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FINITELY PRESENTED GROUPS

 
Introduction
      Overview of Facilities
      The Construction of Finitely Presented Groups
 
Free Groups and Words
      Construction of a Free Group
      Construction of Words
      Access Functions for Words
      Arithmetic Operators for Words
      Comparison of Words
      Relations
 
Construction of an FP-Group
      The Quotient Group Constructor
      The FP-Group Constructor
      Construction from a Finite Permutation or Matrix Group
      Construction of the Standard Presentation for a Coxeter Group
      Conversion from a Special Form of FP-Group
      Construction of a Standard Group
      Construction of Extensions
      Accessing the Defining Generators and Relations
 
Homomorphisms
      General remarks
      Construction of Homomorphisms
      Accessing Homomorphisms
 
Abelian, Nilpotent and Soluble Quotient
      Abelian Quotient
      p-Quotient
      The Construction of a p-Quotient
      Nilpotent Quotient
      Soluble Quotient
 
Subgroups
      Specification of a Subgroup
      Index of a Subgroup: The Todd-Coxeter Algorithm
      Implicit Invocation of the Todd-Coxeter Algorithm
      Constructing a Presentation for a Subgroup
      Introduction
      Rewriting
 
Subgroups of Finite Index
      Low Index Subgroups
      Subgroup Constructions
      Properties of Subgroups
 
Coset Spaces and Tables
      Coset Tables
      Coset Spaces: Construction
      Coset Spaces: Elementary Operations
      Accessing Information
      Double Coset Spaces: Construction
      Coset Spaces: Selection of Cosets
      Coset Spaces: Induced Homomorphism
 
Simplification
      Reducing generating sets
      Tietze transformations
 
Representation Theory
 
Bibliography







DETAILS

 
Introduction

      Overview of Facilities

      The Construction of Finitely Presented Groups

 
Free Groups and Words

      Construction of a Free Group
            FreeGroup(n) : RngIntElt -> GrpFP
            Example GrpFP_1_Free (H22E1)

      Construction of Words
            G ! [ i_1, ..., i_s ] : GrpFP, [ RngIntElt ] -> GrpFPElt
            Identity(G) : GrpFP -> GrpFPElt
            Random(G, m, n) : GrpFPElt, RngIntElt, RngIntElt -> GrpFPElt

      Access Functions for Words
            # w : GrpFPElt -> RngIntElt
            ElementToSequence(w) : GrpFPElt -> [ RngIntElt ]
            ExponentSum(w, x) : GrpFPElt, GrpFPElt -> RngIntElt
            GeneratorNumber(w) : GrpFPElt -> RngIntElt
            LeadingGenerator(w) : GrpFPElt -> GrpFPElt
            Parent(w) : GrpFPElt -> GrpFP
            Example GrpFP_1_WordAccess (H22E2)

      Arithmetic Operators for Words
            u * v : GrpFPElt, GrpFPElt -> GrpFPElt
            u ^ n : GrpFPElt, RngIntElt -> GrpFPElt
            u ^ v : GrpFPElt, GrpFPElt -> GrpFPElt
            (u, v) : GrpFPElt, GrpFPElt -> GrpFPElt
            (u_1, ..., u_n) : List(GrpFPElt) -> GrpFPElt

      Comparison of Words
            u eq v : GrpFPElt, GrpFPElt -> BoolElt
            u ne v : GrpFPElt, GrpFPElt -> BoolElt
            u lt v : GrpFPElt, GrpFPElt -> BoolElt
            u le v : GrpFPElt, GrpFPElt -> BoolElt
            u ge v : GrpFPElt, GrpFPElt -> BoolElt
            u gt v : GrpFPElt, GrpFPElt -> BoolElt
            Example GrpFP_1_Words (H22E3)

