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Un exemple d'application train track

On considère le groupe

BS(2,4) =ha, c| ca2c−1 =a4i

ainsi que les automorphismes suivants (gurant dans [Cla09] parmi des générateurs du groupe des automorphismes de BS(2,4))

Ψ : BS(2,4) −→ BS(2,4)

a 7−→ a

c 7−→ ca et, pour tout k∈N,

Φk : BS(2,4) −→ BS(2,4)

a 7−→ a

c 7−→ c−k+1a2ck. On note ϕl'automorphisme suivant

ϕ= Φ1Ψ2Φ3Ψ : BS(2,4) −→ BS(2,4)

a 7−→ a

c 7−→ a−2c−1a−4c−1a2ca4ca4ca3.

On associe à cet automorphisme l'application F entre les arbres T ∈ D2,4 etT ·Φ dont le graphe de groupes étiqueté est le suivant (les graphes de groupes pour T etT ·Φsont les mêmes)

hai 2 4

e

Pour toute arêtee, E représente l'arête ayant l'orientation inverse dee.

F : T −→ T ·Φ

e 7−→ a−2c−1(E·a−4c−1(E·a2(e·ca4(e·ca4e)))))

On plie le tournant illégal entreE eta2·E et pour ce faire on subdivise een deux arêtese0 ete1de sorte queo(e0) = o(e)ett(e1) = t(e)et on identieE1 aveca2·E1

ainsi on obtient un arbre notéT0 ∈ D2,4 dont le graphe étiqueté est le suivant

5.3. UN EXEMPLE D'APPLICATION TRAIN TRACK 119 hai

2 2

1 2

e0 e1

On modieF en fonction de cette identication et ainsi on obtient une application F0 : T0 −→ T0·Φ

e0 7−→ a−2c−1(E1·E0·a−4c−1(E1·a2(e1·ca4(e0·e1·ce0)))) e1 7−→ a−2c−1a−4c−1a2ca4ca4e1.

On liste maintenant quelles sont les diérentes orbites de tournants aux deux points de branchement an d'identier quels sont les éventuels tournants illégaux.

Au sommet o(e0), il a y 4 arêtes e0, ae0, c−1E1 et ac−1E1 qui forment 6 tournants qui sont dans 4orbites de tournants :

{e0, ae0} dont l'image par F0 est le tournant {a−2c−1E1, a−1c−1E1} qui est dans l'orbite de {c−1E1, ac−1E1}.

{c−1·E1, ac−1·E1}dont l'image parF0est le tournant{a−3c−1E1, a−2c−1E1} qui est dans l'orbite de {c−1E1, ac−1E1}.

{e0, c−1E1} dont l'image par F0 est le tournant {a−2c−1E1, a−3c−1E1} qui est dans l'orbite de {c−1E1, ac−1E1}.

{ae0, c−1E1} dont l'image par F0 est le tournant {a−1c−1E1, a−3c−1E1} qui est donc illégal mais ni F0(e0)ni F0(e1)ne traverse ce tournant.

Au sommet t(e0), il a y 3arêtes E0, e1 eta2e1 qui forment 3 tournants qui sont dans 2orbites de tournants :

{E0, e1} dont l'image par F0 est le tournant

{a−2c−1a−4c−1a2ca4cE0, a−2c−1a−4c−1a2ca4ca4e1} qui est dans l'orbite de {E0, e1}.

{e1, a2e1} dont l'image par F0 est le tournant

{a−2c−1a−4c−1a2ca4ca4e1, c−1a−4c−1a2ca4ca4e1}

qui est dans l'orbite de{e1, ga2g−1e1}et donc dans l'orbite de{e1, a2e1}.

Par conséquent, on vérie immédiatement que F0 est train track.

On peut maintenant passer à notre espace de déformation DH dans lequel e1 est écrasée ainsi on obtient T00 ∈ DH dont le graphe étiqueté est le suivant

H

e0

On modie F0 en fonction de cet écrasement et ainsi on obtient une application F00 dénie comme suit

F00 : T00 −→ T00·Φ

e0 7−→ a−2c−1(E0·a−4c−1a2ca4(e0·ce0))

De la même façon que dans la démonstration du Corollaire 5.9, F00 est une appli-cation train track.

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Un groupe de Baumslag-Solitar est un groupe dont la présentation est, pour p et q entiers non nuls, BS(p, q) = h a, b | ab

p

a

1

= b

q

i. A chaque groupe de Baumslag-Solitar est associé un espace de déformation D

p,q

d'actions sur des arbres analogue à l'outre espace. Aut(BS(p, q)) agit sur cet espace ce qui induit une action du groupe des automorphismes extérieurs Out(BS(p, q)). Nous nous intéresserons au cas plus com-plexe où q est un multiple de p et dans un premier temps, nous dé-montrerons que tout automorphisme de BS(p, pn) est réductible ce qui signie qu'il existe un BS(p, pn) -arbre T et une application T −→ T · Φ laissant invariante un certain type de forêt. Ce résultat nous amènera à introduire un nouvel espace de déformation et une classication des automorphismes de BS(p, pn) en trois catégories : elliptique, parabo-lique ou hyperboparabo-lique. A l'aide de cette classication, nous démontre-rons que tout automorphisme est à croissance soit polynomiale soit exponentielle.

Abstract

A Baumslag-Solitar group is a group given by the group presenta-tion, for p and q non-zero integers, BS(p, q) = h a, b | ab

p

a

1

= b

q

i.

For each Baumslag-Solitar group we consider a deformation space D

p,q

which is analogue of Culler-Vogtmann's Outer Space. The action of

Aut(BS(p, q)) on D

p,q

induces an action of the outer automorphism

group Out(BS(pq)) . We will focus on the case where p divides q .

Firstly, we will show that every automorphism of BS (p, pn) is

redu-cible which means that we can nd a BS(p, pn)-tree T and a map

T −→ T · Φ that leaves a certain type of subforest invariant. This

re-sult leads us to introduce a new deformation space and a classication

of the automorphisms of BS(p, pn) in three types : elliptic, parabolic

or hyperbolic. Using this classication, we will show that the growth

of every automorphism of BS(p, pn) is exponential or polynomial.

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