512.54+512.55+5

На правах рукописи

УДК 512.54+512.55+512.54.03 БУНИНА ЕЛЕНА ИГОРЕВНА Автоморфизмы и элементарная эквивалентность групп Шевалле и других производных структур 01.01.06 математическая логика, алгебра и теория чисел.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва 2010

Работа выполнена на кафедре высшей алгебры Механико-математического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносо ва.

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор А. В. Михалев

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, член-корр. РАН Л. Д. Беклемишев доктор физико-математических наук, профессор В. М. Левчук доктор физико-математических наук, профессор А. А. Туганбаев

Ведущая организация: Омский филиал Института математики им. С.Л. Соболева СО РАН

Защита диссертации состоится “ ” 2010 г. в 16 ч. 45 мин. на заседании диссертационного совета Д.501.001.84 при Московском государ ственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: Российская Феде рация, 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, механико-математический факультет, аудитория 14-08.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Механико-математичес кого факультета МГУ (Главное здание, 14 этаж).

Автореферат разослан “ ” 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д.501.001.84 при МГУ доктор физико-математических наук, профессор А. О. Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Работа посвящена автоморфизмам и изоморфиз мам групп Шевалле над кольцами, а также элементарной эквивалентности различных производных структур (в том числе групп Шевалле).

Автоморфизмы и изоморфизмы линейных и классических групп задача, изучаемая математиками с начала прошлого века. Линейные группы являют ся традиционным объектом исследования математиков. Различные вопросы, связанные с их структурой, изучались К. Жорданом, Л. Диксоном, Б. ван дер Варденом, Г. Вейлем, Ж. Дьедонне, Ж. Титсом и их многочисленными последователями в огромном количестве работ. Ко второй половине XX века сложилось несколько крупных направлений исследования линейных групп, среди которых изучение нормальных подгрупп, описание линейных групп с помощью образующих и определяющих соотношений, описание подгрупп, порожденных некоторыми специальными элементами, а также описание ав томорфизмов и изоморфизмов между линейными группами.

Изучение автоморфизмов классических групп началось работой Шрайера и Ван-дер-Вардена1 1928 г., в которой были описаны автоморфизмы группы 3) над произвольным полем. Затем Дьедонне2 в 1951 г. и Ри PSL n (n карт3 в 1950 г. ввели метод инволюций, с помощью которого были описаны автоморфизмы группы GL n (n 3) над телом.

Первый шаг в построении теории автоморфизмов над кольцами, а именно для группы GL n (n 3) над кольцом целых чисел, сделали Хуа Логен и Райнер4 в 1951 г. В 1957 г. Лэндин и Райнер5, а также Вань Чжесянь6 обоб щили результат Хуа Логена и Райнера на некоммутативные области главных идеалов.

Методы отмечавшихся выше работ основывались главным образом на изу чении инволюций в рассматриваемых группах. В 1976 г. О’Мира7 придумал совершенно новый так называемый метод вычетных пространств, не исполь зующий инволюций, с помощью которого ему удалось описать автоморфиз Schreier O., van der Varden B.L. Die Automorphismen der projektiven Gruppen. Abh. Math. Sem. Univ.

Hamburg, 1928, 6, 303–322.

Dieudonne J. On the automorphisms of the classical groups. Mem. Amer. Math. Soc., 1951, 2, 1–95.

Rickart C.E. Isomorphic group of linear transformations. Amer. J. Math, 1950, 72, 451–464.

Hua L.K., Reiner I., Automorphisms of unimodular groups, Trans. Amer. Math. Soc., 71, 1951, 331–348.

Landein I., Reiner I. Automorphisms of the general linear group over a principal ideal domain. Ann. Math., 1957, 65(3), 519–526.

Wan C.A. The automorphism of linear group over a noncommutative principal ideal domain of characteristic = 2. Acta Math. Sinica, 1957, 7, 533–573.

O’Meara O.T., The automorphisms of linear groups over any integral domain, J. reine angew. Math., 223, 1966, 56–100.

мы группы GL n (n 3) над областями целостности. Независимо от О’Миры, опираясь на изучение инволюций, автоморфизмы группы En (R) (n 3) над областями целостности характеристики = 2 описал Янь Шицзянь8 (1965 г.).

Помфрэ и Макдональд9 в 1972 г. определили автоморфизмы группы GL n (n 3) над коммутативным локальным кольцом, в котором двойка обрати ма. Обратимость в кольце двойки дает возможность привлекать к изучению автоморфизмов группы GL n технику, опирающуюся на изучение инволюций.

Г.А. Носков 10 и В.Я. Блошицын11 в 1975 г. описали автоморфизмы группы GL n (R) (n 3), если R коммутативное кольцо, которое не порождается делителями нуля, с обратимой двойкой. В.С. Дроботенко и Э.Я. Погориляк в 1977 г. сделали то же для конечных сумм локальных колец, Макдональд в 1978 г. если коммутативное кольцо R содержит только нулевой и единич ный идемпотенты.

Уотерхауз14 в 1980 г. доказал стандартность автоморфизмов групп GL n (n 3) над произвольным коммутативным кольцом с обратимой двойкой.

Если 2 необратимый элемент коммутативного локального кольца R, то ав томорфизмы групп SL n (R), GL n (R) были изучены В.М. Петечуком в 1980 г.

при n 415 и в 1982 г. при n = 316. Основываясь на результатах над локаль ными кольцами в 1982 г. В.М. Петечук 17 описал автоморфизмы линейных групп GL n, SL n (n 4) над произвольными коммутативными кольцами.

В качестве результатов для некоммутативных колец в 1980-х годах в ра боте И.З. Голубчиком и А.В. Михалевым 18 было дано описание изоморфиз мов групп GL n (R) и GL m (S) над ассоциативными кольцами R и S с 2 при 3, и несколько иным способом в работе Е.И. Зельманова19. Затем, в n, m Shi-jian Yan. Linear groups over a ring. Chinese Math., 1965, 7(2), 163–179.

Pomfret I., McDonald B.R. Automorphisms of GL n (R), R a local ring. Trans. Amer. Math. Soc., 1972, 173, 379–388.

Носков Г.А. Автоморфизмы группы GL n (O) при dim M ax(O) n 2. Мат. Заметки, 1975, 17(2), 285–291.

Блошицын В.Я. Автоморфизмы общей линейной группы над коммутативным кольцом, не порождае мым делителями нуля. Алгебра и логика, 1978, 17(6), 639–642.

Дроботенко В.С., Погориляк Е.Я. Автоморфизмы полной линейной группы над некоммутативным полулокальным кольцом. УМН, 1977, 32(2), 157–158.

McDonald B.R., Automorphisms of GL n (R)., Trans. Amer. Math. Soc., 215, 1976, 145–159.

Waterhouse W.C. Automorphisms of GLn (R). Proc. Amer. Math. Soc., 1980, 79, 347–351.

Петечук В.М. Автоморфизмы групп SL n, GL n над некоторыми локальными кольцами. Математи ческие заметки, 28(2), 1980, 187–206.

Петечук В.М. Автоморфизмы групп SL 3 (K), GL 3 (K). Математические заметки, 31(5), 1982, 657–668.

Петечук В.М. Автоморфизмы матричных групп над коммутативными кольцами. Математический сборник, 1982, 117(4), 534–547.

Голубчик И.З., Михалев А.В. Изоморфизмы общей линейной группы над ассоциативным кольцом.

Вестник МГУ, серия математика, 1983, 3, 61–72.

Зельманов Е.И. Изоморфизмы полных линейных групп над ассоциативными кольцами. Сибирский математический журнал, 1985, 26(4), 49–67.

1997 году И.З. Голубчиком20 описание изоморфизмов между общими линей ными группами было продолжено на случай произвольных ассоциативных колец и n, m 4.

С другой стороны, теория алгебраических групп также является одной из важнейших областей современной алгебры. Она возникла в середине XX века, на стыке алгебраической геометрии, теории групп и теории Ли, и в настоящее время имеет приложения как в этих, так и в других областях математики:

теории конечных групп, теории чисел, теории инвариантов, теории диффе ренциальных уравнений и т. д. Центральное место в теории алгебраических групп занимают полупростые алгебраические группы и их непосредственное обобщение группы Шевалле.

Основы теории групп Шевалле были заложены в 1950-х, 1960-х годах в ра ботах К. Шевалле, Ж. Титса, А. Бореля, А. Вейля, А. Гротендика, М. Демазюра, Р. Стейнберга и др. В частности, в 1956–1958 годах К. Шевалле получил классификацию полупростых алгебраических групп над алгебраически за мкнутым полем. Позднее Шевалле показал, что все полупростые группы над алгебраически замкнутым полем в действительности определены над Z, или, иначе говоря, получаются в результате расширения базы из некоторых груп повых схем над Z, называемых схемами Шевалле–Демазюра. Группы точек схем Шевалле–Демазюра над коммутативными кольцами называются груп пами Шевалле. Частными случаями групп Шевалле являются расщепимые классические группы матриц SL n (R), SO n (R), Sp n (R) (над коммутатив ным кольцом R с единицей);

конечные простые группы типа Ли An (q)–G2 (q) являются центральными факторами групп Шевалле.

Таким образом, группы Шевалле являются естественным продолжением как алгебраических групп, так и классических линейных групп над комму тативными кольцами.