      Relations
            w_1 = w_2 : GrpFPElt, GrpFPElt -> GrpFPRel
            r[1] : GrpFPRel, RngIntElt -> GrpFPElt
            r[2] : GrpFPRel, RngIntElt -> GrpFPElt
            r[1] = w : GrpFPRel, RngIntElt, GrpFPElt -> GrpFPRel
            r[2] = w : GrpFPRel, RngIntElt, GrpFPElt -> GrpFPRel
            f(r) : Hom(GrpFP), GrpFPRel -> GrpFPRel
            Parent(r) : GrpFPRel -> GrpFP
            Example GrpFP_1_Relations (H22E4)

 
Construction of an FP-Group

      The Quotient Group Constructor
            quo< F | R > : GrpFP, List -> GrpFP, Hom(Grp)
            G / H : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            Example GrpFP_1_Symmetric1 (H22E5)
            Example GrpFP_1_Symmetric2 (H22E6)
            Example GrpFP_1_Modular (H22E7)

      The FP-Group Constructor
            Group< X | R > : List(Var), List(GrpFPRel) -> GrpFP, Hom(Grp)
            Example GrpFP_1_Tetrahedral (H22E8)
            Example GrpFP_1_ThreeInvols (H22E9)
            Example GrpFP_1_Coxeter (H22E10)

      Construction from a Finite Permutation or Matrix Group
            FPGroup(G) : GrpPerm -> GrpFP, Hom(Grp)
            FPGroupStrong(G) : GrpPerm -> GrpFP, Hom(Grp)
            FPGroupStrong(G, N) : GrpPerm, GrpPerm -> GrpFP, Hom(Grp)
            Example GrpFP_1_FPGroup1 (H22E11)

      Construction of the Standard Presentation for a Coxeter Group
            CoxeterGroup(GrpFP, W) : Cat, GrpCox -> GrpFP, Map
            Example GrpFP_1_FPCoxeterGroups (H22E12)

      Conversion from a Special Form of FP-Group
            FPGroup(G) : GrpPC -> GrpFP, Hom(Grp)
            Example GrpFP_1_FPGroup2 (H22E13)

      Construction of a Standard Group
            AbelianGroup(GrpFP, [n_1,...,n_r]): Cat, [ RngIntElt ] -> GrpFP
            AlternatingGroup(GrpFP, n) : Cat, RngIntElt -> GrpFP
            BraidGroup(n) : RngIntElt -> GrpFP
            CoxeterGroup(GrpFP, t) : Cat, MonStgElt -> GrpFP
            CyclicGroup(GrpFP, n) : Cat, RngIntElt -> GrpFP
            DihedralGroup(GrpFP, n) : Cat, RngIntElt -> GrpFP
            ExtraSpecialGroup(GrpFP, p, n : parameters) : Cat, RngIntElt, RngIntElt -> GrpFP
            ImprimitiveReflectionGroup(GrpFP,{ m, p, n}) : Cat, RngIntElt, RngIntElt, RngIntElt -> GrpFP
            SymmetricGroup(GrpFP, n) : Cat, RngIntElt -> GrpFP
            Example GrpFP_1_StandardGroups (H22E14)

      Construction of Extensions
            Darstellungsgruppe(G) : GrpFP -> GrpFP
            DirectProduct(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            DirectProduct(Q) : [ GrpFP ] -> GrpFP
            FreeProduct(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            FreeProduct(Q) : [ GrpFP ] -> GrpFP
            Example GrpFP_1_ControlExtn (H22E15)
            Example GrpFP_1_DirectProduct (H22E16)

      Accessing the Defining Generators and Relations
            G . i : GrpFP, RngIntElt -> GrpFPElt
            Generators(G) : GrpFP -> { GrpFPElt }
            NumberOfGenerators(G) : GrpFP -> RngIntElt
            PresentationLength(G) : GrpFP -> RngIntElt
            Relations(G) : GrpFP -> [ GrpFPRel ]

 
Homomorphisms

      General remarks

      Construction of Homomorphisms
            hom< P -> G | S > : Struct , Struct -> Map
            IsSatisfied(U, E) : { RelElt }, [ GrpElt ] -> BoolElt

