Матем. сб. 1980. Т. 111 (153), № 1. С. 135-143.

28. Szmielew W. Elementary properties of Abelian groups // Fund. Math. 1954. Vol. 41. Pp. 203-271.

29. Ершов Ю. Jl. Об элементарных теориях групп // Докл. АН СССР. 1972. Т. 203, № 6. С. 1240-1243.

30. Ершов Ю. Л. Неразрешимость некоторых полей // ДАН. 1965. Vol. 161:1. Р. 27-29.

31. Tarski A. A decision method for elementary algebra and geometry. Santa Monica, Calif.: Rand Corporation, 1948.

32. Tarski A. Undecidable theories. In collaboration with A. Mostowski and R. M. Robinson. Amsterdam: North Holland Publishing Company, 1953.

33. Lang S. Algebra. New York: Springer-Verlag, 2002. Vol. 211 of Graduate Texts in Mathematics.

34. Bourbaki N. Commutative algebra. Addison-Wesley, 1972.

35. Bass H., Milnor J., Serre J.-P. Solution of the congruence subroup problem for SLn, (n > 3) and Spn(n > 2) // Inst. Hautes Etudes Sci. Publ. Math. 1967. Vol. 33, no. 1. Pp. 59-137.

36. Ceppe Ж. П. Локальная алгебра и теория кратностей // Математика (сб. переводов). 1963. Т. 7, № 5. С. 3-93.

37. Lang S. Fundamentals of Diophantine Geometry. New York: Springer-Verlag, 1983.

38. Мерзляков Ю. И. Рациональные группы, 2-е издание. Москва: Наука, 1987.

39. Rhemtulla A. Commutators of certain finitely generated soluble groups // Can. J. Math. 1961. Vol. 21, no. 5. Pp. 1160-1164.

40. Hall P. Finiteness conditions for soluble groups // Proc. London Math. Soc. (3). 1954. Vol. 4. Pp. 419-436.

41. Eisenbud D. Commutative algebra. New York: Springer-Verlag, 1995. Vol. 150 of Graduate Texts in Mathematics. Pp. xvi+785. With a view toward algebraic geometry.

42. Бурбаки H. Коммутативная алгебра. Мир, 1971. Т. 707 стр.

43. Носков Г. А. Об элементарной теории конечно порожденной почти разрешимой группы // Изв. АН СССР. Сер. матем. 1983. Т. 47, № 3. С. 465-482.

44. Носков Г. А. Об элементарной теории конечно порождённого коммутативного кольца // Матем. заметки. 1983. Т. 33, № 1. С. 23-29.

45. Borel A. Linear Algebraic Groups, second enlarged edition. New York: Springer-Verlag, 1991.

46. Groves J., Miller C. F. Recognizing free metabelian groups // Illinois J. Math. 1986. Vol. 30. Pp. 246-254.

47. Baumslag G. Residually finite groups with the same finite images // Composite Math. 1974. Vol. 29. Pp. 249-252.

48. Harari F., Pickel P. F. Two conjectures on finitely generated nilpotent groups // Glazgow Math. J. 1972. Vol. 7, no. 1. Pp. 31-33.

49. Hilton P., Mislin G. On the genus of a nilpotent group with finite commutator subgroup // Math. Zeit. 1976. Vol. 146. Pp. 201-211.

50. Mislin G. Nilpotent groups with finite commutator subgroups // Localization in Group Theory and Homotopy Theory, and Related Topics / Ed. by P. Hilton. Vol. 418 of Lecture Notes in Math. Berlin: Springer, 1974. P. 103-120.

51. Lemaire C. A new bound for the genus of a nilpotent group // Comment. Math. Helv. 1976. Vol. 51, no. 2. Pp. 163-169.

52. Grunewald F. J., Scharlau R. A note on a torsion-free finitely generated nilpotent groups of class 2 // J. Algebra. 1979. Vol. 58, no. 1. Pp. 162-175.

53. Pickel P. F. A property of finitely generated residually finite groups // Bull. Austr. Math. Soc. 1976. Vol. 14, no. 3. Pp. 347-350.

54. Grunewald F. J., Segal D. On polycyclic groups with isomorphic finite quotients // Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 1978. Vol. 84, no. 2. P. 235-246.