Изучением групп Шевалле занимались такие известные математики, как К. Шевалле, Э. Абе, Р. Стейнберг, Дж. Хамфри, Н.А. Вавилов, Е.Б. Плоткин, В.М. Левчук, С.Г. Колесников и многие другие. В том числе, изучались авто морфизмы и изоморфизмы групп Шевалле над полями и различными клас сами колец. Например, Р. Стейнберг и Дж. Хамфри описали изоморфизмы групп Шевалле над полями. Описанию автоморфизмов групп Шевалле над различными коммутативными кольцами были посвящены работы многих ав И.З. Голубчик. Линейные группы над ассоциативными кольцами. Диссертация на соискание степени доктора физико-математических наук. Уфа, 1997.

торов, среди которых отметим работы Бореля–Титса21, Картера–Ю Чена22, Ю Чена23, Э. Абе, А.А. Клячко.

Э. Абе24 доказал стандартность автоморфизмов для нетеровых колец, что теоретически могло бы закрыть вопрос об автоморфизмах групп Шевалле над произвольными коммутативными кольцами (для случая системы кор ней ранга 2 и колец с обратимой двойкой), однако в рассмотрении случая присоединенных элементарных групп в работе Э. Абе содержится ошибка, которую не удается устранить методами этой статьи. Именно, в доказатель стве леммы 11 используется то, что ad (x )2 = 0 для всех длинных корней, что неверно в присоединенном представлении. Главной проблемой здесь яв ляется случай групп типа E8, так как во всех остальных случаях группы Шевалле допускают представление, обладающие свойством ad (x )2 = 0 для всех длинных корней, а в случае E8 таких представлений нет.

Случаи, когда кольцо содержит достаточно много обратимых целых чисел (например, все рациональные числа) полностью закрыт в работе А.А. Клячко25.

Таким образом, наибольший интерес на данный момент представляют коль ца, в которых мало обратимых целых элементов (например, обратимы только единица и двойка, либо только единица).

По этой причине особый интерес представляет рассмотрение групп Ше валле над локальными кольцами (с обратимой двойкой или без нее), так как появляется возможность перейти к описанию автоморфизмов (и изоморфиз мов) групп Шевалле над всеми коммутативными кольцами с помощью мето да локализации. В данной диссертационной работе описаны автоморфизмы групп Шевалле всех типов над локальными кольцами с обратимой двойкой, а также типов Al, Dl, El над локальными кольцами с необратимой двойкой.

Заметим, что случай Al был полностью рассмотрен в работах В. Уотер хауза, В.М. Петечука, Ли Фу-аня и Ли-Дзун-сяна, причем даже без условия обратимости двойки в кольце. Работы И.З. Голубчика и А.В. Михалева охва тывают случай системы корней Cl, который в данной диссертационной работе не рассматривается.

Если алгебра рассматривает различные модели (группы, кольца и т. п.) с Borel A., Tits J. Homomorphismes “abstraits” de groupes algbriques simples. Ann. Math., 1973, 73, 499– e 571.

Carter R.W., Chen Yu. Automorphisms of ane Kac–Moody groups and related Chevalley groups over rings. J. Algebra, 1993, 155, 44–94.

Chen Yu. Isomorphisms of Chevalley groups over algebras. J. Algebra, 2000, 226, 719–741.

Abe E. Automorphisms of Chevalley groups over commutative rings. Algebra and Analysis, 5(2), 1993, 74–90.

Klyachko Anton A. Automorphisms and isomorphisms of Chevalley groups and algebras.

arXiv:math/0708.2256v3 (2007).

точностью до изоморфизма, то теорию моделей интересует классификация структур с точностью до элементарной эквивалентности.

Две модели U и U одного языка первого порядка L (например, две груп пы или два кольца) называются элементарно эквивалентными, если любое предложение языка L истинно в модели U тогда и только тогда, когда оно истинно в модели U. Любые две конечные модели одного языка эле ментарно эквивалентны тогда и только тогда, когда они изоморфны. Любые две изоморфные модели элементарно эквивалентны, однако для бесконечных моделей обратное неверно. Например, поле C комплексных чисел и поле Q алгебраических чисел элементарно эквивалентны, но не изоморфны, так как имеют различную мощность.

Ряд интересных задач в теории групп возник в связи с применением в ней теоретико-модельных методов. К их числу относится проблема класси фикации групп с точностью до элементарной эквивалентности, или в другой формулировке проблема классификации полных теорий групп.

Анализ решений проблемы элементарной классификации групп опреде ленного класса позволяет выделить три основных метода доказательств: мо дельной полноты, перехода к насыщенным моделям и прямой, когда дока зывается формульность характеристик, определяющих групповую структуру исследуемой группы. Наиболее полные результаты по проблеме элементарной эквивалентности были получены для абелевых и линейных групп.

Весьма прозрачная и полезная в приложениях классификация абелевых групп по элементарным свойствам получена в 1954 г. польским математи ком Шмелевой26. Одним из наиболее важных следствий теоремы Шмелевой является разрешимость элементарной теории класса абелевых групп.

Проблема классификации групп по элементарным свойствам, как правило, является трудной задачей. Удовлетворительные результаты по ее решению получены для свободных групп, для некоторых классов нильпотентных групп и для классических линейных групп.

Сформулируем результаты по элементарной эквивалентности для степен ных нильпотентных групп:

Теорема. (А. Г. Мясников, В. Н. Ремесленников27 ). Пусть G и H ниль потентные Q-группы конечного ранга. Тогда группа G элементарно экви Szmielew W. Elementary properties of Abelian groups. Fundamenta Mathematica, 1955, 41, 203–271.

Мясников А. Г., Ремесленников В. Н. Изоморфизмы и элементарные свойства нильпотентных степен ных групп. В кн. Мат. логика и теория алгоритмов, Новосибирск, Наука, 1982, 56–87. Мясников А. Г., Ре месленников В. Н. Изоморфизмы и элементарные свойства нильпотентных степенных групп. ДАН СССР, 1981, 258(5), 1056–1059. Мясников А. Г., Ремесленников В. Н. Формульность множества мальцевских баз и элементарные теории конечных алгебр. I., 1982, 23(5), 152–167.

валентна группе H тогда и только тогда, когда основы G и H изоморфны, причем G и H одновременно либо совпадают со своими основами, либо не равны им.

По определению, подгруппа G G называется основой группы G, если Z(G) G и G = G C, где Z(G) центр G, G коммутант G и C Z(G). Основа по группе определяется единственным образом с точностью до изоморфизма.

Эта теорема резко контрастирует с соответствующим результатом для абе левых групп и сводит проблему элементарной эквивалентности к проблеме изоморфизма для нильпотентных Q-групп конечного ранга. Последняя про блема алгоритмически разрешима28.

Ситуация в случае нильпотентных групп, т. е. степенных групп над коль цом Z, более сложная, чем в случае поля Q. Б. И. Зильбер29 построил при мер двух неизоморфных элементарно эквивалентных конечно порожденных 2-нильпотентных групп.

В районе 1945 года Тарский сформулировал два предположения об эле ментарных теориях свободных групп. Первое из них состояло в том, что две свободные неабелевы группы различных рангов элементарно эквивалентны.

Второе состояло в том, что элементарная теория свободной неабелевой груп пы разрешима. Обе гипотезы были доказаны в окрестности 1999 года А. Мяс никовым и О. Харлампович30.

Впервые вопросы связи элементарных свойств некоторых моделей с эле ментарными свойствами производных моделей были рассмотрены в 1961 г.

А.И. Мальцевым31. Он доказал, что группы Gn (K) и Gm (L) (G = GL, SL, PGL, PSL, n, m 3, K, L поля характеристики 0) элементарно экви валентны тогда и только тогда, когда m = n и поля K и L элементарно эквивалентны.

Продолжение эта теория получила в 1992 году, когда с помощью кон Саркисян Р. А. Об одной проблеме равенства для когомологий Галуа. Алгебра и логика, 1980, 19(6), 707–725.

Зильбер Б. И. Пример двух элементарно эквивалентных, но не изоморфных конечно порожденных метабелевых групп. Алгебра и логика, 1971, 10(3), 309–315.

Kharlampovich Olga, Myasnikov Alexei. Elementary theory of free non-abelian groups. Journal of Algebra, 2006, 302, 451–552. Kharlampovich O., Myasnikov A. TarskiЎs problem about the elementary theory of free groups has a positive solution, Electron. Res. Announc. Amer. Math. Soc. 4 (December 1998) 101–108.

Kharlampovich O., Myasnikov A., Irreducible ane varieties over a free group: I. Irreducibility of quadratic equations and nullstellensatz, J. Algebra 1998, 200, 472–516. Kharlampovich O., Myasnikov A., Irreducible ane varieties over a free group: II. Systems in triangular quasiquadratic form and description of residually free groups, J. Algebra, 1998, 200, 517– Мальцев А.И. Об элементарных свойствах линейных групп. Проблемы математики и механики, Но восибирск, 1961, 110–132.

струкции ультрапроизведения и теоремы об изоморфизме32 К.И. Бейдар и А.В. Михалев33 нашли общий подход к проблемам элементарной эквивалент ности различных алгебраических структур и обобщили теорему Мальцева для случая, когда K и L являются телами и ассоциативными кольцами.

Продолжением исследований в этой области явились работы Е.И. Буни ной 1998–2001 гг., в которых результаты А.И. Мальцева была распространены на унитарные линейные группы над телами и ассоциативными кольцами с инволюцией, а также на группы Шевалле над алгебраически замкнутыми полями.

Тематика исследований А.И. Мальцева активно продолжается в данной диссертации. Во второй главе изучается элементарная эквивалентность групп Шевалле над полями и локальными кольцами.

