Opérateurs elliptiques sur les variétés non compactes

Soient M une variété, V un ouvert de M, et P un opérateur différentiel elliptique du second ordre, à coefficients C^∞ et réels tel que P1 0. Soit A_V l'opérateur induit par P dans l'espace de Banach C₀(V) des fonctions continues sur V nulles au point à l'infini de V, muni de la norme du suprémum. On démontre que A_V engendre un semi-groupe fortement continu à contraction ssi il existe K compact de V, h fonction continue strictement positive dans VβK et nulle au point à l'infini de V telle que (1 − P) h soit la distribution associée à une fonction continue non négative dans VβK. On en déduit immédiatement un résultat bien connu: si M est une variété de Cartan-Hadamard, A_M engendre un semi-groupe fortement continu à contraction dans C₀(M).Let M be a manifold, V an open set of M, and P an elliptic differential operator of the second order, with real C^∞ coefficients and such that P1 0. Let A_V be the operator induced by P in the complex Banach space C₀(V) of all continuous functions vanishing at the point at infinity of V, endowed with the supremum norm. One proves that A_V generates a strongly continuous contraction semi-group iff there exists K compact of V, h continuous strictly positive in VβK and 0 at infinity of V such that (1 − P) h is the distribution associated to a nonnegative continuous function in VβK. One deduces immediately from that a well-known result: if M is a Cartan-Hadamard manifold, A_M generates a strongly continuous contraction semigroup in C₀(M).     

Critères d'induction et de coinduction pour certains anneaux d'opérateurs différentiels

Soit une algèbre de Lie opérant par dérivations sur un anneau local commutatif noethérien (R, ,K=R/ ), et soit V l'anneau des opérateurs différentiels construits à partir de R et . Posons ( )={d /d( ) } et ₀ = ( )/ : ₀ est une algèbre de Lie qui opère sur K par dérivations et l'on peut construire un anneau d'opérateurs différentiels sur K à l'aide de ₀, noté V₀. Grâce au (V₀ − V)-bimodule V/ V on définit l'induction (resp. la coinduction) de V₀ à V par Ind^V_v0=−_v0V/ V (resp. Coind^V_v0=Hom_v0(V/ V,−)) et on donne un critère pour qu'un V-module soit induit (resp. coinduit) à partir de V₀. Ces résultats sont des analogues de ceux, établis par Mackey pour les groupes de Lie et par Blattner pour les algèbres de Lie, analogues, basés sur la notion de système d'imprimitivité.Let be a Lie algebra acting by derivations on a commutative noetherian local ring (R, ,K=R/ ) and let V be the ring of differential operators built on R and . Defining ( )={d /d( ) } et ₀ = ( )/ : ₀ is a Lie algebra which acts on K by derivations, and we can construct a differential operators ring on K with ₀, denoted by V₀. With the help of the (V₀ − V)-bimodule V/ V we define the induction (resp. coinduction) from V₀ to V by Ind^V_v0=−_v0V/ V and we give a criterion for a V-module to be induced (resp. coinduced) from V₀. These results are similar to those established by Mackey for Lie groups and Blattner for Lie algebras, which are based on the notion of the system of imprimitivity.     

Noyaux potentiels associés à une filtration

We study from the point of view of potential theory some operators V which are “integrals of martingales” and noteworthy the formula (I + V)⁻¹ = I − N where N is a submarkovian kernel. We give an explicit expression of N when the filtration is finite and get the general case with an usual approximation procedure. Some links are made with the matrix theory (ultrametric and Stieltjes matrices) and the graph theory (flows and capacities) when the space is finite.

Résumé

On étudie, du point de vue de la théorie du potentiel, des opérateurs V du type “intégrales de martingale”, et notamment la formule (I + V)⁻¹ = I − N où N est un noyau sous-markovien. On donne une expression explicite de N dans le cas d'une filtration finie, et on traite le cas général par un procédé d'approximation usuel. On fait le lien avec la théorie des matrices (matrices ultramétriques et de Stieltjes) et la théorie des graphes (flots et capacités) quand l'espace est fini.     

Matrices dont deux lignes quelconque coïncident dans un nombre donne de positions communes

Le nombre maximal de lignes de matrices seront désignées par:

1. (a) R(k, λ) si chaque ligne est une permutation de nombres 1, 2,…, k et si chaque deux lignes différentes coïncide selon λ positions;

2. (b) S⁰(k, λ) si le nombre de colonnes est k et si chaque deux lignes différentes coïncide selon λ positions et si, en plus, il existe une colonne avec les éléments y₁, y₂, y₃, ou y₁ = y₂ ≠ y₃;

3. (c) T⁰(k, λ) si c'est une (0, 1)-matrice et si chaque ligne contient k unités et si chaque deux lignes différentes contient les unités selon λ positions et si, en plus, il existe une colonne avec les éléments 1, 1, 0.