55. Bass H., Murthy M. P. Grothendieck groups and Picard groups of abelian group rings // Ann. of Math. 1967. Vol. 86. P. 16-73.

56. Pickel P. F. Metabelian groups with the same finite quotients // Bull. Austr. Math. Soc. 1974. Vol. 11, no. 1. Pp. 115-120.

57. Носков Г. А., Ремесленников В. H., Романьков В. А. Бесконечные группы // Итоги науки и техн. Сер. Алгебра. Топол. Геометрия. Москва: ВИНИТИ, 1979. Т. 17. С. 65-157.

58. Носков Г. А. О роде свободной метабелевой группы: Препринт 84-509. Новосибирск: Академия Наук СССР. Сибирское отделение. Вычислительный Центр, 1984. 18 стр.

59. Gupta С. К., Gupta N. D., Noskov G. A. Some applications of Arta-monov-Quillen-Suslin theorems to metabelian inner rank and primitivity // Canad. J. Math. 1994. Vol. 46, no. 2. Pp. 298-307.

60. Gupta С. K., Noskov G. A. On the genus of certain metabelian groups // Algebra Colloq. 1998. Vol. 5, no. 1. Pp. 49-66.

61. Gupta С. K., Noskov G. A. Splitting epimorphisms of free metabelian groups I/ Internat. J. Algebra Comput. 1997. Vol. 7, no. 6. Pp. 697-711.

62. Носков Г. А. Вычисление мультипликатора Шура конечно порожденной метабелевой группы // Вычислительный центр СОАН СССР, Новосибирск. 1984. Т. 84, № 508. С. 22.

63. Носков Г. А. Квазивыпуклость множества неподвижных точек автоморфизма гиперболической группы // Сиб. матем. журн. 1999. Т. 40, № 1. С. 164-166.

64. Носков Г. А. Алгебраические группы с регулярными группами автоморфизмов // Матем. сб. 1977. Т. 103(145), № 3(7). С. 358-366.

65. Gupta N. Free group rings. Contemporary Mathematics, 66. Providence, RI: American Mathematical Society (AMS). XI, 129 p., 1987.

66. Красильников A. H., Шмелькин A. JI. . Применения вложения Магнуса в теории многообразий групп и алгебр Ли // Фундаментальная и прикладная математика. 1999. Т. 5, № 2. С. 493—502.

67. Artamonov V. A. The categories of free metabelian groups and Lie algebras // Comment. Math. Univ. Caroline. 1977. Vol. 18. Pp. 143-151.

68. Quillen D. Projective modules over polynomial rings // Invent. Math. 1976. Vol. 36. Pp. 167-171.

69. Suslin A. A. Projective modules over polynomial rings are free // Dokl. Akad. Nauk. SSSR. 1976. Vol. 229. Pp. 1063-1066.

70. Swan R. G. Projective modules over polynomial rings // Trans. Amer. Math. Soc. 1978. Vol. 137, no. 1. Pp. 111-120.

71. Артамонов В. А. Проективные метабелевы группы и алгебры Ли // Изв. АН СССР. Сер. матем. 1978. Т. 42, № 2. С. 226-236.

72. Gupta С. К., Timoshenko Е. I. Primitivity in the Free Groups of the Variety AmAn // Communications in Algebra. 1996. Vol. 24, no. 9. Pp. 2859-2876.

73. Buchsbaum D., Eisenbud D. What makes a complex exact? //J. Algebra. 1973. Vol. 25. Pp. 259-268.

74. Pickel P. F. Nilpotent-by-finite groups with isomorphic finite quotients // Trans. Amer. Math. Soc. 1973. Vol. 183, no. 1. Pp. 313-325.

75. Bieri R. Homological dimension of discrete groups. Queen Mary College Mathematics Notes. 2nd edition edition. London: Queen Mary College Department of Pure Mathematics, 1981.

76. Браун К. Когомологии групп, 2-е издание. Москва: Наука, 1987.

77. Brown К. Finiteness properties of groups // J. Pure Appl. Alg. 1987. Vol. 44. Pp. 45-75.

78. Serre J.-P. Cohomologie des groupes discrets // Prospects in mathematics (Proc. Sympos., Princeton Univ., Princeton, N.J., 1970). Princeton, N.J.: Princeton Univ. Press, 1971. Pp. 77-169. Ann. of Math. Studies, No. 70.

