Sei eine Gruppe und ein geordnetes n-Tupel von Elementen aus . Eine elementare Nielsen-Transformation ist eine der folgenden drei Typen von Ersetzungen:
Für ein ersetze durch .
Für zwei vertausche und .
Für zwei ersetze durch .
Eine Nielsen-Transformation ist eine Folge endlich vieler elementarer Nielsen-Transformationen. Zwei geordnete Tupel heißen Nielsen-äquivalent, wenn sie durch eine Nielsen-Transformation auseinander hervorgehen.
Anwendungen
Erzeugendensysteme freier Gruppen
Sei die freie Gruppe mit Erzeugern . Dann hat jedes minimale Erzeugendensystem Elemente und ein -Tupel ist genau dann ein Erzeugendensystem von , wenn die geordneten Tupel und Nielsen-äquivalent sind.
Erzeugendensysteme von Flächengruppen
Sei die Flächengruppe vom Geschlecht . Dann hat jedes minimale Erzeugendensystem Elemente und ein -Tupel ist genau dann ein Erzeugendensystem von , wenn die geordneten Tupel und Nielsen-äquivalent sind.