La fonction T⁰(k, λ) était introduite par Chvátal et dans les articles de Deza, Mullin, van Lint, Vanstone, on montrait que T⁰(k, λ) max(λ + 2, (k − λ)² + k − λ + 1). La fonction S⁰(k, λ) est introduite ici et dans le Théorème 1 elle est étudiée analogiquement; dans les remarques 4, 5, 6, 7 on donne les généralisations de problèmes concernant T⁰(k, λ), S⁰(k, λ), dans la remarque 9 on généralise le problème concernant R(k, λ). La fonction R(k, λ) était introduite et étudiée par Bolton. Ci-après, on montre que R(k, λ) S⁰(k, λ) T⁰(k, λ) d'où découle en particulier: R(k, λ) λ + 2 pour λ k + 1 − (k + 2)^1/2; R(k, λ) = 0(k²) pour k − λ = 0(k); R(k, λ) (k − 1)² − (k + 2) pour k 1191.     

Critical path analysis for continuum percolation

We prove the validity of the Critical path analysis for a continuum percolation model close to Golden–Kozlov one. This is obtained in the limit of strong disorder.

Résumé

On montre la validité de “Critical path analysis” pour un modèle de percolation continue proche de celui de Golden–Kozlov. Le résultat est obtenu à la limite de grand désordre.     

On Extremal Permutations AvoidingωN = NN − 1 . . . 1

Dedicated to the memory of Marcel–Paul Schützenberger Cet article présente une étude des permutations qui évitent le motif de la permutation maximaleω_N = NN − 1 . . . 1. Après avoir donné les définitions classiques, nous montrons que l’ensemble de ces permutations est un idéal pour l’ordre de Bruhat faible et faisons l’étude de ses éléments maximaux. Nous exhibons alors un algorithme pour calculer ces éléments et nous montrons que ceux-ci peuvent être obtenus à partir d’un automate. Nous terminons en donnant des estimations asymptotiques de leur nombre. This paper presents a study of permutations avoiding the patternω_N = NN − 1 . . . 1. After recalling the basic definitions, we prove that this set of permutations is an ideal for the weak Bruhat order and begin the study of its maximal elements. We then present an algorithm that generates these elements and find out that they can be obtained from an automaton. Finally, we give some asymptotics about their number.     

Type des orbites périodiques des flots associés à des lagrangiens optiques homogènes

Résumé. Soit L : T M → ℝ un lagrangien optique et homogène dans la fibre défini sur le fibré tangent d’une variété orientable de dimension n et γ un lacet régulier 1-périodique qui est un point critique non dégénéré d’indice p de l’action lagrangienne associée à L (il lui correspond alors un point périodique (x, v) du flot d’Euler-Lagrange (φ_t )). Soit T une transversale en (x, v) au champ de vecteurs dans la surface d’énergie et P l’application de premier retour de Poincaré dans cette transversale; on montre alors que le nombre de Lefschetz pour P en (x, v) est (−1)^n−1+p. On en déduit que si 2n_h est le nombre de multiplicateurs de Floquet réels strictement positifs et non nuls, alors: n_h = n − 1 + p (mod 2). On explique comment déduire qu’un lagrangien optique quelconque défini sur le fibré tangent d’une variété orientable compacte de dimension paire de π₁ non trivial a une une orbite périodique qui est soit dégénérée, soit a un exposant de Floquet hyperbolique dans tout niveau d’énergie au dessus du niveau critique de Ma?é.      

