Conjugacy class of homeomorphisms and distortion elements in groups of homeomorphisms
[Classes de conjugaison d’homéomorphismes et éléments de distorsion dans les groupes d’homéomorphismes]
Journal de l’École polytechnique — Mathématiques, Tome 5 (2018), pp. 565-604.

Soit S une surface compacte connexe et soit f un élément du groupe Homeo 0 (S) des homéomorphismes de S isotopes à l’identité. Notons f ˜ un relevé de f au revêtement universel de S. Fixons un domaine fondamental D de ce revêtement universel. On dit que l’homéomorphisme f est non-diffus si la suite (d n /n) converge vers 0, où d n désigne le diamètre de f ˜ n (D). Supposons que la surface S est orientable de bord non vide. Nous démontrons que, si S est distincte du disque et de l’anneau, un homéomorphisme est non-diffus si et seulement si il a des conjugués dans Homeo 0 (S) arbitrairement proches de l’identité. Dans le cas où la surface S est l’anneau, nous démontrons qu’un homéomorphisme est non-diffus si et seulement si il a des conjugués arbitrairement proches d’une rotation (ce résultat était déjà connu dans la plupart des cas grâce à un théorème dû à Béguin, Crovisier, Le Roux et Patou). On en déduit que, pour de telles surfaces S, un élément de Homeo 0 (S) est distordu si et seulement si il est non diffus.

Let S be a compact connected surface and let f be an element of the group Homeo 0 (S) of homeomorphisms of S isotopic to the identity. Denote by f ˜ a lift of f to the universal cover of S. Fix a fundamental domain D of this universal cover. The homeomorphism f is said to be non-spreading if the sequence (d n /n) converges to 0, where d n is the diameter of f ˜ n (D). Let us suppose now that the surface S is orientable with a nonempty boundary. We prove that, if S is different from the annulus and from the disc, a homeomorphism is non-spreading if and only if it has conjugates in Homeo 0 (S) arbitrarily close to the identity. In the case where the surface S is the annulus, we prove that a homeomorphism is non-spreading if and only if it has conjugates in Homeo 0 (S) arbitrarily close to a rotation (this was already known in most cases by a theorem by Béguin, Crovisier, Le Roux and Patou). We deduce that, for such surfaces S, an element of Homeo 0 (S) is distorted if and only if it is non-spreading.

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DOI : 10.5802/jep.78
Classification : 54H20, 54H15, 37C85
Keywords: Topological dynamics, homeomorphism, distortion, conjugacy class
Mot clés : Dynamique topologique, homéomorphisme, distorsion, classe de conjugaison
Emmanuel Militon 1

1 Laboratoire J.A. Dieudonné. UMR n° 7351 CNRS UNS Université Nice Sophia Antipolis Université Côte d’Azur 06108 Nice Cedex 02 France
Licence : CC-BY-ND 4.0
Droits d'auteur : Les auteurs conservent leurs droits
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Emmanuel Militon. Conjugacy class of homeomorphisms and distortion elements in groups of homeomorphisms. Journal de l’École polytechnique — Mathématiques, Tome 5 (2018), pp. 565-604. doi : 10.5802/jep.78. https://jep.centre-mersenne.org/articles/10.5802/jep.78/

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