Научная статья на тему 'Layer-finiteness of Some Groups'

Layer-finiteness of Some Groups Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
2
0
Читать
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
periodic part / layer-finite group / almost layer-finite group / Shunkov group / периодическая часть / слойно конечная группа / почти слойно конечная группа / группа Шункова

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Vladimir I. Senashov

Infinite groups with finiteness conditions for an infinite system of subgroups are studied. Groups with a condition: the normalizer of any non-trivial finite subgroup is a layer-finite group or the normalizer of any non-trivial finite subgroup has a layer-finite periodic part are studied for beginning in the locally finite class of group, then in the class of periodic groups of Shunkov and finally in the class of Shunkov groups which are contain a strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part. The group 𝐺 is called the Shunkov group if for any prime 𝑝 and for every finite subgroups 𝐻 from 𝐺 any two conjugate elements of order 𝑝 from the factor-group 𝑁𝐺(𝐻)/𝐻 generate a finite subgroup. Results for almost layer-finite groups and groups with almost layer-finite periodic part are transferred to layer-finite groups and groups with layer-finite periodic part. New characterizations of layer-finite groups and groups with layer-finite periodic part are obtained.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Предварительный просмотрDOI: 10.26516/1997-7670.2024.48.145
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Слойная конечность в некоторых группах

Изучаются бесконечные группы с условиями конечности для бесконечной системы подгрупп. Группы с условием: нормализатор любой нетривиальной конечной подгруппы является слойно конечной группой или нормализатор любой нетривиальной конечной подгруппы имеет слойно конечную периодическую часть, изучаются сначала в классе локально конечных групп, затем в классе периодических групп Шункова и, наконец, в классе групп Шункова, содержащих сильно вложенную подгруппу с почти слойно конечной периодической частью. Группа 𝐺 называется группой Шункова, если для любого простого числа 𝑝 и для любой конечной подгруппы 𝐻 из 𝐺 любые два сопряженных элемента порядка 𝑝 из фактор-группы 𝑁𝐺(𝐻)/𝐻 порождают конечную подгруппу. Результаты для почти слойно конечных групп и групп с почти слойно конечной периодической частью переносятся на слойно конечные группы и группы со слойно конечной периодической частью. Получены новые характеризации слойно конечных групп и групп со слойно конечной периодической частью.

Текст научной работы на тему «Layer-finiteness of Some Groups»

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ SHORT PAPERS

Серия «Математика» 2024. Т. 48. С. 145—151

Онлайн-доступ к журналу: http://mathizv.isu.ru

ИЗВЕСТИЯ

Иркутского государственного университета

Research article

УДК 519.45 MSC 20F99

DOI https://doi.org/10.26516/1997-7670.2024.48.145

Layer-finiteness of Some Groups

Vladimir I. Senashov1 K

1 Institute of Computational Modelling SB RAS, Krasnoyarsk, Russian Federation K sen1112home@mail.ru

Abstract. Infinite groups with finiteness conditions for an infinite system of subgroups are studied. Groups with a condition: the normalizer of any non-trivial finite subgroup is a layer-finite group or the normalizer of any non-trivial finite subgroup has a layer-finite periodic part are studied for beginning in the locally finite class of group, then in the class of periodic groups of Shunkov and finally in the class of Shunkov groups which are contain a strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part. The group G is called the Shunkov group if for any prime p and for every finite subgroups H from G any two conjugate elements of order p from the factor-group Ng (H)/H generate a finite subgroup. Results for almost layer-finite groups and groups with almost layer-finite periodic part are transferred to layer-finite groups and groups with layer-finite periodic part. New characterizations of layer-finite groups and groups with layer-finite periodic part are obtained.

Keywords: periodic part, layer-finite group, almost layer-finite group, Shunkov group

Acknowledgements: The work was performed in the framework of the state assignment of ICM SB RAS, project no. 0287-2021-0002. This work is supported by the Krasnoyarsk Mathematical Center and financed by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (Agreement No. 075-02-2024-1429).