Orientations Acycliques et le Polynôme Chromatique

On attache à tout graphe G son polynôme chromatiqueχ_G (λ), qui dénombre ses colorations régulières avecλ couleurs. D’après Stanley, on sait que |χ_G ( − 1)| est égal au nombre d’orientations acycliques du graphe, un résultat qui fut raffiné par Greene et Zaslavsky. Nous nous proposons de l’affiner davantage en interprétant, avec l’aide de certaines orientations acycliques, les coefficients deχ_G (λ) développé en puissances de λ et surtout en puissances de (λ −  1). L’utilisation systématique des fonctions génératrices des fonctions d’ensembles permet d’avoir des démonstrations très courtes et explicatives. Elles se veulent une réponse à la suggestion faite par Gebhard et Sagan, qui ont déjà trouvé des démonstrations combinatoires de deux résultats de Greene et Zaslavsky. Les fonctions d’ensembles permettent aussi d’établir une série d’interprétations nouvelles de l’invariant β_Gde Crapo. Cet article donne également un nouvel éclat aux résultats classiques de Cartier, Foata, Viennot, Brenti, Gessel et Stanley. The chromatic polynomialχ_G (λ), which is associated with each graph G, enumerates its regular colorations with λ colors. Stanley showed that |χ_G ( − 1)| is equal to the number of acyclic orientations of the graph, a result that was refined by Greene and Zaslavsky. The purpose of the paper is to show that a further refinement can be obtained by interpreting each coefficient of χ_G(λ), when the polynomial is developed with respect to powers of λ and (λ −  1). A systematic use of the generating functions for set functions enables us to have very short and instructive proofs. Gebhard and Sagan, who had already found combinatorial proofs of two results by Greene and Zaslavsky, suggested that further proofs were to be found. Finally, the set functions algebra allows us to establish a series of new interpretations for Crapo’sβ_G invariant. This paper also brings a new light to the classical results due to Cartier, Foata, Viennot, Brenti, Gessel and Stanley.     

On the development of the Goldstein wake

Résumé Une lame plate est située dans un fluide visqueux. Un courant la traverse à une vitesse constante après un commencement impulsif àt=0. Dans cet article nous étudions le mouvement de la couche limite correspondante dans le sillage. A chaque instant sa forme ressemble à celle décrite par Goldstein, suivant une courbe cubique derrière la lame qui s'élargit continuellement. La pression s'accroit commet ^1/6. De plus, la «couche triple» découverte par Stewartson et Messiter existe près du dos de la lame.A la distancex derrière la lame, la vitesse perpendiculaire à la lame perd sa continuité à travers le courant àt=x/U. Nous trouvons la grandeur de cette discontinuité.     

The N-dimensional matching polynomial

Heilmann et Lieb ont introduit le polynôme de couplage μ(G, x) d’un graphe G = (V, E). Nous prolongeons leur définition en munissant chaque sommet de G d’une forme linéaire N-dimensionnelle (ou bien d’un vecteur) et chaque arête d’une forme symétrique bilinéaire. On attache donc à tout r-couplage de G le produit des formes linéaires des sommets qui ne sont pas saturés par le couplage, multiplié par le produit des poids des r arêtes du couplage, où le poids d’une arête est la valeur de sa forme évaluée sur les deux vecteurs de ses extrémités. En multipliant par (−1)^r et en sommant sur tous les couplages, nous obtenons notre polynôme de couplage N-dimensionnel. Si N = 1, le théorème principal de l’article de Heilmann et Lieb affirme que tous les zéros de μ(G, x) sont réels. Si N = 2, cependant, nous avons trouvé des graphes exceptionnels où il n’y a aucun zéro réel, même si chaque arête est munie du produit scalaire canonique. Toutefois, la théorie de la dualité développée dans [La1] reste valable en N dimensions. Elle donne notamment une nouvelle interprétation à la transformation de Bargmann–Segal, aux diagrammes de Feynman et aux produits de Wick.Heilmann and Lieb have introduced the matching polynomial μ(G, x) of a graph G = (V, E). We extend their definition by associating to every vertex of G an N-dimensional linear form (or a vector) and to every edge a symmetric bilinear form. For every r-matching of G we define its weight as the product of the linear forms of the vertices not covered by the matching, multiplied by the product of the weights of the r edges of the matching, where the weight of an edge is the value of its form evaluated at the two vectors of its end points. Multiplying by (−1)^r and summing over all matchings, we get our N-dimensional matching polynomial. If N = 1, the Heilmann–Lieb theorem affirms that all zeroes of μ(G, x) are real. If N = 2, however, there are exceptional graphs without any real zero at all, even if the canonical scalar product is associated to every edge. Nevertheless, the duality theory developed in [La1] remains valid in N dimensions. In particular, it brings new light to the Bargmann–Segal transform, to the Feynman diagrams, and to the Wick products.Received: February 2004 Revision: July 2004 Accepted: August 2004     

Problèmes linéaires dans le Compendy de la praticque des nombres de Barthélemy de Romans et Mathieu Préhoude (1471): Une approche nouvelle basée sur des sources proches du Liber abbaci de Léonard de Pise