В третьей главе изучены элементарные свойства полугрупп неотрицатель ных матриц над линейно упорядоченными кольцами. Элементарные свойства полугрупп неотрицательных матриц над частично упорядоченными комму тативными кольцами были изучены Е.И. Буниной и П.П. Семеновым34, они не вошли в данную диссертацию.

Элементарная эквивалентность колец инцидентности изучалась автором совместно с А.С. Доброхотовой–Майковой35 и также не вошла в данную ра боту.

В конце прошлого века стало ясно, что элементарная эквивалентность про изводных структур не всегда связана именно с элементарной эквивалентно стью структур, по которым они были построены, в некоторых случаях воз никает эквивалентность в логиках более высоких порядков.

Фелгнер36 предложил изучить проблему элементарной эквивалентности бесконечномерных общих линейных групп и других классических групп над полями. В. Толстых37 решил эту проблему для бесконечномерных групп ти пов GL, PGL, L, P L для достаточно широкого класса тел. Предмет изу чения работы В. Толстых может быть описан как исследование выразитель ности языка логики первого порядка для бесконечномерных классических Кейслер Г., Чэн Ч.Ч. Теория моделей. Москва, Мир, 1977.

Beidar C.I., Michalev A.V. On Malcev’s theorem on elementary equivalence of linear groups. Contemporary mathematics, 1992, 131, 29–35.

Е.И. Бунина, П.П. Семенов. Элементарная эквивалентность полугрупп обратимых матриц с неотри цательными элементами над частично упорядоченными коммутативными кольцами. Фундаментальная и прикладная математика. 2008, 14(4), 3-17.

Бунина Е.И., Доброхотова-Майкова А.С. Элементарная эквивалентность обобщенных колец инци дентности. Фундаментальная и прикладная математика, 2008, 14(7), 37-42.

Felgner U. Problem Notebook Model Theory and groups. LMS Durham Symp., 16–28 July 1988.

Tolstykh V. Elementary equivalence of innite-dimensional classical groups. Annals of Pure and Applied Logic, 2000, 105, 103–156.

групп и близких структур. Похожие проблемы изучались во многих ста тьях, например, Шелахом для бесконечномерных симметрических групп, по лугрупп эндоморфизмов свободных алгебр, автоморфизмов групп булевых алгебр и т. п.

Другая работа В. Толстых38 посвящена исследованию теории группы авто морфизмов бесконечно порожденной свободной группы. Пусть Fk свобод ная группа бесконечного ранга k. В ней доказано, что теория второго порядка множества k и элементарная теория группы Aut Fk интерпретируются друг в друге равномерно по Fk, а следовательно, группы автоморфизмов Aut Fk и Aut F элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда k и экви валентны в логике второго порядка.

Связь между совпадением теорий первого порядка одних структур и сов падением теорий второго порядка некоторых других структур была установ лена в ряде работ А. Г. Пинусом. Например, он доказал39, что выразитель ные возможности решеток разбиений в логике первого порядка совпадают с выразительными возможностями логики второго порядка. Именно, пусть L(A) решетка разбиений на множестве A, T h(L(A)) теория первого порядка решетки L(A), T h2 (A) теория множества A (с пустой сигнату рой) в полной логике второго порядка. Доказано, что для любых множеств A, B теории T h(L(A)) и T h(L(B)) совпадают тогда и только тогда, когда T h2 (A) = T h2 (B).

Результаты, полученные в 2000 г. А. Г. Пинусом и Г. Роузом40, посвящены элементарной эквивалентности решеток подалгебр свободных алгебр.

В силу элементарной эквивалентности любых двух бесконечно порожден ных V -свободных алгебр понятен интерес к вопросу об элементарной эквива лентности производных структур от свободных алгебр многообразий41.

В четвертой главе данной диссертации рассмотрена связь свойств второго порядка ассоциативных колец и свойств первого порядка категорий модулей, колец эндоморфизмов, групп автоморфизмов и проективных пространств мо дулей бесконечного ранга над этими кольцами.

Также в четвертой главе доказываются теоремы, аналогичные теореме Бэра–Капланского о кольцах эндоморфизмов абелевых p-групп (абелева p Tolstyh V. Set theory is interpretable in the automorphism group of an innitely generated free group. J.

London Math. Soc., 2000, 62(1), 17–26.

Пинус А. Г. Элементарная эквивалентность решеток разбиений. Сибирский математический жур нал. 1988. т. 29. в. 3. с. 211–212.

Пинус А. Г., Роуз Г. Элементарная эквивалентность решеток подалгебр свободных алгебр. Алгебра и логика, 2000, 39(5), 595–601.

Pinus A. G., Rose H. Second order equivalence of cardinals: an algebraic approach, Contributions to General algebra. 13, Verlag J. Heyn, Klagenfurt, 2001, 275–284.

группа определяется своим кольцом эндоморфизмов), но для элементарной эквивалентности. Показано, что элементарная теория кольца эндоморфизмов абелевой p-группы определяет полную теорию второго порядка (в некоторых случаях ее счетное ограничение) самой абелевой группы.

Е.И. Бунина и А.В. Михалев42 рассматривали категории полигонов над моноидами, а также моноиды эндоморфизмов свободных полигонов над мо ноидами. Было показано, что при определенных условиях на исходные мо ноиды моноиды эндоморфизмов свободных полигонов над ними элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда сами моноиды эквивалентны в ло гике второго порядка (эти результаты не включены в диссертацию).

Различными математиками рассматривалась также элементарная эквива лентность других структур и производных конструкций.

Для модулей существует достаточно простой критерий элементарной эк вивалентности. Именно: два модуля M и N над кольцом R элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда для любых двух 1-позитивно примитивных формул (т. е. формул вида x, где конъюнкция атомных формул), таких, что, мощности абелевых групп (M )/(M ) и (N )/(N ) либо бесконечны, либо конечны и совпадают.

В ряде работ изучался вопрос о сохранении элементарной эквивалентности для различных теоретико-групповых конструкций. Например, для модулей над вполне приводимым кольцом тензорное произведение, рассматриваемое как абелева группа, сохраняет элементарную эквивалентность;

для счетного свободного булевого кольца R существуют R-модули A, B, C, D такие, что A B, C D, A R C 0 и B R D Z(2).

= = Фильтрованные произведения, фильтрованные степени, прямые произве дения сохраняют элементарную эквивалентность.

Не сохраняют элементарной эквивалентности: а) операция сплетения групп, б) нильпотентные произведения групп.

Большое число работ посвящено проблеме элементарной эквивалентности расширенных теорий абелевых групп43.

Уилер44 установил, что кольца верхних треугольных матриц порядка над полями P и P элементарно эквивалентны в том и только том случае, когда элементарно эквивалентны поля P и P.

Бунина Е.И., Михалев А.В. Элементарные свойства категории полигонов над моноидом. Алгебра и логика, 2006, 45(6), 687-709.

Кокорин А. И., Пинус А. Г. Вопросы разрешимости расширенных теорий. Успехи мат. наук, 1978, 33(2), 49–84.

Weeler W. H. Model theory of strictly upper triangular matrix rings. J. Symb. Logic, 1980, 45(3), 455–463.

Цель работы и основные задачи. Цель работы состоит в создании но вых универсальных методов исследования автоморфизмов, изоморфизмов и элементарной эквивалентности различных важнейших производных алгебра ических структур таких, как кольца эндоморфизмов, группы автоморфизмов, проективные геометрии, категории модулей, матричные группы (в первую очередь, группы Шевалле), в установлении связи между изоморфизмами или элементарной эквивалентностью производных структур и условиями, кото рым должны отвечать базисные структуры, в точном описании автоморфиз мов различных алгебраических структур, таких, как группы Шевалле над коммутативными кольцами, полугруппы неотрицательных обратимых мат риц над упорядоченными кольцами. Основными задачами

диссертации явля ются: описание (доказательство стандартности) автоморфизмов групп Ше валле над локальными кольцами;

нахождение необходимых и достаточных условий того, что (элементарные) группы Шевалле над полями или локаль ными кольцами элементарно эквивалентны;

описание автоморфизмов и эле ментарной эквивалентности полугрупп неотрицательных обратимых матриц над линейно упорядоченными кольцами;

нахождение необходимых и доста точных условий того, чтобы две категории модулей над кольцами, два коль ца эндоморфизмов, две группы автоморфизмов, две проективные геометрии модулей бесконечного ранга над кольцами были элементарно эквивалентны;

продолжение теоремы Бэра–Капланского об изоморфизмах колец эндомор физмов абелевых p-групп на случай элементарной эквивалентности.

Основные методы исследования. В работе используются классиче ские методы структурной теории колец, линейной алгебры, теории линейных групп, теории моделей и математической логики, в том числе методы А.И.

Мальцева, К.И. Бейдара, А.В. Михалева, И.З. Голубчика, В.М. Петечука, метод инволюций, переработанный автором в кандидатской диссертации, а также новые методы,введенные автором, в том числе метод перевода задач об автоморфизмах матричных групп над локальными кольцами к системам целочисленных линейных уравнений, метод интерпретации теорий второго порядка алгебраических систем в их производных структурах.

Научная новизна. Основные результаты диссертации являются новыми.

Они заключаются в следующем.

• Разработаны новые методы описания автоморфизмов и изоморфизмов групп Шевалле с помощью линейных уравнений над локальными коль цами. Получено полное описание (доказательство стандартности) авто морфизмов групп Шевалле следующих типов:

типов Al, Dl, El, Bl, Cl, F4, l 1, над локальными кольцами с обра тимой двойкой;

типа G2 над локальными кольцами с обратимыми двойкой и тройкой;

типов Al, Dl, El, l 2, над локальными кольцами с необратимой двойкой (теорема 1.1).