      Accessing Homomorphisms
            w @ f : GrpFPElt, Map -> GrpElt
            H @ f : GrpFP, Map -> Grp
            g @@ f : GrpElt, Map -> GrpFPElt
            H @@ f : Grp, Map -> GrpFP
            Domain(f) : Map -> Grp
            Codomain(f) : Map -> Grp
            Image(f) : Map -> Grp
            Kernel(f) : Map -> Grp
            Example GrpFP_1_Homomorphism (H22E17)

 
Abelian, Nilpotent and Soluble Quotient

      Abelian Quotient
            AbelianQuotient(G) : GrpFP -> GrpAb, Map
            ElementaryAbelianQuotient(G, p) : GrpFP, RngIntElt -> GrpAb, Map
            AbelianQuotientInvariants(G) : GrpFP -> [ RngIntElt ]
            AbelianQuotientInvariants(H) : GrpFP -> [ RngIntElt ]
            AbelianQuotientInvariants(G, n) : GrpFP, RngIntElt -> [ RngIntElt ]
            AbelianQuotientInvariants(H, n) : GrpFP, RngIntElt -> [ RngIntElt ]
            TorsionFreeRank(G) : GrpFP -> RngIntElt
            Example GrpFP_1_F27 (H22E18)
            Example GrpFP_1_modular-abelian-quotient (H22E19)

      p-Quotient

      The Construction of a p-Quotient
            pQuotient(F, p, c: parameters) : GrpFP, RngIntElt, RngIntElt -> GrpPC, Map, SeqEnum
            Example GrpFP_1_pQuotient1 (H22E20)
            Example GrpFP_1_pQuotient2 (H22E21)
            Example GrpFP_1_pQuotient3 (H22E22)
            Example GrpFP_1_pQuotient4 (H22E23)

      Nilpotent Quotient
            NilpotentQuotient(G, c: parameters) : GrpFP, RngIntElt -> GrpGPC, Map
            Example GrpFP_1_NilpotentQuotient1 (H22E24)
            SetVerbose("NilpotentQuotient", n) : MonStgElt, RngIntElt ->
            Example GrpFP_1_NilpotentQuotient2 (H22E25)

      Soluble Quotient
            SolvableQuotient(G : parameters): GrpFP, RngIntElt -> GrpPC, Map, SeqEnum, MonStgElt
            Example GrpFP_1_SolubleQuotient1 (H22E26)
            SolvableQuotient(F, n : parameters): GrpFP, RngIntElt -> GrpPC, Map, SeqEnum, MonStgElt
            Example GrpFP_1_SolubleQuotient2 (H22E27)

 
Subgroups

      Specification of a Subgroup
            sub< G | L > : GrpFP, List -> GrpFP
            sub< G | f > : GrpFP, Hom(Grp) -> GrpFP
            ncl< G | L > : GrpFP, List -> GrpFP
            ncl<G | f> : GrpFP, Hom(Grp) -> GrpFP
            Example GrpFP_1_Subgroups1 (H22E28)
            Example GrpFP_1_Subgroups2 (H22E29)

      Index of a Subgroup: The Todd-Coxeter Algorithm
            ToddCoxeter(G, H: parameters) : GrpFP, GrpFP -> RngIntElt, Map, RngIntElt, RngIntElt
            Index(G, H: parameters) : GrpFP, GrpFP -> RngIntElt
            Example GrpFP_1_Index1 (H22E30)
            Order(G: parameters) : GrpFP -> RngIntElt
            Example GrpFP_1_Order11 (H22E31)
            Example GrpFP_1_HN (H22E32)
            Example GrpFP_1_Family (H22E33)

      Implicit Invocation of the Todd-Coxeter Algorithm
            SetGlobalTCParameters(: parameters) : ->
            UnsetGlobalTCParameters() : ->
            Example GrpFP_1_ImplicitCosetEnumeration (H22E34)

      Constructing a Presentation for a Subgroup

      Introduction

      Rewriting
            Rewrite(G, H : parameters) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP, Map
            Example GrpFP_1_Rewrite (H22E35)

