lunes, 23 de abril de 2012

Parece trivial...

Revisando la tesis de David Grynkiewicz, hallé esto.

Proposición. Sean $A$ y $B$ subconjuntos de un grupo finito (y abeliano, si se quiere). Si $|A|+|B|\geq |G|+1$, entonces $G=A+B$.

Tiene cara de trivial, pero necesité más de dos líneas para convencerme. Veamos.
  1. Los conjuntos $B$ y $g-B$ tienen la misma cardinalidad para cualquier $g\in G$.
  2. Recordemos el buen principio de inclusión y exclusión: $|A\cup B|=|A|+|B|-|A\cap B|$.
Ahora bien, si $A\cap (g-B)$ fuera vacío para algún $g\in G$, entonces $|A\cup(g-B)|=|A|+|B|\geq |G|+1$. Pero eso significa que un subconjunto de $G$, ¡es más grande que $G$ mismo! (por eso ha de decir Grynkiewicz que se usa el principio de las casillas). Esta imposibilidad implica que, para cualquier $g\in G$, hay al menos un $a\in A$ y un $b\in B$ tal que $a=g-b$, o lo que es lo mismo, $g=a+b$. Y, efectivamente, $G=A+B$.

Cerca la bala para darle mate a mi objetivo. Pero no. Aunque justifica la opinión de Emmanuel Amiot de que dos trozos lo suficientemente grandes de $G$ siempre deben cubrir a $G$.

P. D.: Por cierto, nuevamente transgredí mi principio de no hablar de "tecnicismos" por el puro disfrute de la Matemática. Sin embargo, queda derogado, y a partir de ahora lo haré de vez en cuando; espero que a alguna que otra persona le agrade.

P. D. 2: Gracias a un artículo de Hamidoune me entero que este teorema es bastante viejo, pues ya aparece en un libro de H. B. Mann de 1965.

6 comentarios:

Anónimo dijo...

De hecho, no es necesario pedir que el grupo sea abeliano.

Una consecuencia del resultado es que en un campo finito todo elemento es suma de dos cuadrados.

Saludos.

J. H. S.

Octavio dijo...

¡Cierto!

Interesante y apasionante consecuencia...

Lo triste es que no me acerca tampoco a mi objetivo.

Saludotes también.

José Hdz. Stgo. dijo...

Es también una parte de un ejercicio en el libro de Grupos de J. Rotman (la otra parte consiste en deducir lo que mencioné sobre los elementos de un campo finito). Rotman le atribuyé también el resultado a H. B. Mann. No obstante, es importante añadir que el resultado es al menos de 1952 (ver, H. B. Mann. On products of sets of groups elements. Canad. J. Math. 4 (1952), 64-66). Hago enfásis en el al menos porque es claro que ya estaba en al aire cuando Mann probó el teorema α-β (c. 1942). Un dato más: ayer se mencionó que la hipótesis de que G sea abeliano no es esencial. Hoy agregamos el apunte que basta con que G sea un cuasi-grupo.

Saludos.

Moraleja: Cuidado con los "apuntes históricos" que no vienen de trabajos académicos puramente históricos.

Octavio dijo...

Por supuesto, mi hermano...

Quizá mi comentario debió hacer más énfasis en que, obviamente, el libro representa una cota inferior para la antigüedad del resultado (la empuja, como observas, el artículo más antiguo del mismo Mann).

Y, bueno, estarle quitando hipótesis a la proposición seguro que es posible (no sé hasta qué punto), lo mismo que con otras cuestiones semejantes que ya he mencionado aquí. Pero la estructura de mi interés es grupo y además abeliano, así que de momento le pongo las hipótesis que de por sí ya están para no preocuparme demasiado.

Y vaya: acepto que es una preocupación matemática de lo más loable y legítima. En mi opinión, sin embargo, es algo que viene después de satisfacer la curiosidad respecto a una pregunta concreta. De lo contrario, la pila de estudio se va llenando más y más y se corre el riesgo de tener un desbordamiento de memoria. Al menos, mi memoria es mucho muy limitada, :(

Octavio dijo...

Olvidé también agradecer que me dejes tantos comentarios tan llenos de acierto... Son harto motivantes.

Más saludos y un abrazo.

Octavio dijo...

Por cierto...

Y esto es prueba de lo limitado de mi memoria.

Hasta ahora recuerdo por qué me gustó la entrada de la resticidad cuadrática del -1.

Ahí está, ¿verdad?