• Описаны элементарные свойства и элементарная эквивалентность групп Шевалле над полями и локальными кольцами с обратимой двойкой с использованием метода инволюций (доработанного автором для случая групп Шевалле), методов А.И. Мальцева и метода ультрастепеней К.И.

Бейдара и А.В. Михалева. Элементарная эквивалентность групп Шевал ле описанных типов сведена к элементарной эквивалентности базисных полей или колец (теоремы 2.1 и 2.2).

• Описаны автоморфизмы и элементарная эквивалентность полугруппы неотрицательных обратимых матриц над линейно упорядоченными коль цами с обратимой двойкой, что является продолжением описания ана логичных полугрупп над линейно упорядоченными телами, полученного А.В. Михалевым и А.М. Шаталовой (теоремы 3.1 и 3.2).

• Получена связь между элементарной эквивалентностью категорий модулей над кольцами, колец эндоморфизмов свободных модулей над кольцами бесконечных рангов, групп автоморфизмов свободных модулей над кольцами бесконечных рангов, проективных геометрий свободных модулей над кольцами и эквивалентности в логике второго порядка структур, связанных с коль цами (теоремы 4.7, 4.13, 4.15 и 4.19).

Автором разработаны методы работы с логикой второго порядка, по строена интерпретация теории второго порядка кольца в теории первого порядка его производной структуры (категории модулей над ним, кольца эндоморфизмов, группы автоморфизмов, проективной геометрии моду лей над ним).

Получено в качестве следствий полное описание элементарной эквива лентности колец эндоморфизмов и групп автоморфизмов модулей бес конечного ранга над телами;

областями главным идеалов;

коммутативными кольцами;

локальными кольцами;

артиновыми кольцами;

полупростыми кольцами (следствия из теорем 4.13 и 4.19).

• Получен аналог теорема Бэра–Капланского об изоморфизме колец эндо морфизмов абелевых p-групп для элементарной эквивалентности. Логи ка второго порядка абелевой p-группы проинтерпретирована в кольце ее эндоморфизмов, разработаны методы кодирования элементов абелевой группы в кольце ее эндоморфизмов (теоремы 4.33, 4.34, 4.35).

Теоретическая и практическая ценность. Работа имеет теоретиче ский характер. Полученные в ней результаты могут быть использованы в различных задачах теории групп, теории колец, линейной алгебры, матема тической логики, теории моделей.

Апробация результатов. Результаты диссертации неоднократно (с по 2010 гг.) докладывались на научно-исследовательских семинарах: кафед ральный семинар по алгебре кафедры Высшей алгебры МГУ;

семинар ”Коль ца и модули” в МГУ;

семинар ”Алгебра и теория моделей” в МГУ;

на различ ных алгебраических семинарах кафедры высшей алгебры МГУ;

были сде ланы доклады по результатам диссертации на Международной алгебраиче ской конференции, Москва, 2004;

на Логическом коллоквиуме-2005, Афины, Греция;

на конференции по теории моделей и ее приложениям, 2005, Кем бридж, Англия;

на конференции по частично упорядоченным множествам, 2005, Сан-Франциско, США;

на Международной конференции “Мальцевские чтения-2005”, Новосибирск, Россия (пленарный доклад);

на международной конференции “Геометрическая теория групп и ее приложения”, 2006, Барсе лона, Испания;

на Международной конференции “Мальцевские чтения-2006”, Новосибирск, Россия;

на Второй международной конференции “Матричные методы и операторные уравнения”, 2007, Москва, Россия;

на Международной алгебраической конференции, посвященной 75-летию профессора Шункова, 2007, Красноярск, Россия;

на Международной алгебраической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения А.Г. Куроша, 2008, Москва, Рос сия (пленарный доклад);

на Школе-семинаре “Семантика и логические си стемы”, 2008, Владивосток, Россия (пленарный доклад);

на Международной алгебраической конференции на Украине, 2009, Харьков, Украина (пленар ный доклад);

на Международной конференции “Мальцевские чтения-2009”, посвященной 100-летию А.И. Мальцева, 2009, Новосибирск, Россия (пленар ный доклад). Большинство результатов диссертации вошло в тезисы этих конференций.

Публикации. Основные результаты опубликованы в 26 работах автора, список которых приведен в конце автореферата. Тезисы докладов не вклю чены в этот список.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, раз битых на параграфы (нумерация параграфов подчинена нумерации глав, ну мерация теорем подчинена нумерации глав) и списка литературы. Полный объем диссертации 313 страниц, библиография включает 206 наименова ний, из которых 26 публикации автора по теме диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 посвящена изучению автоморфизмов групп Шевалле над локаль ными кольцами. Автоморфизмы групп Шевалле над полями были полностью описаны в 1970-е годы Стейнбергом и Хамфри, в 1993 году появилась работа Э. Абе, описывающая автоморфизмы групп Шевалле над нетеровыми коль цами с обратимой двойкой. В этой работе для случая системы корней E имела место ошибка, не устранимая методами самой работы. В главе 1 дан ной диссертации проблема автоморфизмов групп Шевалле решена для групп Шевалле различных типов над локальными кольцами с обратимой двойкой, а также для групп Шевалле типов Al, Dl, El, l 3, над локальными кольцами с необратимой двойкой. Для доказательства объединены различные методы, использованные ранее для описания автоморфизмов групп GL и SL над ло кальными кольцами, методы линейной алгебры, а также их специфическое объединение, придуманное автором диссертации. Для доказательства прихо дилось проводить очень много различных матричных расчетов, они выпол нялись как вручную, так и на компьютере, не все из них приведены в тексте диссертации. Особенно сложными подсчетами отличается случай необрати мой двойки, в процессе вычислений неоднократно возникали матрицы разме ра, большего чем 20 20.

Основными объектами, рассматриваемыми в первой главе, являются груп па Шевалле G (, R) с системой корней ранга, большего единицы, над локальным кольцом R (с обратимой или необратимой двойкой) и ее элемен тарная подгруппа E (, R), порожденная элементарными корневыми унипо тентами x (t),, t R.

В первом параграфе приводятся основные определения групп Шевалле, их свойства, определяются четыре типа автоморфизмов группы Шевалле G (, R), называемые стандартными:

Центральные автоморфизмы. Пусть CG (R) центр группы G (, R), : G (, R) CG (R) гомоморфизм групп. Тогда отображение x (x)x из G (, R) на себя является автоморфизмом группы G (, R), который обозначается буквой и называется центральным автоморфизмом груп пы G (, R).

Кольцевые автоморфизмы. Пусть : R R автоморфизм коль ца R. Отображение (xi,j ) ((xi,j )) из G (, R) на себя является автомор физмом группы G (, R), который обозначается той же буквой и назы вается кольцевым автоморфизмом группы G (, R). Заметим, что для всех и t R элемент x (t) отображается в x ((t)).

Внутренние автоморфизмы. Пусть S некоторое кольцо, содержа щее R, g элемент группы G (, S), нормализующий подгруппу G (, R).

Тогда отображение x gxg 1 является автоморфизмом группы G (, R), который обозначается ig и называется внутренним автоморфизмом, инду цированным элементом g G (, S). Если g G (, R), то назовем ig строго внутренним автоморфизмом.

Диаграммные (графовые) автоморфизмы. Пусть автоморфизм системы корней такой, что =. Тогда существует единственный ав томорфизм группы G (, R) (будем обозначать его той же буквой ) такой, что для любого и t R элемент x (t) переходит в x() (()t), где () = ±1 для всех и () = 1 для всех.

Автоморфизм группы G (, R) (или E (, R)) называется стандарт ным, если он является композицией автоморфизмов введенных четырех ти пов.

Наряду со стандартными автоморфизмами автором вводится следующий “временный” тип автоморфизмов элементарной присоединенной группы Ше валле:

Автоморфизмы-сопряжения. Пусть V пространство представления группы E ad (, R), C GL (V ) матрица, оставляющая группу Шевалле на месте:

CE ad (, R)C 1 = E ad (, R).

Тогда отображение x CxC 1 из E (, R) на себя является автоморфиз мом группы Шевалле, который обозначается i и называется автоморфизмом сопряжением группы E(R), индуцированным элементом C группы GL (V ).

Далее в первом параграфе формулируется следующая основная теорема:

Теорема 1.1. Пусть G = G (, R) (E (, R)) (элементарная) группа Шевалле со следующими условиями:

1) если рассматривается система корней Al, Dl или El, l 3, то R произвольное локальное коммутативное кольцо;

2) если рассматривается система корней A2, F4, Bl, Cl, l 2, то R произвольное локальное коммутативное кольцо с 1/2;

3) если рассматривается система корней G2, то R произвольное ло кальное коммутативное кольцо с 1/2 и 1/3.

Тогда любой автоморфизм группы G стандартен. Если группа Шевал ле при этом присоединенная, то внутренний автоморфизм в композиции является строго внутренним.

Этот основной результат получается с помощью применения двух следу ющих теорем:

Теорема 1.2. Каждый автоморфизм элементарной присоединенной груп пы Шевалле рассматриваемого выше типа является композицией кольце вого, диаграммного автоморфизмов и автоморфизма–сопряжения.

Теорема 1.3. Каждый автоморфизм–сопряжение элементарной присо единенной группы Шевалле рассматриваемого типа является композицией строго внутреннего (сопряжения с помощью элемента соответствующей группы Шевалле) и диаграммного автоморфизмов.

