Groupes approximatifs en théorie des modèles

par Jean-Cyrille Massicot

Thèse de doctorat en Mathématiques

Sous la direction de Frank-Olaf Wagner.

Soutenue le 28-09-2018

à Lyon , dans le cadre de École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de ICJ - Institut Camille Jordan (Villeurbanne, Rhône) (laboratoire) .

Le président du jury était Françoise Point.

Le jury était composé de Frank-Olaf Wagner, Élisabeth Bouscaren, Luca Zamboni.

Les rapporteurs étaient Dugald Macpherson, Pierre Simon.


  • Résumé

    Une partie symétrique X d'un groupe G est un sous-groupe K-approximatif s'il existe une partie finie E ⊂ G de taille K telle que X2 ⊂ E.X. L'étude combinatoire des groupes approximatifs a grandement bénéficié des apports de la Théorie des Modèles : en 2009, Hrushovski montre qu'une ultralimite de groupes approximatifs finis possède une composante connexe modèle-théorique, donc un quotient localement compact X/H. En appliquant les résultats de Gleason et Yamabe sur le cinquième problème de Hilbert, cela permet de trouver un morphisme vers un groupe de Lie, et d'en déduire des résultats de nilpotence. Cela a permis à Breuillard, Green et Tao de classifier tous les groupes approximatifs finis, en retrouvant un quotient X/H de manière combinatoire. Dans cette thèse, on s'intéresse à la construction d'un sous-groupe H type-définissable et d'indice borné, qui garantit l'existence d'un quotient localement compact. On montre que l'approche combinatoire de Breuillard, Green et Tao peut être vue de cette manière, et on la généralise à tous les groupes approximatifs définissablement moyennables. On montre aussi que si H est type-définissable dans un langage L∗, alors on peut construire un sous-groupe H qui est type-définissable sur un langage réduit L, et toujours d'indice borné. L'existence de H ne dépend donc pas du choix du langage

  • Titre traduit

    Approximate subgroups in Model theory


  • Résumé

    A symmetric subset X in a group G is a K-approximate subgroup if there exists a finite set E ⊂ G of cardinality K such that X2 ⊂ E.X. The study of approximate subgroups in multiplicative combinatorics experienced a significate advance through the use of model theory. In 2009, Hrushovski showed that an ultralimit of finite approximate subgroups has a model-theoretic connected component, thus a locally compact quotient X/H. Using the results of Gleason and Yamabe about Hilbert’s fifth problem, this allows the construction of a morphism to a Lie group, and deduce some results about nilpotency. This lead to the theorem of Breuillard, Green and Tao classifying all finite approximate subgroups, using a combinatorial construction of the quotient X/H. In this thesis, we are intersested in the conditions needed to construct a type definable subgroup H of bounded index in X. This implies the existence of a locally compact quotient.We show that the combinatorial construction of Breuillard, Green and Tao can be seen in a definable way, and give a generalisation to all definably amenable approximate subgroups. Also, we show that if H is type-definable in a language L∗, then it is possible to construct a subgroup H which is type-definable in a reduct L, still with bounded index. Thus the existence of a subgroup H does not depend on the choice of a base language.


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