For citation: Senashov V.I. Layer-finiteness of Some Groups. The Bulletin of Irkutsk State University. Series Mathematics, 2024, vol. 48, pp. 145-151. https://doi.org/10.26516/1997-7670.2024.48.145

146

V. I. SENASHOV

Научная статья

Слойная конечность в некоторых группах В.И.Сенашов1и

1 Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, Российская Федерация

И sen1112home@mail.ru

Аннотация. Изучаются бесконечные группы с условиями конечности для бесконечной системы подгрупп. Группы с условием: нормализатор любой нетривиальной конечной подгруппы является слойно конечной группой или нормализатор любой нетривиальной конечной подгруппы имеет слойно конечную периодическую часть, изучаются сначала в классе локально конечных групп, затем в классе периодических групп Шункова и, наконец, в классе групп Шункова, содержащих сильно вложенную подгруппу с почти слойно конечной периодической частью. Группа G называется группой Шункова, если для любого простого числа р и для любой конечной подгруппы Н из G любые два сопряженных элемента порядка р из фактор-группы Ng (Н)/Н порождают конечную подгруппу. Результаты для почти слойно конечных групп и групп с почти слойно конечной периодической частью переносятся на слойно конечные группы и группы со слойно конечной периодической частью. Получены новые характеризации слойно конечных групп и групп со слойно конечной периодической частью.

Ключевые слова: периодическая часть, слойно конечная группа, почти слойно конечная группа, группа Шункова

Благодарности: Работа выполнена в рамках госзадания ИВМ СО РАН (базовый проект № 0287-2021-0002). Работа поддержана Красноярским математическим центром, финансируемым Минобрнауки РФ (Соглашение 075-02-2024-1429).

Ссылка для цитирования: Senashov V. I. Layer-finiteness of Some Groups // Известия Иркутского государственного университета. Серия Математика. 2024. Т. 48. C. 145-151.

https://doi.org/10.26516/1997-7670.2024.48.145

1. Introduction

Infinite groups with finiteness conditions include periodic, locally finite groups. Later, finiteness conditions appeared for a system of subgroups, which include the conjugately biprimitively finite groups [16] we are studying, or, in modern terminology, Shunkov groups. This paper continues to study the question of how the properties of subgroups influence the structure of the group. O. Yu. Schmidt was the first to consider such issues in our country (see, for example, [15]). We recall some necessary definitions:

Definition 1. A layer-finite group is a group whose set of elements of any given order is finite.

Известия Иркутского государственного университета. Серия «Математика». 2024. Т. 48. С. 145-151

The concept of a layer-finite group first appeared without a name in the work of S. N. Chernikov [8], then in his subsequent works layer-finite groups received a complete description (see, for example, [9]).

Definition 2. An almost layer-finite group is an extension of a layer-finite group by a finite group.

Definition 3. By the periodic part of a group we mean the set of its elements of finite order if the latter is a group [3].

Definition 4. The group G is called the Shunkov group if for any prime p and for every finite subgroups H from G any two conjugate elements of order p from the factor-group Nq(H)/H generate a finite subgroup.

The author noted that a number of results for almost layer-finite groups and groups with almost layer-finite periodic part are easily transferred to layer-finite groups and groups with layer-finite periodic part.

Recently, a number of works have also been devoted to the study of Shunkov groups [1;2; 10-14].

2. Main results

V. P. Shunkov proved the next Theorem

Theorem 1. (V. P. Shunkov, Theorem 1 from [4]). A locally finite group G if and only if is almost layer-finite if G satisfies the condition: the normalizer of any non-trivial finite subgroup of G is an almost layer-finite group.

On the base of this result we will prove

Theorem 2. A locally finite group G if and only if is layer-finite if G satisfies the condition: the normalizer of any non-trivial finite subgroup of G is a layer-finite group.

