Einführung in die kombinatorische und die geometrische Gruppentheorie

Dieses Buch ist auf der Grundlage von Vorlesungen über kombinatorische und geometrische Gruppentheorie an der Universität Dortmund entstanden. Es richtet sich hauptsächlich an Studierende der Mathematik in mittleren und höheren Semestern, aber auch an Studierende anderer Fachrichtungen, besonders der Informatik. Es setzt Vorkenntnisse voraus, wie sie in der Regel in einer zweisemestrigen Einführung in die lineare Algebra und in die Analysis im ersten Studienjahr vermittelt werden. Hilfreich sind natürlich zusätzliche Kenntnisse aus Algebra und Gruppentheorie.

Das Buch kann eigenständig, begleitend zu Vorlesungen, oder als Nachschlagewerk verwendet werden. Es ist so konzipiert, dass es zu einigen Forschungsschwerpunkten in der kombinatorischen und der geometrischen Gruppentheorie führt. Die Beweise sind in ihrer Ausführlichkeit und der Präzision der mathematischen Formulierung so dargestellt, dass sie dem oben aufgeführten Leserkreis verständlich sein sollten. Bei einigen nicht vollständig bewiesenen Hinweisen auf aktuelle Forschungen sind detaillierte Literaturhinweise angegeben.

Zentraler Schwerpunkt des Buches ist sowohl im kombinatorischen als auch im geometrischen Teil die algorithmische Betrachtung der klassischen Entscheidungsprobleme wie das von Max Dehn 1911 formulierte Wort-, Konjugations- und Isomorphieproblem für Gruppenpräsentierungen. In der kombinatorischen Gruppentheorie werden besonders die freien Gruppen, die Beschreibungen von Gruppen durch Erzeugende und Relationen und die Faktorisierungen von Gruppen zusammen mit den Nielsen-, Reidemeister-Schreier- und Todd-Coxeter-Verfahren behandelt.

In der geometrischen Gruppentheorie werden nach der Kürzungstheorie mittels Diagrammen besonders die hyperbolischen und automatischen Gruppen behandelt, sowie die Untersuchung der Entscheidungsprobleme mit Hilfe des Dehn-Algorithmus.