79. Bestvina M., Brady N. Morse theory and finiteness properties of groups // Invent. Math. 1997. Vol. 129, no. 3. Pp. 445-470.

80. Wall С. T. C. Finiteness conditions for CW-complexes // Ann. of Math. (2). 1965. Vol. 81. Pp. 56-69.

81. Wall С. T. C. Finiteness conditions for CW complexes. II // Proc. Roy. Soc. Ser. A. 1966. Vol. 295. Pp. 129-139.

82. Stallings J. A finitely presented group whose 3-dimensional integral homology is not finitely generated // Am. J. Math. 1963. Vol. 85. Pp. 541-543.

83. Behr H. Arithmetic groups over function fields. I. A complete characterization of finitely generated and finitely presented arithmetic subgroups of reductive algebraic groups //J. Reine Angew. Math. 1998. Vol. 495. P. 79-118.

84. Borel A., Serre J.-P. Corners and arithmetic groups // Comment. Math. Helv. 1973. Vol. 48. Pp. 436-491. Avec un appendice: Arrondissement des variétés à coins, par A. Douady et L. Hérault.

85. Abels H. Finite presentability of S-arithmetic groups. Compact pre-sentability of solvable groups. Berlin: Springer-Verlag, 1987. Vol. 1261 of Lecture Notes in Mathematics.

86. Raghunathan M. A note on quotients of real algebraic groups by arithmetic subgroups // Invent. Math. 1968. Vol. 4. Pp. 318-335.

87. Aberg H. Bieri-Strebel valuations (of finite rank) // Proc. London Math. Soc. 1986. Vol. (3)52. Pp. 269-304.

88. Behr H. Finite presentability of arithmetic groups over global function fields // Proc. Edinburgh Math. Soc. 1987. Vol. (2) 30. Pp. 23-39.

89. Harder G. Minkowskische Reduktionstheorie uber Funktionenkorpern // Invent. Math. 1969. Vol. 7. Pp. 33-54.

90. Stuhler U. Homological properties of certain arithmetic groups in the function field case // Invent. Math. 1980. Vol. 57. Pp. 263-281.

91. Abels H. Finiteness properties of certain arithmetic groups in the function field case // Israel J. Math. 1991. Vol. 76. Pp. 113-128.

92. Abramenko P. Endlichkeitseigenschaften der Gruppen SLn(¥qt.): PhD dissertation / Frankfurt. 1987.

93. Abramenko P. Finiteness properties of some Chevalley groups over¥qt. // Israel J. Math. 1994. Vol. 87. Pp. 203-223.

94. Bieri R., Strebel R. Valuations and finitely presented groups // Proc. London Math. Soc. 1980. Vol. (3) 41. Pp. 439-464.

95. Bieri R., Groves J. The geometry of the set of characters induced by valuations // J. Reine Angew. Math. 1984. Vol. 347. Pp. 168-195.

96. Носков Г. А. Инвариант Бири-Штребеля и гомологические условия конечности для метабелевых групп // Алгебра и логика. 1997. Т. 36, № 2. С. 194-218.

97. Alperin R., Shalen P. Linear groups of finite cohomological dimension // Invent, math. 1982. Vol. 66. Pp. 89-98.

98. Носков Г. А. Целостность группового кольца почти разрешимой группы без кручения из GLn(Q) // Матем. заметки. 1989. Т. 45, № 2. С. 71-78.

99. Носков Г. А. Ограниченные когомологии дискретных групп с коэффициентами // Алгебра и анализ. 1990. Т. 2, № 5. С. 146-164.

100. Носков Г. А. Алгебры быстро убывающих функций на группах и коциклы полиномиального роста // Сиб. матем. журн. 1992. Т. 33, JY2 4. С. 97-103.

101. Mumford D. Algebraic geometry. I. Berlin: Springer-Verlag, 1995. Pp. x+186. Complex projective varieties, Reprint of the 1976 edition.

102. Bridson M. R. Geodesies and curvature in metric simplicial complexes // Group theory from a geometrical viewpoint (Trieste, 1990). River Edge, NJ: World Sci. Publishing, 1991. Pp. 373-463.

103. Cartwright D. I., Shapiro M. Hyperbolic buildings, affine buildings, and automatic groups // Michigan Math. J. 1995. Vol. 42, no. 3. Pp. 511-523.

