Graphe de CayleyEn mathématiques, un graphe de Cayley (du nom d'Arthur Cayley) est un graphe qui encode la structure d'un groupe. C'est un outil important pour l'étude de la combinatoire et de la géométrie des groupes. Étant donné un groupe et une partie génératrice de ce groupe, le graphe de Cayley Cay(G,S) est construit comme suit : À chaque élément de , on associe un sommet . À chaque élément de , on associe une couleur . Pour tout et , on trace une arête orientée de couleur du sommet vers le sommet .
Théorie des groupesvignette|Le Rubik's cube illustre la notion de groupes de permutations. Voir groupe du Rubik's Cube. La théorie des groupes est en mathématique, plus précisément en algèbre générale, la discipline qui étudie les structures algébriques appelées groupes. Le développement de la théorie des groupes est issu de la théorie des nombres, de la théorie des équations algébriques et de la géométrie. La théorie des groupes est étroitement liée à la théorie des représentations.
Max DehnMax Dehn ( – ) est un mathématicien allemand. Il a étudié les fondements de la géométrie avec Hilbert à Göttingen en 1899, et obtenu une preuve du théorème de Jordan pour les polygones. En 1900, il a soutenu sa thèse sur le rôle du dans la géométrie axiomatique. En 1900, il a aussi résolu le troisième problème de Hilbert. Il était en poste de 1900 à 1911 à l'université de Münster. Ses intérêts se tournent ensuite vers la topologie et la théorie combinatoire des groupes.
Présentation d'un groupeEn théorie des groupes, un groupe peut se définir par une présentation, autrement dit, la donnée d'un ensemble de générateurs et d'un ensemble de relations que ceux-ci vérifient. La possibilité d'une telle définition découle de ce que tout groupe est quotient d'un groupe libre. En général, une présentation d'un groupe G se note en écrivant entre crochets une liste de lettres et une liste minimale de mots sur cet alphabet, chaque mot étant censé valoir 1 dans le groupe et aucune relation n'existant entre les lettres, hormis celles-là et leurs conséquences.
Word (group theory)In group theory, a word is any written product of group elements and their inverses. For example, if x, y and z are elements of a group G, then xy, z−1xzz and y−1zxx−1yz−1 are words in the set {x, y, z}. Two different words may evaluate to the same value in G, or even in every group. Words play an important role in the theory of free groups and presentations, and are central objects of study in combinatorial group theory. Let G be a group, and let S be a subset of G. A word in S is any expression of the form where s1,.
Groupe hyperboliqueEn théorie géométrique des groupes — une branche des mathématiques — un groupe hyperbolique, ou groupe à courbure négative, est un groupe de type fini muni d'une métrique des mots vérifiant certaines propriétés caractéristiques de la géométrie hyperbolique. Cette notion a été introduite et développée par Mikhaïl Gromov au début des années 1980. Il avait remarqué que beaucoup de résultats de Max Dehn concernant le groupe fondamental d'une surface de Riemann hyperbolique ne reposaient pas sur le fait qu'elle soit de 2 ni même que ce soit une variété, mais restaient vrais dans un contexte beaucoup plus général.
Conjugacy problemIn abstract algebra, the conjugacy problem for a group G with a given presentation is the decision problem of determining, given two words x and y in G, whether or not they represent conjugate elements of G. That is, the problem is to determine whether there exists an element z of G such that The conjugacy problem is also known as the transformation problem. The conjugacy problem was identified by Max Dehn in 1911 as one of the fundamental decision problems in group theory; the other two being the word problem and the isomorphism problem.
Braid groupIn mathematics, the braid group on n strands (denoted ), also known as the Artin braid group, is the group whose elements are equivalence classes of n-braids (e.g. under ambient isotopy), and whose group operation is composition of braids (see ). Example applications of braid groups include knot theory, where any knot may be represented as the closure of certain braids (a result known as Alexander's theorem); in mathematical physics where Artin's canonical presentation of the braid group corresponds to the Yang–Baxter equation (see ); and in monodromy invariants of algebraic geometry.
