Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Теорема П12.1. Динамическая система $\left(M, \mu, \varphi_{t}\right)$ эргодична в том и только том случае, если время $\tau(T)$ пребывания траектории $\left\{\varphi_{t} x \mid 0 \leqslant t \leqslant T\right\}$, выходящей из точки $x$, в произвольном измеримом множестве $A$ асимптотически пропорционально мере множества $A$ : Доказательство. для почти всех $x$ из $M$. Если $\omega$ и 1 несоизмеримы, то система эргодична (приложение 11). Следовательно, при почти всех начальных точках $e^{2 \pi i x}$ соотношение (П12.2) выполняется. Иначе говоря, если $\tau(N, A)$ – число элементов последовательности в измеримом множестве $A$, то при почти всех начальных точках $e^{2 \pi i x}$. Доказательство. Приведенное доказательство допускает непосредственное обобщение на непрерывный случай. Полученный результат, принадлежащий П. Болю (P.Bohl [1]), В. Серпинскому (W.Sierpinsky) и Г. Вейлю (Н. Weyl) [1], [2], [3], часто называют теоремой о равномерном распределении по модулю 1.1 Это одна из первых эргодических теорем. Исторически она родилась из попыток Лагранжа [1] решить проблему «среднего движения» (см. пример 3.1, гл. 1 , и приложение 13 ). Приложение П12.5. Распределение первых цифр в десятичной записи числа $2^{n}$. (См. пример 3.2, гл. 1) Первая цифра в десятичной записи числа $2^{n}$ есть цифра $k$ в том и только том случае, если или Обозначая через $\alpha=\log _{10} 2$ и через ( $n \alpha$ ) разность между числом $n \alpha$ и его целой частью, полученное выше неравенство можно записать в виде Но $\alpha$ – число иррациональное; следовательно, динамическая система $x \rightarrow x+\alpha(\bmod 1)$ на $S^{1}=\{x(\bmod 1)\}$ эргодична. Следовательно, числа $\{(n \alpha) \mid n \in \mathbb{N}\}$ равномерно распределены. В частности, полагая в (II12.4) получаем Но $\tau(N, A)$ есть не что иное, как число целых чисел в последовательности $1,2, \ldots, 2^{N-1}$, десятичная запись которых начинается с цифры $k$. В обозначениях из примера 3.2 (гл. 1) имеем: Таким образом, в последовательности первых цифр десятичной записи чисел $\left\{2^{n} \mid n \in \mathbb{Z}^{+}\right\}$вопреки тому, что подсказывает просмотр первых членов последовательности, семерок больше, чем восьмерок. Это связано с тем, что число $\alpha=\log _{10} 2=0,30103 \ldots$ близко к $3 / 10$. ЗАмЕчАНИЕ П12.6. Поскольку та часть времени, которую точка эргодической системы проводит в области $A$, пропорциональна мере этой области, естественно поинтересоваться величиной дисперсии. Некоторые результаты получил Синай [1]. Например, пусть $\left(T_{1} V, \mu, \varphi_{t}\right)$ – геодезический поток на компактной поверхности $V$ отрицательной кривизны, $A$ – область многообразия $T_{1} V$, ограниченная кусочно дифференцируемой поверхностью. Тогда разность между средним временем, которое точка $\varphi_{t} x$ проводит в области $A$, и мерой области $A$ распределена по закону Гаусса и удовлетворяет центральной предельной теореме: где $\tau_{T}(x)=$ мера $\left\{t \mid \varphi_{t} x \in A, 0 \leqslant t \leqslant T\right\}, C$ – константа.
|
1 |
Оглавление
|