The Compendy de la praticque des nombres (1471) is one of a number of commercial arithmetics produced in southern France during the medieval period. Its interest and originality rest in its treatment of problem-solving. The author of the text limited his treatment to an in-depth analysis of only a few types of problems, not treating particular cases but rather emphasizing general methods. The sources from which he drew were very close to the Liber abbaci of Leonardo Fibonacci and many of them were new to the southern French arithmetic tradition. Thus, the Compendy sheds new light on the transmission of arithmetic thought into Europe. Copyright 2000 Academic Press.Le Compendy de la praticque des nombres (1471) est un traité qui appartient au groupe des arithmétiques commerciales du Sud de la France. L'intérêt et l'originalité du texte résident dans la partie consacrée à la résolution de problèmes. L'auteur sélectionne quelques types de problèmes seulement, auxquels il consacre une longue étude, délaissant les cas particuliers pour privilégier les méthodes. Ce faisant, il utilise de nouvelles sources, proches du “Liber abbaci” de Léonard de Pise, étrangères aux autres arithmétiques françaises de la même famille. Le Compendy nous apporte ainsi un éclairage nouveau sur la transmission de l'algorisme. Copyright 2000 Academic Press.MSC subject classifications: 01A35; 01A40.     

Le rapport di isou (Euclide V, définition 17): Définition, utilisation, transmission

Dans le livre V des Eléments d'Euclide, la définition 17, du di isou logos, se compose de deux énoncés juxtaposés, qui ne sont pas équivalents. Le premier étant une simple réfection du théorème V,22, il convient de regarder le second seul comme authentique, comme le suggérent aussi bien l'emploi de l'expression di isou en géométrie grecque, que l'analyse précise de la tradition indirecte. En conséquence, la définition 17 doit être débarrassée de sa première partie; la définition 18.1, celle de la proportion réglée, doit être restituée comme authentique; la définition 18.2, de la proportion déréglée, doit être réduite à son libellé original, analogue à celui de 18.1.In Euclid's Elements V, Definition 17 (di isou logos) consists of two statements, which are not equivalent. The first one being a remake of theorem V,22, the second is the only one to be taken as genuine. This can be proved by the use of the expression di isou in Greek geometry, and also by a close scrutiny of the various witnesses of this part of the text. Consequently, Definition 17 should be cleared of its first part; Definition 18.1, of the ordered proportion, should be restored as genuine; Definition 18.2, of the perturbed proportion, should be reduced to its original core, and made similar to 18.1.     

Sur les intégrales algébriques de différentielles algébriques

Sans résumé Les résultats obtenus parM. Humbert ont déjà été trouvés parM. Weierstrass bien des années auparavant et communiqués par lui dans son, cours sur les fonctions abéliennes. Mais la méthode suivie par les deux savants est tout à fait différente. ChezM. Weierstrass les conditions pour qu'une intégrale de la forme ∫R(x,y)dx soit une fonction algébrique dex découlent, comme simple corollaire, du théorème sur la réduction de chaque intégrale de la forme considérée à une somme d'intégrales normales de la première, de la seconde et de la troisième espèce. Pour effectuer cette réduction il faut et il suffit de conna?tre: 1^o les coefficients des puissances négatives det aux environs de tous les points analytiques pour lesquels le développement deR(x _t,y_t)dx_t/dt contient en général des puissances négatives det; 2^o la valeur deR(x, y) pourp points analytiques réguliers (a ₁, b₁), …, (t_p, b_p) choisis arbitrairement. Le, théorème deM. Weierstrass est cité, quoique sans démonstration, dans la thèse inaugurale deM. Hettner (Berlin, 1877).     

The Missing Problems of Gersonides—A Critical Edition, II

Gersonides' Maaseh Hoshev (The Art of Calculation) is a major work known for its early use of rigorous combinatorial proofs and mathematical induction. There is a large section of problems at the end of the book, with the theme of proportions, which until now remained unpublished. I present a critical edition of this material. I also uncover a previously unknown second edition of Maaseh Hoshev. The material is appropriate for creative pedagogy and provides economic details of the author's culture and environs. A previous article presented the first, 15 problems and this article presents the rest. Copyright 2000 Academic Press.Le Maase Hoshev (L'Art du Calcul) de Gersonide est un ouvrage majeur connu pour son usage précoce de preuves combinatoires rigoreuses et de l'induction mathématique. La fin de l'ouvrage comporte une section importante consacrée a une série de trente problèmes sur le thème des proportions qui était restée inédite jusqu'à ce jour et dont je présente pour la première fois une édition critique. Je révèle également l'éxistence d'une séconde édition de Maase Hoshev. Le matériau peut servir de base à des projets de pédagogie créative et offre des détails sur la culture et l'environnement de l'auteur. Cet article fait suite a une première étude qui présentait les quinze premiers problèmes de Maase Hoshev et en présente les quinze autres.     