Во втором, третьем, четвертом и пятом параграфах доказывается теорема 1.2 для колец с обратимой двойкой: во втором параграфе по произвольному автоморфизму элементарной присоединенной групп Шевалле G строится (с помощью замены базиса в пространстве представления группы G) изомор физм группы G на некоторую подгруппу GL n (R), с тем свойством, что ее образ при факторизации R по радикалу совпадает с кольцевым автоморфиз мом. В третьем параграфе с помощью еще одной замены базиса мы приходим к изоморфизму G на подгруппу в GL n (R) со всеми свойствами предыдущего и такому, что все элементы w (1) переходят сами в себя. В четвертом пара графе проводится еще одна дополнительная замена базиса такая, что рас сматриваемый изоморфизм начинает обладать дополнительным свойством:

все элементы x (1),, также переходят в себя. Доказано, что при этом элементы h (t) переходят в элементы h (s). В пятом параграфе показано, что соответствие t s продолжается до автоморфизма кольца R, после чего по лучается, что композиция изначального автоморфизма и некоторой замены базиса (т. е. внутреннего автоморфизма) является кольцевым автоморфизмом группы Шевалле G. Таким образом, в параграфе 5 теорема 1.2 доказана для локальных колец с обратимой двойкой.

В шестом и седьмом параграфах доказывается теорема 1.3. В шестом пара графе первой главы показано, как свести доказательство к линейным уравне ниям над локальными кольцами, а в седьмом параграфе показано, как найти нужное решение этих уравнений для различных систем корней. В конце седь мого параграфа полностью доказывается теорема 3. Наконец, восьмой пара граф первой главы посвящен доказательству теоремы 1.1. Для присоединен ных элементарных групп Шевалле эта теорема является прямым следствием теорем 1.2 и 1.3, теорему 1.1 остается доказать для всех других элементарных групп Шевалле, а далее для самих групп Шевалле.

Девятый параграф посвящен рассмотрению групп Шевалле типов Al, Dl, El над локальными кольцами с необратимой двойкой. Требуется только дока зать теорему 1.2, так как теорема 1.3 доказывается сразу и для колец с об ратимой двойкой, и для колец с необратимой двойкой. Для этого случая все основные идеи и методы остаются теми же, но приходится рассматривать более сложные матрицы (матрицы порядка три вида w (1) · x (1)), которые требуется на первом этапе переводить в себя заменой базиса. Все вычисления усложняются из-за того, что нет возможности делить на два.

Глава 2 посвящена элементарной эквивалентности групп Шевалле над полями и локальными кольцами. Теоремы об элементарной эквивалентности линейных групп восходят к А.И. Мальцеву, доказавшему в 1961 году, что ли нейные ( GL, SL ) и проективные линейные ( PGL, PSL ) группы над полями элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда их размеры совпада ют, а поля элементарно эквивалентны. Подобные теоремы получены и для групп Шевалле:

Теорема 2.1. Пусть G = G (, K) и G = G (, K ) (или E (, K) и E (, K )) две (элементарные) группы Шевалле над бесконечными по лями K и K характеристики, отличной от двух, с решетками весов и соответственно. Тогда группы G и G элементарно эквивалентны то гда и только тогда, когда системы корней и изоморфны, поля K и K элементарно эквивалентны, решетки и совпадают.

Теорема 2.2. Пусть G = G (, R) и G = G (, R ) (или E (, R) и E (, R )) две (элементарные) группы Шевалле над локальными коль цами R и R с обратимой двойкой (в случае системы корней G2 еще и с обратимой тройкой), в одной из систем корней, присутствует про стая подсистема корней, отличная от A1. Пусть решетки весов групп G и G обозначены через и соответственно. Тогда группы G и G эле ментарно эквивалентны тогда и только тогда, когда системы корней и изоморфны, кольца R и R элементарно эквивалентны, решетки и совпадают.

В первом параграфе доказываются более простые импликации, а именно, следующие две теоремы:

Теорема 2.3. Если две группы Шевалле G = G (, R) и G = G (, R ) построены с помощью одной и той же комплексной алгебры Ли типа и одного и того же ее представления, а также с помощью элементарно эквивалентных колец R и R, то G G.

Теорема 2.4. Если две элементарные группы Шевалле E = E (R, ) и E = E (R, ) построены с помощью одной и той же комплексной алгебры Ли типа и одного и того же ее представления, а также с помощью элементарно эквивалентных полулокальных колец R и R с 1/2, то E E.

Во втором параграфе доказано, что если две (элементарные) группы Ше валле элементарно эквивалентны, то их системы корней совпадают, а исход ные кольца элементарно эквивалентны, решетки весов изоморфны. Далее, имея две элементарно эквивалентные элементарные группы Шевалле E и E, мы также имеем две элементарно эквивалентные элементарные присо единенные группы Шевалле E ad и E ad, являющиеся факторами по центру исходных групп.

В параграфах 3–12 рассматриваются группы Шевалле над полями, дока зывается теорема 2.1. Можно считать, что поле имеет характеристику, от личную от двух, и бесконечно (для конечных полей элементарная эквива лентность совпадает с изоморфизмом, поэтому результат будет следовать из теорем Стейнберга и Хамфриса).

В § 3 классические элементарные присоединенные группы Шевалле над полями отождествляются с некоторыми подгруппами группы GL n (K).

В § 4 описывается, как устроены инволюции (элемента порядка два) в клас сических группах Шевалле над полями.

В пятом параграфе второй главы доказано, что для любых двух клас сических групп Шевалле с неизоморфными системами корней существует предложение первого порядка, истинное в одной группе и ложное во второй.

Делается это с помощью рассмотрения инволюций, максимальных множеств коммутирующих инволюций, коммутантов централизаторов инволюций.

В параграфах 6–10 рассматриваются по отдельности исключительные си стемы корней. Например, в § 6 рассматриваются группы Шевалле типа G2 и доказывается следующая лемма:

Лемма 2.10. Существует предложение G2 первого порядка, истинное в любой присоединенной группе типа G2 и ложное во всех классических присоединенных группах Шевалле.

В § 7 рассматриваются группы Шевалле типа F4, а в § 8,9,10 соответствен но группы типа E6, E7, E8. Наконец, в конце десятого параграфа доказано следующее Предложение 2.3. Если две (элементарные) группы Шевалле над беско нечными полями характеристики, не равной 2, элементарно эквивалентны, то соответствующие системы корней совпадают.

Параграф 11 посвящен доказательству того, что если две группы Шевал ле одинакового типа элементарно эквивалентны, то поля, по которым они построены, элементарно эквивалентны. Для этого сначала данный результат доказывается для самой “маленькой” системы корней A1 :

Лемма 2.15. Если группы PSL 2 (K) и PSL 2 (K ) (K, K бесконечные поля характеристики = 2) элементарно эквивалентны, то поля K, K эле ментарно эквивалентны.

Этот результат, в том числе, является дополнением к теореме А.И. Маль цева об элементарной эквивалентности линейных групп над полями, так как в работе Мальцева для групп SL и PSL рассматривался размер, больший двух.

Далее в § 11 для произвольной системы корней берется фактор по цен тру коммутанта централизатора подходящей инволюции, который является прямым произведением двух групп Шевалле, одна из них есть PSL 2 (K) (в предыдущих параграфах показано, что такая инволюция всегда найдется).

После этого достаточно воспользоваться леммой 2.15. В результате получа ется Предложение 2.4. Если две присоединенные элементарные группы Ше валле G(, K) и G(, K ) (K, K бесконечные поля характеристики, от личной от двух ) элементарно эквивалентны, то поля K, K элементарно эквивалентны.

В § 12 остается рассмотреть решетки весов групп Шевалле. Доказывается Предложение 2.5. Если две (элементарные) группы Шевалле элемен тарно эквивалентны, то их решетки весов совпадают.

Таким образом, к концу § 12 полностью доказывается теорема 4. Осталь ные параграфы второй главы посвящены доказательству теоремы 5.

В § 13 сначала доказывается, что подгруппа EJ = E ad (, R, J) опреде лима в группе E = E ad (, R), т. е. если две элементарные присоединенные группы Шевалле над локальными кольцами элементарно эквивалентны, то и соответствующие элементарные присоединенные группы Шевалле над вы четными полями элементарно эквивалентны. Таким образом, в § 12 доказано, что если две группы Шевалле над локальными кольцами элементарно экви валентны, то их системы корней совпадают.

В § 14 второй главы доказывается, что известное разложение Гаусса для элементов групп Шевалле над локальными кольцами можно задавать в виде формул:

Предложение 2.7. (1) Любой элемент x группы Шевалле G (E) над локальным кольцом R представляется в виде x = utvu (x = uhvu ), где u, u U (R), v V (R), t T (R), h H(R);

(2) Для разложений x1 = u1 t1 v1 u1 и x2 = u2 t2 v2 u2, где (i) ui = x1 (t1 )... xn (t(i) ), n (i) (i) ui = x1 (s1 )... xn (sn ), (i) (i) vi = x1 (r1 )... xn (rn ), (i) (i) ti = h1 (1 )... hl (l ), i = 1, 2, существует формула первого порядка кольцевого языка (1) (2) (1) (2) (t1,..., t(1), t1,..., t(2), s1,..., s(1), s1,..., s(2), n n n n (1) (2) (1) (2) (1) (2) (1) (2) r1,..., rn, r1,..., rn, 1,..., n, 1,..., n ), истинная тогда и только тогда, когда x 1 = x2 ;

(3) Аналогично, для разложений x1 = u1 t1 v1 u1, x2 = u2 t2 v2 u2 и x3 = u3 t3 v3 u3, где (i) ui = x1 (t1 )... xn (t(i) ), n (i) ui = x1 (s1 )... xn (s(i) ), n (i) (i) vi = x1 (r1 )... xn (rn ), (i) (i) ti = h1 (1 )... hl (l ), i = 1, 2, 3, существует формула первого порядка кольцевого языка (i) (i) (i) (i) (t1,..., t(i), s1,..., s(i), r1,..., rn, 1,..., n ), (i) (i) n n истинная тогда и только тогда, когда x3 = x1 · x2.