Proof. Let G be a locally finite group and the normalizer of any non-trivial finite subgroup of G is a layer-finite group. By Theorem 1, the group G is almost layer-finite. Since in an almost layer-finite group there is a finite normal subgroup, then the normalizer of this subgroup is layer-finite by conditions of the theorem and so G is layer-finite group. The theorem is proved. □

Previously, the author characterized groups with a condition: the normalizer of any non-trivial finite subgroup of G is an almost layer-finite group or has an almost layer-finite periodic part. Shunkov's groups with such condition was studied under additional restrictions: either the periodic group contains a strongly embedded subgroup [5], or the periodic group does not contain subgroups of the form PSL2(q) [6], or the group contains

148

V.I. SENASHOV

a strongly embedded subgroup with a Chernikov periodic part, the periodic group contains a strongly embedded almost layer-finite subgroup, or the group contains a strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part [7].

Theorem 3. (V. I. Senashov, [5]). Let periodic group of Shunkov G contains a strongly embedded subgroup. If in G the normalizer of any nontrivial finite subgroups is almost layer-finite, then the group G is almost layer-finite.

This Theorem we can formulate for layer finiteness of group and subgroups instead of almost layer finiteness.

Theorem 4. Let periodic group of Shunkov G contains a strongly embedded subgroup. If in G the normalizer of any non-trivial finite subgroups is layer-finite, then the group G is layer-finite.

Proof. Let G be a periodic group of Shunkov and in G the normalizer of any non-trivial finite subgroups is layer-finite. By Theorem 3 the group G is almost layer-finite. Since in an almost layer-finite group there is a finite normal subgroup, then the normalizer of this subgroup is layer-finite by conditions of the theorem and so G is layer-finite group. The theorem is proved. □

The following two theorems characterize almost layer-finite groups in the class of periodic Shunkov groups under additional restrictions: in Theorem 5 in the absence of third-order elements in the group, and in Theorem 6 under a weaker restriction in the absence in the group of subgroups of the form PSL2(q).

Theorem 5. (V. I. Senashov, [6]). Let G be a periodic Shunkov group without third order elements. If in G the normalizer of any non-trivial finite subgroup is almost layer-finite, then the group G is also almost layer-finite.

Theorem 6. (V. I. Senashov, [6]). Let G be a periodic Shunkov group without subgroups of the form PSL2(q). If in G the normalizer of any nontrivial finite subgroup is almost layer-finite, then the group G is also almost layer-finite.

These two theorems can similarly be reformulated for layer-finite groups instead of almost layer-finite groups.

Theorem 7. Let G be a periodic Shunkov group without third order elements. If in G the normalizer of any non-trivial finite subgroup is layer-finite, then the group G is also layer-finite.

Theorem 8. Let G be a periodic Shunkov group without subgroups of the form PSL2(q). If in G the normalizer of any non-trivial finite subgroup is layer-finite, then the group G is also layer-finite.

Известия Иркутского государственного университета. Серия «Математика». 2024. Т. 48. С. 145-151

The proofs of Theorems 7 and 8 are similar to the proof of Theorem 4.

Let us present another theorem for the Shunkov group with strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part in which nor-malizer of any non-trivial finite subgroup has an almost layer-finite periodic part.

Three articles of the author are devoted to the proof of the following theorem.

Theorem 9. (V. I. Senashov, [7]). Let a Shunkov group contains a strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part. If in the group the normalizer of any non-trivial finite subgroup has an almost layer-finite periodic part, then the group itself has an almost layer-finite periodic part.

This Theorem we can formulate for layer finiteness of periodic parts of group and periodic parts of subgroups instead of almost layer finiteness of them.

Theorem 10. Let a Shunkov group contains a strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part. If in the group the normalizer of any non-trivial finite subgroup has a layer-finite periodic part, then the group has a layer-finite periodic part.