Sur le problème de Plateau pour un quadrilatère variable qui peut acquérir un point double

Résumé Soit Γ un quadrilatère variable, dont deux c?tés opposés A₂A₃, A₁A₄ sont dans les plans x₃=c, x₃=−c. Quand c tend vers0, Γ tend vers un quadrilatèreΓ ⁰ présentant un point double, A⁰. Le travail étudie la représentation conforme sur le demi-plan R(ix)<0 (ou sur le cercle - unité) de la surface minimale ∑ passant par Γ. Il montre (§ I) que si les affixes x de A₁, A₂, A₄ sont 0, 1, ∞, l'affixe de A₃ sera ɛ⁻², où ɛ tend vers 0 avec c. Il étudie (§ II) l'allure pour ɛ tendant vers 0 des intégrales canoniques de l'équation linéaire du problème. La forme de la relation entre ɛ et c est indiquée au n^o 19; on montre que dans la région de striction ɛ |x| reste borné et que la surface ∑ y est assimilable à une surface minimale simple: la surface de vis à filet carré. La représentation conforme de l'une des deux régions de ∑ qui tendent à se séparer l'une de l'autre tend à envahir tout le demi-plan (ou tout le cercle-unité). Les représentations conformes de ∑ pour c>0 et c<0 ne sont pas analytiquement distinctes (n⁰ 20). A titre d'exemple, on étudie (n⁰ 21) le cas où ∑ possède un axe de symétrie. A M. Enrico Bompiani pour son Jubilé scientifique     

Comparaison des deux composantes d''un subordinateur bivarié, puis étude de l''enveloppe supérieure d''un processus de Lévy

Soit (Y,Z) un subordinateur bivarié. Nous donnons une condition suffisante pour que Y_t/Z_t converge vers zéro quand t tend vers 0 ou +∞. Ceci généralise partiellement des résultats de Bertoin et de Kesten–Erickson.Soit X un processus de Lévy et S_t=sup{X_s: st}. Soit f une fonction sous-additive. En appliquant le résultat précédent au subordinateur bivarié d'échelle, nous donnons des conditions nécéssaires et suffisantes pour que et égalent 0 ou +∞.Let (Y,Z) be a bivariate subordinator. Generalizing theorems of Bertoin and Kesten–Erickson, we give a sufficient condition for Y_t/Z_t to converge to 0 when t tends either to 0 or +∞.Let X be a Lévy process. Denote by S_t=sup{X_s: st} and let f be any sub-additive function. Applying our first result to the bivariate ladder process, we give necessary and sufficient conditions for and to be either 0 or +∞.     

Coboundaries in

Let T be an ergodic automorphism of a probability space, f a bounded measurable function, . It is shown that the property that the probabilities μ(|S_n(f)|>n) are of order n^−p roughly corresponds to the existence of an approximation in L^∞ of f by functions (coboundaries) g−g○T, gL^p. Similarly, the probabilities μ(|S_n(f)|>n) are exponentially small iff f can be approximated by coboundaries g−g○T where g have finite exponential moments.

Résumé

Soit T un automorphisme ergodique d'un espace probabilisé, f une fonction bornée mesurable et . Une correspondance est établie entre l'existence de l'estimation des probabilités μ(|S_n(f)|>n) d'ordre n^−p et l'existence de l'approximation dans L^∞ de la fonction f par des cobords g−g○T où g est “presque” dans L^p. De manière similaire, les probabilités μ(|S_n(f)|>n) sont d'ordre e^−cn, pour un certain c>0, n=1,2… , si et seulement si f admet une approximation dans L^∞ par des cobords g−g○T avec g ayant des moments exponentiels.     

Leibniz et le problème des partis. Quelques papiers inédits

Depuis son voyage à Paris, en 1672, Leibniz se montre intéressé à l'aspect mathématique de la théorie de la probabilité. En automme 1672, il fait la connaissance de Huygens, qui va l'initier en Mathématiques, rencontre Malebranche et Arnauld, et peut examiner, en 1673, quelques-uns des manuscrits de Pascal. De retour à Hanovre, il essaye de faire ses propres calculs. Sont connus déià les manuscrits “Sur le calcul des partis” du 5 janvier 1676 et “De incerti æstimatione,” de septembre 1678, commentés entre autres par K.-R. Biermann. Ici on va commenter un nouveau manuscrit, de 1686, qui résout le fameux problème de Bernoulli sur le sort de deux joueurs et qui est resté inédit jusqu'ici.