В параграфе § 14 с помощью перехода к ультрастепеням и теореме Кейслера Шелаха об изоморфизме (методы, впервые использованные К.И. Бейдаром и А.В. Михалевым для линейных групп над кольцами показано, что если две рассматриваемые группы Шевалле элементарно эквивалентны, то элементар но эквивалентны и базисные кольца, по которым они построены.

В последнем параграфе все результаты сводятся воедино и доказывается теорема 5.

Третья глава диссертации посвящена автоморфизмам и элементарной эквивалентности полугрупп неотрицательных обратимых матриц над упоря доченными кольцами. В первом параграфе вводятся основные определения.

Определяется полугруппа Gn (R), состоящая из обратимых в группе GL n (R) матриц, все коэффициенты которых неотрицательны. Далее вводятся следу ющие важные подполугруппы и подмножества полугруппы Gn (R):

Определение 3.4. Пусть I = In, n (R) группа, состоящая из всех обратимых матриц из Gn (R), n симметрическая группа порядка n, S матрица перестановки n ( т. е. матрица (i(j) ), где i(j) символ Кронекера), Sn = {S | n }, diag [d1,..., dn ] диагональная матрица с элементами d1,..., dn на диагонали, d1,..., dn R+. Через Dn (R) обозначим Z группу всех обратимых диагональных матриц из Gn (R), через Dn (R) центр группы Dn (R).

Определение 3.8. Через Bij (x) обозначим матрицу I + xEij. Пусть P обозначает подполугруппу в Gn (R), порожденную всеми матрицами S ( n ), Bij (x) ( x R+, i = j) и diag [1,..., n ] Dn (R).

Определение 3.9. Две матрицы A, B Gn (R) называются P-эквивалентными, если существуют матрицы Aj Gn (R), j = 0,..., k, A = A0, B = Ak, и мат рицы Pi, Pi, Qi, Qi P, i = 0,..., k 1 такие, что Pi Ai Pi = Qi Ai+1 Qi.

Определение 3.10. Через GE + (R) обозначим подполугруппу в Gn (R), n порожденную всеми матрицами, P-эквивалентными матрицам из P.

Второй параграф посвящен описанию автоморфизмов полугруппы неот рицательных обратимых матриц над линейно упорядоченными кольцами с обратимой двойкой. Основным результатом этого параграфа является следу ющая Теорема 3.1. Пусть автоморфизм полугруппы Gn (R), n 3, 1/ R, кольцо R линейно упорядочено. Тогда на полугруппе GE + (R) = M c, n где M внутренний автоморфизм с помощью матрицы M n (R), c кольцевой автоморфизм при помощи автоморфизма c(·) Aut (R+ ), (·) центральная гомотетия полугруппы GE + (R).

n В третьем параграфе рассматривается элементарная эквивалентность по лугрупп Gn (R), автоморфизмы которых были найдены в §,2. Параграф по священ доказательству следующей теоремы:

Теорема 3.2. Полугруппы Gn (R), Gm (S) (n, m 3, 1/2 R, 1/2 S, кольца R и S линейно упорядочены) элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда n = m и полукольца R+ и S+ элементарно эквива лентны.

В четвертой главе диссертации рассматриваются элементарные свойства категорий модулей над кольцом, колец эндоморфизмов свободных модулей бесконечного ранга над кольцами и групп автоморфизмов свободных моду лей бесконечного ранга над кольцами, а также колец эндоморфизмов абеле вых p-групп. Выясняется, что элементарная эквивалентность таких структур равносильна эквивалентности базисных структур, по которым они строятся, в логике второго порядка (или какой-то ее части). Таким образом, требуются строгие определения логики второго порядка (языках и теориях второго по рядка, их моделях, формулах, выполнимости), которые приводятся в первом параграфе.

Второй параграф посвящен элементарным свойствам и элементарной эк вивалентности категорий модулей над кольцом.

В первом пункте второго параграфа приводятся некоторые дополнитель ные сведения о категории mod-R.

Во втором пункте показано, что в категории mod-R понятие прообразую щего объекта определимо без параметров, т. е. существует формула в языке первого порядка теории категорий с одной свободной объектной переменной, истинная в категории mod-R для прообразующих модулей этой категории, и только для них.

В пункте 2.3 показано, что для данного прообразующего модуля P на полугруппе M or(P, P ) можно ввести операции сложения и умножения так, чтобы эта полугруппа превратилась в кольцо, изоморфное кольцу End R (P ).

В пункте 2.4 рассматривается случай конечных колец и доказывается тео рема о том, что категории mod-R и mod-S, где R конечное кольцо, эле ментарно эквивалентны тогда и только тогда, когда соответствующие кольца Морита-эквивалентны.

В пункте 2.5 мы формулируем, как распространить результаты С. Шелаха об интерпретации теории множеств в категории на случай категории mod-R.

В пункте 2.6 результаты п. 2.5 используются для того, чтобы в категории mod-R для некоторых фиксированных модулей X и Y выделить элементар ными средствами множество линейно независимых проекторов из X на Y.

В пункте 2.7 описывается структура Cn, ring, состоящая из класса Cn всех кардинальных чисел, который состоит из множеств мощности для каждого Cn, и кольца ring с отношениями суммы и произведения, а также логика второго порядка такой структуры (мы обозначаем ее через L2 ( Cn, ring )), позволяющая в формулах использовать произвольные пре дикатные символы вида P1,...,k (c1,..., ck ;

v1,..., vn ), где 1,..., k фиксированные кардинальные числа, c1,... ck перемен ные для элементов из 1,..., k соответственно, v1,..., vn переменные для элементов кольца. Кроме того, доказана следующая теорема Теорема 4.5. Пусть даны кольца R и S и существует предложение языка L2 ( Cn, ring ), истинное в кольце R и ложное во всех кольцах, ему подобных и не эквивалентных ему в языке L2 ( Cn, ring ). Пусть, кроме того, категории mod-R и mod-S элементарно эквивалентны. Тогда суще ствует кольцо S, подобное кольцу S и такое, что структуры Cn, R и Cn, S эквивалентны в логике L2.

Пункт 2.8 посвящен доказательству “обратной” теоремы:

Теорема 4.6. Для произвольных колец с единицей R и S если структуры Cn, R и Cn, S эквивалентны в логике второго порядка L2, то категории mod-R и mod-S элементарно эквивалентны.

В результате в п. 2.9 из двух предыдущих теорем выводится теорема, яв ляющаяся аналогом теоремы Мориты для элементарной эквивалентности, и несколько полезных следствий из нее:

Теорема 4.7. Пусть даны кольца R и S и существует предложение языка L2 ( Cn, ring ), истинное в кольце R и ложное во всех кольцах, ему подобных и не эквивалентных ему в языке L2 ( Cn, ring ). Тогда категории mod-R и mod-S элементарно эквивалентны в том и только том случае, когда существует кольцо S, подобное кольцу S и такое, что структуры Cn, R и Cn, S эквивалентны в логике L2.

Следствие 1. Для произвольных тел F1 и F2 категории mod-F1 и mod-F элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда структуры Cn, F и Cn, F2 эквивалентны в логике второго порядка L2.

Следствие 2. Для произвольных коммутативных колец R1 и R2 кате гории mod-R1 и mod-R2 элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда структуры Cn, R1 и Cn, R2 эквивалентны в логике второго по рядка L2.

Следствие 3. Для произвольных локальных колец R1 и R2 категории mod-R1 и mod-R2 элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда структуры Cn, R1 и Cn, R2 эквивалентны в логике второго порядка L2.

Следствие 4. Для произвольных областей главных идеалов R1 и R2 ка тегории mod-R1 и mod-R2 элементарно эквивалентны тогда и только то гда, когда структуры Cn, R1 и Cn, R2 эквивалентны в логике L2.

Следствие 5. Для произвольных артиновых колец R1 и R2 категории mod-R1 и mod-R2 элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда существуют кольца S1 и S2, подобные кольцам R1 и R2 соответственно, такие, что структуры Cn, S1 и Cn, S2 эквивалентны в логике L2.

Третий параграф посвящен рассмотрению тех же вопросов для колец эн доморфизмов модулей бесконечных рангов.

На протяжении всего параграфа предполагается, что кольцо R и бесконеч ное кардинальное число таковы, что в кольце R существует максимальный идеал, порожденный не более чем элементами (например, это всегда так, когда |R| или кольцо R полупросто или является кольцом главных иде алов).

В первом пункте этого параграфа для каждого свободного модуля V беско нечного ранга над кольцом вводится некоторая специальная категория CM (V ) такая, что элементарная эквивалентность колец эндоморфизмов двух свобод ных модулей бесконечных рангов над кольцами равносильна элементарной эквивалентности соответствующих категорий.