 
Subgroups of Finite Index

      Low Index Subgroups
            LowIndexSubgroups(G, R : parameters) : GrpFP, RngIntElt -> [ GrpFP ]
            Example GrpFP_1_Lix1 (H22E36)
            Example GrpFP_1_Lix2 (H22E37)
            LowIndexProcess(G, R : parameters) : GrpFP, RngIntElt -> Process(Lix)
            NextSubgroup(~P) : Process(Lix) ->
            ExtractGroup(P) : Process(Lix) -> GrpFP
            ExtractGenerators(P) : Process(Lix) -> { GrpFPElt }
            IsEmpty(P) : Process(Lix) -> BoolElt
            Example GrpFP_1_Lix3 (H22E38)
            Example GrpFP_1_Lix4 (H22E39)
            Example GrpFP_1_Lix5 (H22E40)

      Subgroup Constructions
            H ^ u : GrpFP, GrpFPElt -> GrpFP
            H meet K : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            Core(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            GeneratingWords(G, H) : GrpFP, GrpFP -> { GrpFPElt }
            MaximalOvergroup(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            MinimalOvergroup(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            H ^ G : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            Normaliser(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            SchreierGenerators(G, H : parameters) : GrpFP, GrpFP -> { GrpFPElt }
            SchreierSystem(G, H) : GrpFP, GrpFP -> {@ GrpFPElt @}, Map
            Transversal(G, H, K) : GrpFP, GrpFP, GrpFP -> {@ GrpFPElt @}, Map
            Example GrpFP_1_SubgroupConstructions (H22E41)
            Example GrpFP_1_SchreierGenerators (H22E42)

      Properties of Subgroups
            u in H : GrpFPElt, GrpFP -> BoolElt
            u notin H : GrpFPElt, GrpFP -> BoolElt
            H eq K : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            H != K : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            H subset K : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            H notsubset K : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            IsConjugate(G, H, K) : GrpFP, GrpFP, GrpFP -> BoolElt, GrpFPElt
            IsNormal(G, H) : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            IsMaximal(G, H) : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            IsSelfNormalizing(G, H) : GrpFP, GrpFP -> BoolElt
            Example GrpFP_1_SubgroupOps (H22E43)
            Example GrpFP_1_BuildSubgroups (H22E44)

 
Coset Spaces and Tables

      Coset Tables
            CosetTable(G, H: parameters) : GrpFP, GrpFP -> Map
            CosetTableToRepresentation(G, T): GrpFP, Map -> Map, GrpPerm, Grp
            CosetTableToPermutationGroup(G, T) : GrpFP, Map -> GrpPerm
            Example GrpFP_1_CosetTable1 (H22E45)

      Coset Spaces: Construction
            CosetSpace(G, H: parameters) : GrpFP, GrpFP: -> GrpFPCos
            RightCosetSpace(G, H: parameters) : GrpFP, GrpFP -> GrpFPCos

      Coset Spaces: Elementary Operations
            H * g : GrpFP, GrpFPElt -> GrpFPCosElt
            C * g : GrpFPCosElt, GrpFPElt -> GrpFPCosElt
            C * D : GrpFPCosElt, GrpFPCosElt -> GrpFPCosElt
            g in C : GrpFPElt, GrpFPCosElt -> BoolElt
            g notin C : GrpFPElt, GrpFPCosElt -> BoolElt
            C1 eq C2 : GrpFPCosElt, GrpFPCosElt -> BoolElt
            C1 ne C2 : GrpFPCosElt, GrpFPCosElt -> BoolElt