Finitely generated groupIn algebra, a finitely generated group is a group G that has some finite generating set S so that every element of G can be written as the combination (under the group operation) of finitely many elements of S and of inverses of such elements. By definition, every finite group is finitely generated, since S can be taken to be G itself. Every infinite finitely generated group must be countable but countable groups need not be finitely generated. The additive group of rational numbers Q is an example of a countable group that is not finitely generated.
Undecidable problemIn computability theory and computational complexity theory, an undecidable problem is a decision problem for which it is proved to be impossible to construct an algorithm that always leads to a correct yes-or-no answer. The halting problem is an example: it can be proven that there is no algorithm that correctly determines whether arbitrary programs eventually halt when run. A decision problem is a question which, for every input in some infinite set of inputs, answers "yes" or "no"..
Group isomorphism problemIn abstract algebra, the group isomorphism problem is the decision problem of determining whether two given finite group presentations refer to isomorphic groups. The isomorphism problem was formulated by Max Dehn, and together with the word problem and conjugacy problem, is one of three fundamental decision problems in group theory he identified in 1911. All three problems are undecidable: there does not exist a computer algorithm that correctly solves every instance of the isomorphism problem, or of the other two problems, regardless of how much time is allowed for the algorithm to run.
Small cancellation theoryIn the mathematical subject of group theory, small cancellation theory studies groups given by group presentations satisfying small cancellation conditions, that is where defining relations have "small overlaps" with each other. Small cancellation conditions imply algebraic, geometric and algorithmic properties of the group. Finitely presented groups satisfying sufficiently strong small cancellation conditions are word hyperbolic and have word problem solvable by Dehn's algorithm.
Groupe de CoxeterUn groupe de Coxeter est un groupe engendré par des réflexions sur un espace. Les groupes de Coxeter se retrouvent dans de nombreux domaines des mathématiques et de la géométrie. En particulier, les groupes diédraux, ou les groupes d'isométries de polyèdres réguliers, sont des groupes de Coxeter. Les groupes de Weyl sont d'autres exemples de groupes de Coxeter. Ces groupes sont nommés d'après le mathématicien H.S.M. Coxeter. Un groupe de Coxeter est un groupe W ayant une présentation du type: où est à valeurs dans , est symétrique () et vérifie , si .
Problème du motLe problème du mot est un problème de décision en algèbre abstraite. Il consiste, pour une présentation donnée d'une structure algébrique, à répondre algorithmiquement (à décider) à la question suivante : étant donné une paire de termes et de la structure, est-ce que l'égalité est satisfaite ? Le premier problème de mot dont on a démontré l'indécidabilité fut le problème du mot dans les groupes. La démonstration a été annoncée par Tarski en 1949 et publiée dans le livre Undecidable Theories.
Théorie combinatoire des groupesEn mathématiques, la théorie combinatoire des groupes est la théorie des groupes libres et des présentations d'un groupe par générateurs et relations. Elle est très utilisée en topologie géométrique, le groupe fondamental d'un complexe simplicial héritant, d'une façon naturelle et géométrique, d'une telle présentation. Elle est aujourd'hui englobée en grande partie par la théorie géométrique des groupes, qui utilise de plus des techniques extérieures à la combinatoire.
Transformation de NielsenEn mathématiques, et notamment dans le domaine de l'algèbre, les transformations de Nielsen sont un outil important dans la théorie combinatoire des groupes. Ce sont certains automorphismes d'un groupe libre et elles sont très utiles dans l'étude des groupes libres. Elles portent le nom du mathématicien danois Jakob Nielsen, qui les a introduites en 1921 pour prouver que tout sous-groupe d'un groupe libre est libre (le théorème de Nielsen-Schreier), et elles sont maintenant utilisées dans une variété de domaines mathématiques.