Второй пункт третьего параграфа посвящен изучению элементарной эк вивалентности категорий вида CM (V ), в результате чего в третьем пункте доказаны следующая основная теорема и следствие из нее:

Теорема 4.13. Пусть V1 и V2 свободные модули бесконечных рангов и 2 над кольцами R1 и R2 соответственно, и существует предложение T2 1 ( 1, R1 ), ложное во всех кольцах, подобных кольцу R1 и имеющих другую теорию T h1. Тогда кольца End R1 (V1 ) и End R2 (V2 ) элементарно эквивалентны в том и только в том случае, когда существует кольцо S, подобное кольцу R2 и такое, что теории T h1 1, R1 и T h2 2, S совпа 2 дают.

Следствие 1. Для пространств V1 и V2 бесконечных размерностей 1 и 2 над произвольными телами (областями главных идеалов) F1 и F2 коль ца End F1 V1 и End F2 V2 элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда теории T h1 ( 1, F1 ) и T h2 ( 2, F2 ) совпадают.

2 Следствие 2. Предположим, что 1 и 2 бесконечные кардинальные числа, R1 и R2 коммутативные (локальные) кольца, и каждый макси мальный идеал кольца R1 порожден не более, чем 1 элементами кольца.

Тогда для свободных модулей V1 и V2 рангов 1 и 2 над кольцами R1 и R соответственно, кольца End R1 V1 и End R2 V2 элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда теории T h1 ( 1, R1 ) и T h2 ( 2, R2 ) совпа 2 дают.

Следствие 3. Предположим, что 1 и 2 бесконечные кардинальные числа, R1 и R2 артиновы кольца, и каждый максимальный идеал кольца R1 порожден не более, чем 1 элементами кольца. Тогда для свободных мо дулей V1 и V2 рангов 1 и 2 над кольцами R1 и R2 соответственно, кольца End R1 V1 и End R2 V2 элементарно эквивалентны тогда и только тогда, ко гда существуют кольца S1 и S2, подобные кольцам R1 и R2 соответствен но, такие, что теории T h1 ( 1, S1 ) и T h2 ( 2, S2 ) совпадают.

2 Следствие 4. Для свободных модулей V1 и V2 бесконечных рангов 1 и над полупростыми кольцами R1 и R2 соответственно, кольца End R1 (V1 ) и End R2 (V2 ) элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда суще ствуют кольца S1 и S2, подобные кольцам R1 и R2 соответственно, такие, что теории T h1 1, S1 ) и T h2 ( 2, S2 ) совпадают.

2 В четвертом параграфе рассматриваются проективные пространства мо дулей бесконечных рангов.

В первом пункте этого параграфа описывается язык проективной геомет рии над кольцом (т. е. решетки подмодулей модуля на кольцом) и основные понятия, выразимые в этом языке.

Во втором пункте показано, как в проективной геометрии модуля бес конечного ранга интерпретировать кольцо, изоморфное кольцу End R P для некоторого прообразующего модуля P.

В третьем пункте четвертого параграфа показано, как в проективной гео метрии модуля V интерпретировать кольцо End R V.

В результате в этом пункте доказана следующая теорема:

Теорема 4.14. Для свободных модулей V1 и V2 бесконечных рангов над произвольными кольцами R1 и R2 соответственно из элементарной экви валентности решеток подмодулей P (V1 ) и P (V2 ) следует элементарная эк вивалентность колец эндоморфизмов End R1 (V1 ) и End R2 (V2 ).

В четвертом пункте доказывается “обратная” теорема:

Теорема 4.15. Предположим, что V1 и V2 свободные модули беско нечных рангов 1 и 2 над кольцами R1 и R2 соответственно, и каждый подмодуль модуля V1 (V2 ) имеет не более 1 (2 ) порождающих элементов (например, это так, если 1 |R1 | и 2 R2 или если R1, R2 полупро стые кольца или кольца главных идеалов). Тогда из End R1 (V1 ) End R2 (V2 ) следует P (V1 ) P (V2 ).

В пятом параграфе рассматриваются группы автоморфизмов модулей бес конечных рангов над кольцами.

В пункте 5.1 доказывается, что если кольца R и S с 1/2 не содержат центральных идемпотентов, отличных от 0 и 1, V и V свободные мо дули бесконечных рангов над кольцами R и S соответственно, то группы Aut R (V ) и Aut S (V ) изоморфны тогда и только тогда, когда End R (V ) = End S (V ).

В пункте 5.2 результаты п. 5.1 распространяются на элементарную экви валентность. Это делается с помощью перехода к ультрастепеням. Доказана следующая теорема:

Теорема 4.17. Предположим, что кольца R, S содержат 1/2 и не со держат центральных идемпотентов, отличных от 1 и 0. Тогда группы Aut R (V ) и Aut S (V ) элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда кольца End R (V ) и End S (V ) элементарно эквивалентны.

В пункте 5.3 мы считаем, что кардинальное число 1 таково, что существу ет максимальный идеал кольца R1, порожденный не более чем 1 элементами.

Доказана следующая теорема и следствия из нее:

Теорема 4.19. Предположим, что кольца R1 и R2 содержат 1/2 и не содержат центральных идемпотентов, отличных от 1 и 0. Пусть, кроме того, V1 и V2 свободные модули бесконечных рангов 1 и 2 над коль цами R1 и R2 соответственно, и пусть существует предложение T h1 ( 1, R1 ), ложное во всех кольцах, подобных кольцу R1 и имеющих другую теорию T h1. Тогда группы Aut R1 (V1 ) и Aut R2 (V2 ) элементарно эквивалентны в том и только том случае, когда существует кольцо S, подобное кольцу R2 и такое, что T h1 ( 1, R1 ) = T h2 ( 2, S ).

2 Следствие 1. Для свободных модулей V1 и V2 бесконечных рангов 1 и над телами (коммутативными или локальными кольцами, не содержащи ми центральных идемпотентов, отличных от 1 или 0, областями целост ности) F1 и F2, содержащими 1/2, соответственно, группы Aut F1 (V1 ) и Aut F2 (V2 ) элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда T h1 ( 1, F1 ) = T h2 ( 2, F2 ).

2 Следствие 2. Для свободных модулей V1 и V2 бесконечных рангов и 2 над артиновыми кольцами R1 и R2, не содержащими центральных идемпотентов, отличных от 0 или 1, содержащими 1/2, соответственно, группы Aut R1 (V1 ) и Aut R2 (V2 ) элементарно эквивалентны тогда и только тогда, когда существуют кольца S1 и S2, подобные кольцам R1 и R2 соот ветственно, такие, что T h1 ( 1, S1 ) = T h2 ( 2, S2 ) 2 В шестом параграфе четвертой главы устанавливается связь между свой ствами второго порядка абелевой p-группы и свойствами первого порядка ее кольца эндоморфизмов.

В первом пункте приведены все нужные н для дальнейших построений сведения об абелевых группах, а также сформулировано, как распространить результаты С. Шелаха45 об интерпретации теории множеств в категории на случай кольца эндоморфизмов специальной абелевой p-группы, являющейся прямой суммой циклических групп одного порядка.

В пункте 6.2 еще раз описан групповой язык второго порядка L2, а также его ограничение L некоторым кардинальным числом, после чего в п. 4. вводим выразимый ранг rexp абелевой группы A, представленной в виде пря мой суммы D G своих делимой и редуцированных частей как максимум мощностей группы D и базисной подгруппы B группы A. В п. 6.2 мы сфор мулирована основная теорема этого параграфа:

Если A1 и A2 абелевы p-группы, 1 = rexp (A1 ), 2 = rexp (A2 ), то из элементарной эквивалентности колец эндоморфизмов End (A1 ) и End (A2 ) следует T h1 (A1 ) = T h2 (A2 ).

2 Заметим, что rexp (A) = |A| во всех случаях, кроме случая, когда |D| |G|, базисная подгруппа группы A счетна, а группа G несчетна. В этом случае rexp (A) =.

В том же пункте мы доказываем две “обратных импликации” основной теоремы:

1. Для любых абелевых групп A1 и A2 если группы A1 и A2 эквивалентны в логике второго порядка L2, то кольца End (A1 ) и End (A2 ) элементарно эквивалентны.

2. Если абелевы группы A1 и A2 редуцированны и их базисные подгруппы счетны, то из T h (A1 ) = T h (A2 ) следует End (A1 ) End (A2 ).

2 Таким образом, для всех абелевых групп, за исключением случая A = D G, D = 0, |D| |G|, |G|, базисная подгруппа в A счетна, элементарная эквивалентность колец End (A1 ) и End (A2 ) равносильна соотношению T h1 (A1 ) = T h2 (A2 ).

2 В конце п. 6.2 доказательство основной теоремы разделено на три случая:

1) группы A1 и A2 ограниченны;

2) A1 = D1 G1, A2 = D2 G2, группы D1 и D2 делимы, группы G1 и G ограниченны;

3) группы A1 и A2 обладают неограниченными базисными подгруппами.

В следующих трех пунктах шестого параграфа эти три случая рассматри ваются по отдельности. В последнем пункте шестого параграфе окончательно доказана основная теорема.

S. Shelah. Interpreting set theory in the endomorphism semi-group of a free algebra or in the category.

Annales Scientiques L’universite Clermont, 1976, 13, 1–29.

Основные результаты диссертации, выносимые на защиту.

1. Разработаны новые методы описания автоморфизмов и изоморфизмов групп Шевалле с помощью линейных уравнений над локальными кольцами.