Proof. Let G be a group of Shunkov with strongly embedded subgroup with an almost layer-finite periodic part in which normalizer of any non-trivial finite subgroup has a layer-finite periodic part. By Theorem 9 the group G has an almost layer-finite periodic part P. Since in an almost layer-finite group P there is a finite characteristic subgroup К, then the normalizer of the subgroup К coincide with the group G and has a layer-finite periodic part by conditions of the theorem. So G has a layer-finite periodic part. The theorem is proved. □

Despite the ease of proof, the results obtained are new. Previously, similar results were obtained with restrictions on soluble subgroups. Without using Theorem 9, the proof of Theorem 10 would be quite long (the proof of the similar theorem of the author takes up 12 journal pages).

3. Conclusion

New characterizations of layer-finite groups and groups with layer-finite periodic part are obtained.

References

1. Durakov B.E. On groups saturated by finite Frobenius groups with complements of even orders. Algebra and Logic, 2021, vol. 60, pp. 560-574. https://doi.org/10.33048/alglog.2021.60.604 (in Russian)

15С

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

2

3

V. I. SENASHOV

Durakov B.E., Sozutov A.I. On groups with involutions saturated by finite frobenius groups. Sib. Math. J., 2022, vol. 63, pp. 1256-1265. https://doi.org/10.33048/smzh.2022.63.607 (in Russian) Kurosh A.G. Group theory. Moscow, Science Publ., 1967, 648 p. Senashov V.I., Shunkov V.P. Almost layer finiteness of the periodic part of a group without involutions. Discrete Math., 2003, vol. 15, no. 3, pp. 91-104. https://doi.org/10.4213/dm208 (in Russian)

Senashov V.I. Structure of an infinite Sylow subgroup in some periodic Shunkov groups. Discrete Math., 2002, vol. 14, pp. 133-152. https://doi.org/10.4213/dm268 (in Russian)

Senashov V.I. Characterization of Shunkov groups. Ukranian math. journal, 2008, vol. 60, pp. 1110-1118. (in Russian)

Senashov V.I. On groups with a strongly embedded subgroup that has an almost layer-finite periodic part. Ukranian math. journal, 2012, vol. 64, pp. 384-391. (in Russian)

Chernikov S.N. On the theory of infinite p-groups. Dokl. Academy of Sciences of the USSR, 1945, pp. 71-74. (in Russian)

Chernikov S.N. Groups with given properties of systems of subgroups. Moscow, Nauka Publ.,384 p.

Shlepkin A.A. On Shunkov groups saturated by general linear groups. Sib. Math. J. 2016, vol. 57, pp. 222-235. https://doi.org/10.17377/smzh.2016.57.116 (in Russian)

Shlepkin A.A. On one sufficient condition for the existence of a periodic part in the Shunkov group. The Bulletin of Irkutsk State University. Series Mathematics, 2017, vol. 22, pp. 90-105. https://doi.org/10.26516/1997-7670.2017.22.90 Shlepkin A.A. On a periodic part of a Shunkov group saturated with wreathed groups. Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2018, vol. 24, pp. 281285. https://doi.org/10.21538/0134-4889-2018-24-3-281-285 (in Russian Shlepkin A.A. On the periodic part of the Shunkov group saturated with linear groups of degree 2 over finite fields of even characteristic. Chebyshevskii Sbornik, 2019, vol. 20, pp. 399-407. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-4-399-407 (in Russian)

Shlepkin A.A. On Sylow 2-subgroups of Shunkov groups saturated with L3(2m) groups. Trudy Instituta Matematiki i Mekhaniki UrO RAN, 2019, vol. 25, pp. 275282. https://doi.org/10.21538/0134-4889-2019-25-4-275-282 (in Russian) Shmidt O.Yu. Groups all of whose subgroups are special. Math. Sbornik, 1924, no. 31, pp. 366-372. (in Russian)