      Accessing Information
            # V : GrpFPCos -> RngIntElt
            Action(V) : GrpFPCos -> Map
            <i, w> @ T : GrpFPCosElt, GrpFPElt, Map -> GrpFPElt
            ExplicitCoset(V, i) : GrpFPCos, RngIntElt -> GrpFPCosElt
            IndexedCoset(V, w) : GrpFPCos, GrpFPElt -> GrpFPCosElt
            IndexedCoset(V, C) : GrpFPCos, GrpFPCosElt -> GrpFPCosElt
            Group(V) : GrpFPCos -> GrpFP
            Subgroup(V) : GrpFPCos -> GrpFP
            IsComplete(V) : GrpFPCos -> BoolElt
            ExcludedConjugates(V) : GrpFPCos -> { GrpFPElt }
            Transversal(G, H) : GrpFP, GrpFP -> {@ GrpFPElt @}, Map
            Example GrpFP_1_CosetTable2 (H22E46)
            Example GrpFP_1_CosetSpace (H22E47)
            Example GrpFP_1_DerSub (H22E48)
            Example GrpFP_1_ExcludedConjugates (H22E49)

      Double Coset Spaces: Construction
            DoubleCoset(G, H, g, K ) : GrpFP, GrpFP, GrpFPElt, GrpFP -> GrpFPDcosElt
            DoubleCosets(G, H, K) : GrpFP, GrpFP, GrpFP -> { GrpFPDcosElt }
            Example GrpFP_1_DoubleCosets (H22E50)

      Coset Spaces: Selection of Cosets
            CosetsSatisfying(T, S: parameters) : Map, { GrpFPElt }: -> { GrpFPCosElt }
            Example GrpFP_1_CosetSatisfying (H22E51)

      Coset Spaces: Induced Homomorphism
            CosetAction(G, H) : Grp, Grp -> Hom(Grp), GrpPerm, Grp
            CosetAction(V) : GrpFPCos, Grp -> Hom(Grp), GrpPerm
            CosetImage(G, H) : Grp, Grp -> GrpPerm
            CosetImage(V) : GrpFPCos, Grp -> GrpPerm
            CosetKernel(G, H) : GrpFP, GrpFP -> GrpFP
            CosetKernel(V) : GrpFPCos -> GrpFP
            Example GrpFP_1_Co1 (H22E52)
            Example GrpFP_1_G23 (H22E53)

 
Simplification

      Reducing generating sets
            ReduceGenerators(G) : GrpFP -> GrpFP, Map

      Tietze transformations
            Simplify(G: parameters) : GrpFP -> GrpFP
            Example GrpFP_1_Simplify1 (H22E54)
            SimplifyLength(G: parameters) : GrpFP -> GrpFP
            TietzeProcess(G: parameters) : GrpFP -> Process(Tietze)
            ShowOptions(~P : parameters) : Process(Tietze) ->
            SetOptions(~P : parameters) : Process(Tietze) ->
            Simplify(~P : parameters) : Process(Tietze) ->
            SimplifyLength(~P : parameters) : Process(Tietze) ->
            Eliminate(~P: parameters) : Process(Tietze) ->
            Search(~P: parameters) : Process(Tietze) ->
            SearchEqual(~P: parameters) : Process(Tietze) ->
            Group(P) : Process(Tietze) -> GrpFP, Map
            NumberOfGenerators(P) : Process(Tietze) -> RngIntElt
            NumberOfRelations(P) : Process(Tietze) -> RngIntElt
            PresentationLength(P) : Process(Tietze) -> RngIntElt
            Example GrpFP_1_F276 (H22E55)
            Example GrpFP_1_ReduceGeneratingSet (H22E56)
            Example GrpFP_1_F29 (H22E57)
            Example GrpFP_1_L372 (H22E58)

 
Representation Theory
      GModulePrimes(G, A) : GrpFP, GrpFP -> SetMulti
      GModulePrimes(G, A, B) : GrpFP, GrpFP, GrpFP -> SetMulti
      GModule(G, A, p) : GrpFP, GrpFP, RngIntElt -> ModGrp, Map
      GModule(G, A, B, p) : GrpFP, GrpFP, GrpFP, RngIntElt -> ModGrp, Map
      Example GrpFP_1_RepresentationTheory (H22E59)

 
Bibliography