Получено полное описание (доказательство стандартности) автоморфизмов групп Шевалле следующих типов:

типов Al, Dl, El, Bl, Cl, F4, l 1, над локальными кольцами с обратимой двойкой;

типа G2 над локальными кольцами с обратимыми двойкой и тройкой;

типов Al, Dl, El, l 2, над локальными кольцами с необратимой двойкой (теорема 1.1).

2. Описаны элементарные свойства и элементарная эквивалентность групп Шевалле над полями и локальными кольцами с обратимой двойкой с исполь зованием метода инволюций (доработанного автором для случая групп Ше валле), методов А.И. Мальцева и метода ультрастепеней К.И. Бейдара и А.В.

Михалева. Элементарная эквивалентность групп Шевалле описанных типов сведена к элементарной эквивалентности базисных полей или колец (теоремы 2.1 и 2.2).

3. Описаны автоморфизмы и элементарная эквивалентность полугруппы неотрицательных обратимых матриц над линейно упорядоченными кольцами с обратимой двойкой, что является продолжением описания аналогичных по лугрупп над линейно упорядоченными телами, полученного А.В. Михалевым и А.М. Шаталовой (теоремы 3.1 и 3.2).

4. Установлена связь между элементарной эквивалентностью категорий модулей над кольцами, колец эндоморфизмов свободных модулей над кольцами бесконечных рангов, групп автоморфизмов свободных модулей над кольцами бесконечных рангов, проективных геометрий свободных модулей над кольцами и эквивалентности в логике второго порядка структур, связанных с кольцами (теоремы 4.7, 4.13, 4.15 и 4.19).

Автором разработаны методов работы с логикой второго порядка, постро ена интерпретации теории второго порядка кольца в теории первого порядка его производной структуры (категории модулей над ним, кольца эндомор физмов, группы автоморфизмов, проективной геометрии модулей над ним).

В качестве следствий получено полное описание элементарной эквивалент ности колец эндоморфизмов и групп автоморфизмов модулей бесконечного ранга над телами;

областями главным идеалов;

коммутативными кольцами;

локальными кольцами;

артиновыми кольцами;

полупростыми кольцами (следствия из теорем 4.13 и 4.19).

5. Получен аналог теорема Бэра–Капланского об изоморфизме колец эн доморфизмов абелевых p-групп для элементарной эквивалентности. Логика второго порядка абелевой p-группы проинтерпретирована в кольце ее эндо морфизмов, разработаны методы кодирования элементов абелевой группы в кольце ее эндоморфизмов (теоремы 4.33, 4.34, 4.35).

Автор выражает благодарность своему научному консультанту, профессо ру Александру Васильевичу Михалеву, за постоянное внимание к работе и полезные советы, а также всему коллективу кафедры высшей алгебры МГУ имени М.В. Ломоносова за доброжелательное отношение и поддержку.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ (работы 1– входят в официальный Перечень ВАК) [1] Бунина Е.И. Элементарная эквивалентность унитарных линейных групп над полями // Фундаментальная и прикладная математика. 1998. Т. 4.

С. 1–14.

[2] Бунина Е.И. Элементарная эквивалентность унитарных линейных групп над кольцами и телами // Успехи математических наук. 1998. Т. 53, вып. 2. С. 137–138.

[3] Бунина Е.И. Элементарная эквивалентность групп Шевалле // Успехи Мат. наук. 2001. Т. 56, вып. 1. С. 157–158.

[4] Бунина Е.И., Михалев А.В. Элементарные свойства категорий модулей над кольцом, колец эндоморфизмов и групп автоморфизмов модулей // Фун даментальная и прикладная математика. 2004. Т. 10, вып. 2. С. 51 134 (диссертанту принадлежат результаты о связи элементарной эквивалент ности производных структур с эквивалентностью в логике второго порядка исходных структур).

[5] Бунина Е.И. Группы Шевалле над полями и их элементарные свойства // Успехи мат. наук. 2004. Т. 59, вып. 5. С. 952–953.

[6] Бунина Е.И., Михалев А.В. Элементарная эквивалентность колец эндо морфизмов абелевых p-групп // Фундаментальная и прикладная матема тика. 2004. Т. 10, вып. 2. С. 135-224 (диссертанту принадлежат резуль таты о необходимых и достаточных условиях элементарной эквивалентности колец эндоморфизмов абелевых p-групп).

[7] Bunina E.I., Mikhalev A.V. Combinatorial and Logical Aspects of Linear Groups and Chevalley Groups // Acta Applicandae Mathematicae. 2005.

V. 85, N. 1–3. P. 57–74 (это обзорная статья, в которой собраны результаты авторов).

[8] Е.И. Бунина, А.В. Михалев. Автоморфизмы полугруппы обратимых матриц с неотрицательными элементами // Фундаментальная и прикладная математика. 2005. Т. 11, вып. 2. С. 3-23 (диссертанту принадлежит структурная теорема об автоморфизмах полугрупп обратимых матриц с неот рицательными коэффициентами над линейно упорядоченными кольцами).

[9] Бунина Е.И. Элементарные свойства групп Шевалле над локальными кольцами // Успехи математических наук. 2006. Т. 61, вып. 2. С. 349– 350.

[10] Е.И. Бунина, А.В. Михалев. Элементарная эквивалентность полугрупп обратимых матриц с неотрицательными элементами // Фундаментальная и прикладная математика. 2006. Т. 12, вып. 2. С. 39–53 (диссертанту принадлежит описание необходимых и достаточных условий элементарной эквивалентности полугрупп обратимых матриц с неотрицательными коэф фициентами над линейно упорядоченными кольцами).

[11] E.I. Bunina, A.V. Mikhalev. Elementary Theories of Abelian p-groups and second-order theories of their automorphism rings // The Bulletin of Symbolic Logic. 2006. V. 12, N. 2. P. 326 (диссертанту принадлежат результаты о необходимых и достаточных условиях элементарной эквивалентности колец эндоморфизмов абелевых p-групп).

[12] Бунина Е.И. Элементарная эквивалентность групп Шевалле над поля ми // Фундаментальная и прикладная математика. 2006. Т. 12, вып. 8.

С. 29–77.

[13] Бунина Е.И., Михалев А.В. Элементарные свойства категории поли гонов над моноидом // Алгебра и логика. 2006. Т. 45, вып. 6. С. 687- (диссертанту принадлежат необходимые и достаточные условия элементар ной эквивалентности категорий полигонов над моноидами).

[14] Бунина Е.И. Автоморфизмы групп Шевалле некоторых типов над ло кальными кольцами // Успехи математических наук. 2007. Т. 62, вып. 5.

С. 143–144.

[15] Бунина Е.И. Автоморфизмы присоединенных групп Шевалле типов B2 и G2 над локальными кольцами // Фундаментальная и прикладная ма тематика. 2007. Т. 13, вып. 4. С. 3–27.

[16] Бунина Е.И. Автоморфизмы элементарных присоединенных групп Ше валле типов Al, Dl, El над локальными кольцами // Алгебра и логика. 2009.

Т. 48, вып. 1. С. 443–470.

[17] Бунина Е.И. Элементарная эквивалентность групп Шевалле над ло кальными кольцами // Математический сборник. 2010. Т. 201, вып. 3.

С. 3–20.

[18] Bunina E.I. Automorphisms of Chevalley groups of type F4 over local rings with 1/2 // Journal of Algebra. 2010, V. 323. P. 2270–2289.

[19] Bunina E.I., Mikhalev A.V. Elementary properties of linear and algebraic groups // Journal of Mathematical Sciences. 2002. V. 110, N. 3. P. 2595– 2659 (обзорная работа, в которой §§ 3–5 это результаты диссертанта).

[20] Bunina E.I., Mikhalev A.V. Elementary properties of linear groups and related questions // Journal of Mathematical Sciences. 2004. V. 123, N. 2.

P. 3921–3985 (обзорная работа, в которой §§ 4–6 это результаты диссертан та).

[21] Е.И. Бунина, А.В. Михалев. Элементарная эквивалентность моноидов эндоморфизмов свободных полигонов // Чебышевский сборник. 2005.

Т. 6, вып. 4. С. 49–63 (диссертанту принадлежат необходимые и достаточ ные условия элементарной эквивалентности категорий полигонов над моно идами).

[22] Bunina E.I., Mikhalev A.V. Elementary equivalence of categories of modules and other algebraic structures // Journal of Mathematical Sciences. 2005.

V. 131, N. 5. P. 6004-6013 (диссертанту принадлежат результаты о связи эле ментарной эквивалентности производных структур с эквивалентностью в ло гике второго порядка исходных структур).

[23] Balmasov E.S., Bunina E.I. Elementary equivalence of unitary linear groups over rings // Journal of Mathematical Sciences. 2009. V. 162, N. 5. P. 594– 604 (диссертанту принадлежат результаты об элементарной эквивалентности унитарных линейных групп).

[24] Бунина Е.И. Автоморфизмы и нормализаторы групп Шевалле типов Al, Dl, El над локальными кольцами с 1/2 // Фундаментальная и приклад ная математика. 2009. Т. 15, вып. 2. С. 35–59.

[25] Бунина Е.И. Автоморфизмы групп Шевалле типов Al, Dl, El над ло кальными кольцами с необратимой двойкой // Фундаментальная и приклад ная математика. 2009. Т. 15, вып. 7. С. 47–80.

[26] Бунина Е.И. Автоморфизмы групп Шевалле типа Bl над локальными кольцами с 1/2 // Фундаментальная и прикладная математика. 2009.

Т. 15, вып. 7. С. 3–46.