diff --git a/polycopie.tex b/polycopie.tex index 395edf9963af80333137df873d4abdfc05d3514d..998bc6b5cf71035cb382df8afba96c1584d765b7 100644 --- a/polycopie.tex +++ b/polycopie.tex @@ -994,7 +994,7 @@ Donc si $\mu(E)\neq0$ alors $\mu(U)=1$ et par conséquent $\mu(E)\geq arbitraire, nous avons $\mu(E)=1$. \end{proof} -\section{Moyennes temporelles contre moyennes spatiales} +\section{Moyennes temporelles vers moyennes spatiales} Soit $(X,\mu,T)$ un système dynamique mesuré avec $\mu(X)=1$ et supposons que $T\colon X\to X$ soit ergodique. Un ``théorème @@ -1052,7 +1052,7 @@ $f_n\colon [0,1]\to \RR$ définie par $f_n(x)=n$ si $0\leq x\leq 1/n$ et $f_n(x)$ sinon, converge vers zéro presque partout. Mais $f_n$ ne converge pas vers zéro dans n'importe quel $L^p$ avec $p\geq1$. -\section{Moyennes temporelles contre moyennes spatiales dans faible +\section{Moyennes temporelles vers moyennes spatiales dans faible $L^2$} Nous commençons avec le théorème le plus faible qu'on peut appeler un @@ -1107,7 +1107,7 @@ dual). converge faiblement vers $\overline{f}$ dans $L^2(X)$. \end{proof} -\section[le théorème moyenne]{Moyennes temporelles contre moyennes de l'espace dans $L^2$ : +\section[le théorème moyenne]{Moyennes temporelles vers moyennes de l'espace dans $L^2$ : le théorème moyenne} Le théorème principal de cette section supplante complètement celui de @@ -1467,7 +1467,46 @@ Rappelons la transformation de Gauss $T\colon [0,1]\to[0,1]$ définie par $T(x)=\frac1x-\left\lfloor \frac1x\right\rfloor$ si $x\neq 0$ et $T(0)=0$ sinon. On a ajouté le point $0$ pour rentre l'espace compact. +\begin{lemme} + Soit $\mu$ la mesure de Lebesgue sur $[0,1]$, et soit $nu$ une autre mesure + définie par + \[\nu(E):=\frac1{\ln 2}\int_E\frac{\mathrm{d}\mu(x)}{1+x}.\] + Alors $(X,T,\nu)$ est une système dynamique mesuré. +\end{lemme} + +\begin{proof} + Il suffit de démontrer que $\nu(T^{-1}]a,b[)=\nu(]a,b[)$ pour tout + $0<a<b<1$. En utilisent les arguments de limite on peut en déduire + que $\nu(T^{-1}E)=\nu(E)$ pour tout $E$ mesurable. + + En effet, l'image inverse $T^{-1}]a,b[$ est l'union + $\bigcup_{n=1}^\infty\left]\frac{1}{n+b},\frac{1}{n+a}\right[$ et + donc + \begin{align*} + \nu(T^{-1}]a,b[)\ln 2 + &=\sum_{n=1}^\infty\int_{1/(n+b)}^{1/(n+a)}\frac{\mathrm{d}x}{1+x}\\ + &=\sum_{n=1}^\infty\left(\ln\left(\frac{1}{n+a}+1\right)-\ln\left(\frac{1}{n+b}+1\right)\right)\\ + %&=\sum_{n=1}^\infty\left(\ln\left(\frac{n+a+1}{n+a}\right)-\ln\left(\frac{n+b+1}{n+b}\right)\right)\\ + &=\sum_{n=1}^\infty\left(\ln(n+a+1)-\ln(n+a)+\ln(n+b+1)-\ln(n+b)\right). + \end{align*} + La derninère somme est télescopique et alors + \begin{align*} + \nu(T^{-1}]a,b[)\ln 2 + &=\lim_{N\to+\infty}\left(\ln(N+a+1)-\ln(N+b+1)\right)-\ln(a+1)+\ln(b+1)\\ + &=\lim_{N\to+\infty}\ln\left(\frac{N+a+1}{N+b+1}\right)-\ln(a+1)+\ln(b+1)\\ + &=-\ln(a+1)+\ln(b+1)=\int_a^b\frac{\mathrm{d}x}{1+x}=\nu(]a,b[) \ln2. + \end{align*} +\end{proof} +\begin{proposition} + La transformation de Gauss est ergodique par rapport à la mesure de + Gauss $\nu$. +\end{proposition} + +\begin{proof} + L'idée est très similaire à la démonstration que la dilatation du + cercle est ergodique. Les détails sont un peu plus compliques. +\end{proof} % ---------------------------------------------------------------------------