104. Gersten S. M., Short H. B. Small cancellation theory and automatic groups // Invent. Math. 1990. Vol. 102, no. 2. Pp. 305-334.

105. Gersten S. M., Short H. B. Small cancellation theory and automatic groups, II // Invent. Math. 1991. Vol. 105, no. 4. Pp. 641-662.

106. Ballmann W., Brin M. Polygonal complexes and combinatorial group theory // Geom. Dedicata. 1994. Vol. 2, no. 2. Pp. 165-191.

107. Носков Г. А. Причесывание треугольных билдингов // Сиб. матем. журн. 1999. Т. 40. С. 1109-1120.

108. Niblo G. A., Reeves L. D. The geometry of cube complexes and the complexity of their fundamental groups // Topology. 1998. Vol. 37, no. 3. Pp. 621-633.

109. Bridson M., Haefliger A. Metric Spaces of Non-Positive Curvature. Berlin, Heidelberg: Springer, 1999. Vol. 319 of Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften.

110. Bourbaki N. Groupes et algebres de Lie. Chapitres IV, V et VI. Hermann, 1972.

111. Humphreys J. E. Reflection groups and Coxeter groups. Cambridge Studies in Advanced Mathematics, 29. Cambridge University Press, 1990.

112. Brown K. S. Buildings. Springer Monographs in Mathematics. Second edition. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1996.

113. Neumann W. D., Shapiro M. Automatic structures and boundaries for graphs of groups, // International Journal of Algebra and Computation. 1994. Vol. 4, no. 4. Pp. 591-616.

114. Epstein D. В. A., Cannon J. W., Holt D. F. et al. Word processing and group theory. Jones and Bartlet Publishers, 1992.

115. Morgan J. W., Shalen P. B. Degenerations of hyperbolic structures, I: Valuations, Trees and Surfaces // Ann. of Math. (2). 1984. Vol. 120. Pp. 401-476.

116. Alperin R., Bass H. Length functions of group actions on A-trees // Combinatorial Group Theory and Topology / Ed. by S. Gersten, J. Stallings. Prinston: Princeton University Press, 1991. Ann. of Math. Studies no. 111. Pp. 265-378.

117. Bass H. Group actions on Non-Archimedean trees // Arboreal Group Theory / Ed. by R. C. Alperin. New York: Springer-Verlag, 1991. Mathematical Sciences Research Institute Publications no. 19. Pp. 69-131.

118. Gaboriau D., Levitt G., Paulin F. Pseudogroups of isometries of Ж and Rips' theorem on free actions on Ж-trees // Israel J. Math. 1994. Vol. 87, no. 1-3. Pp. 403-428.

119. Bestvina M., Feighn M. Stable actions of groups on real trees // Invent. Math. 1995. Vol. 122. Pp. 287-321.

120. Noskov G. Group actions on non-Archimedean trees, cube complexes and automata // J. Group Theory. 2000. Vol. 3, no. 1. Pp. 101-112.

121. Носков Г. А. Свойства T, ТА, аменабельность и разрывность для групп, действующих на Ж-деревьях // Алгебра и анализ. 1993. Т. 5, № 3. С. 238-251.

122. Karlsson A., Noskov G. A. The Hilbert metric and Gromov hyperbolicity // Enseign. Math. (2). 2002. Vol. 48, no. 1-2. Pp. 73-89.

123. Alperin R. С., Farb В., Noskov G. A. A strong Schottky lemma for nonposi-tively curved singular spaces // Geom. Dedicata. 2002. Vol. 92. Pp. 235-243. Dedicated to John Stallings on the occasion of his 65th birthday.

124. Alperin R. C., Noskov G. A. Uniform growth, actions on trees and GL2 // Computational and statistical group theory (Las Vegas, NV/Hoboken, NJ, 2001). Providence, RI: Amer. Math. Soc., 2002. Vol. 298 of Contemp. Math. Pp. 1-5.

125. Noskov G. A., Vinberg Ё. B. Strong Tits alternative for subgroups of Coxeter groups // J. Lie Theory. 2002. Vol. 12, no. 1. Pp. 259-264.

126. Karlsson A., Noskov G. A. Some groups having only elementary actions on metric spaces with hyperbolic boundaries // Geom. Dedicata. 2004. Vol. 104. Pp. 119-137.