Shunkov V.P. On Chernikov p-groups. All-Union Algebraic Symposium. Abstracts of reports, 1975, pp. 189-190. (in Russian)

Список источников

Дураков Б. Е. О группах, насыщенных конечными группами Фробениуса с дополнениями чётных порядков // Алгебра и логика. 2021. Т. 60. С. 560-574. https://doi.org/10.33048/alglog.2021.60.604

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Дураков Б. Е., Созутов А. И. О группах с инволюциями, насыщенными конечными группами Фробениуса // Сибирский математический журнал. 2022. Т. 63. С. 1256-1265.

Курош А. Г. Теория групп. М. : Наука, 1967. 648 с. https://doi.org/10.33048/smzh.2022.63.607

ия Иркутского государственного университета. «Математика». 2024. Т. 48. С. 145-151

4. Сенашов В. И., Шунков В. П. Почти слойная конечность периодической части группы без инволюций // Дискретная математика. 2003. Т. 15, № 3. С. 91-104. https://doi.org/10.4213/dm208

5. Сенашов В. И. Строение бесконечной силовской подгруппы в некоторых периодических группах Шункова // Дискретная математика. 2002. Т. 14, № 4. С. 133-152. https://doi.org/10.4213/dm268

6. Сенашов В. И. Характеризации групп Шункова // Украинский математический журнал. 2008. Т. 60, № 8. С. 1110-1118.

7. Сенашов В. И. О группах с сильно вложенной подгруппой, имеющей почти слойно конечную периодическая часть // Украинский математический журнал. 2012. Т. 64, № 3. С. 384-391.

8. Черников С. Н. К теории бесконечных р-групп // Докл. АН СССР. 1945. С. 71-74.

9. Черников С. Н. Группы с заданными свойствами систем подгрупп. М. : Наука, 1980. 384 с.

10. Шлепкин А. А. О группах Шункова, насыщенных общими линейными группами // Сибирский математический журнал. 2016. Т. 57. С. 222-235. https://doi.org/10.17377/smzh.2016.57.116

11. Шлепкин А. А. Об одном достаточном условии существования периодической части в группе Шункова // Известия Иркутского государственного университета. Серия Математика. 2017. Т. 22. С. 90-105. https://doi.org/10.26516/1997-7670.2017.22.90

12. Шлепкин А. А. О периодической части группы Шункова, насыщенной сплетенными группами // Труды ИММ УрО РАН. 2018. № 3(24). С. 281-285. https://doi.org/10.21538/0134-4889-2018-24-3-281-285

13. Шлепкин А. А. О периодической части группы Шункова, насыщенной линейными группами степени 2 над конечными полями четной характеристики // Чебышевский сборник. 2019. Т. 20, № 4. С. 399-407. https://doi.org/10.22405/2226-8383-2019-20-4-399-407

14. Шлепкин А. А. О силовских 2-подгруппах групп Шункова, насыщенных группами Ьэ(2т) // Труды ИММ УрО РАН. 2019. Т. 25. С. 275-282. https://doi.org/10.21538/0134-4889-2019-25-4-275-282

15. Шмидт О. Ю. Группы, все подгруппы которых специальные // Математический сборник. 1924. № 31. С. 366-372.

16. Шунков В. П. О черниковских р-группах. Всесоюзный алгебраический симпозиум : тез. докл. Гомель, 1975. С. 189-190.

Об авторах

Сенашов Владимир Иванович,

д-р физ.-мат. наук, проф., Институт вычислительного моделирования СО РАН, Красноярск, 660036, Российская Федерация, sen1112home@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-8487-5688

About the authors Vladimir I. Senashov, Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Institute of Computational Modelling SB RAS, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation, sen1112home@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-8487-5688

Поступила в 'редакцию / Received 07.12.2023 Поступила после рецензирования / Revised 30.01.2024 Принята к публикации / Accepted 07.02.2024

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.