127. Alperin R. C., Noskov G. A. Nonvanishing of algebraic entropy for geometrically finite groups of isometries of Hadamard manifolds // Internat. J. Algebra Comput. 2005. Vol. 15, no. 5-6. Pp. 799-813.

128. Noskov G. A. Coarsely geodesic metrics on reductive groups (after H. Abels and G. A. Margulis) // Mathematical structures and modeling. No. 15 (Russian). Omsk: Omsk. Gos. Univ., 2005. Pp. 5-17.

129. Karlsson A., Metz V., Noskov G. A. Horoballs in simplices and Minkowski spaces // Int. J. Math. Math. Sci. , Art. ID 23656. 2006. P. 20.

130. Грюневальд Ф., Носков Г. А. Большие гиперболические решетки // Алгебра и логика. 2009. Т. 48. С. 174-189.

131. Noskov G. A. Geodesies in the Heisenberg group: an elementary approach // Siberian Electronic Mathematical Reports. 2008. Vol. 5. P. 177-188.

132. Cannon J. The combinatorial structure of cocompact discrete hyperbolic groups // Geom. Dedicata. 1984. Vol. 16, no. 2. Pp. 123-148.

133. Brink B., B.Howlett R. A finiteness property and an automatic structure for Goxeter groups // Math. Ann. 1993. Vol. 296, no. 2. Pp. 179-190.

134. Noskov G. A. Combing Euclidean buildings // Geom. Topol. 2000. Vol. 4. Pp. 85-116.

135. Culler M., Morgan J. Group actions on R-trees // Proc. London Math. Soc. (3). 1987. Vol. 55. Pp. 571-604.

136. Scott P., Wall T. Topological methods in group theory // Homological group theory (Proc. Sympos., Durham, 1977) / Ed. by H. Bass. Cambridge-New York: Cambridge Univ. Press, 1979. London Math. Soc. Lecture Note Ser. no. 36. Pp. 137-203.

137. Geoghegan R. Topological methods in group theory. New York: Springer-Verlag, 2008. Vol. 243 of Graduate Texts in Mathematics.

138. Niblo G., Reeves L. Groups acting on CAT(0) cube complexes // Geom. Topol. 1997. Vol. 1. P. approx. 7 pp. (electronic).

139. Gromov M. Hyperbolic groups // Essays in group theory. New York: Springer, 1987. Vol. 8 of Math. Sci. Res. Inst. Publ. Pp. 75-263.

140. Shapiro M. Automatic structure and graphs of groups // Topology '90 (Columbus, OH, 1990). Berlin: de Gruyter, 1992. Vol. 1 of Ohio State Univ. Math. Res. Inst. Publ. Pp. 355-380.

141. Neumann W. D., Shapiro M. Automatic structures, rational growth, and geometrically finite hyperbolic groups // Invent. Math. 1995. Vol. 120.

142. Cannon J. W. The combinatorial structure of cocompact discrete hyperbolic groups // Geom. Dedicata. 1984. Vol. 16, no. 2. Pp. 123-148.

143. Noskov G. A. Growth of certain non-positively curved cube groups // European J. Combin. 2000. Vol. 21, no. 5. Pp. 659-666.

144. Noskov G. A. Bounded shortening in Coxeter complexes and buildings // Mathematical structures and modeling, No. 8 (Russian). Omsk: Omsk. Gos. Univ., 2001. Pp. 10-14.

145. Brink В., Howlett R. Parallel Wall Theorem // Preprint, University of Sydney. 1998.

146. Cooper D., Long D. D., Reid A. W. Infinite Coxeter groups are virtually indicable. // Proc. Edinb. Math. Soc., II. 1998. Vol. 41, no. 2. Pp. 303-313.

147. Epstein D. B. A., Cannon J. W., Holt D. F. et al. Word processing in groups. Boston, MA: Jones and Bartlett Publishers, 1992. Pp. xii+330.

148. Pittet C. Hilbert modular groups and isoperimetric inequalities // Combinatorial and geometric group theory (Edinburgh 1993) / London Math. Soc. Vol. 204 of Lecture Note Ser. 1993. Pp. 259-268.

149. Ballmann W., Gromov M., Schroeder V. Manifolds of nonpositive curvature. Boston, MA: Birkhäuser Boston Inc., 1985. Pp. vi+263.