一致分布

一致分布

一致分布是研究實數的分數部分在區間U1=【0,1)中的分布問題。一致分布的定義及外爾判別法還可以推廣到緊緻空間與拓撲群。一致分布理論的發展則開始於H.外爾1916年關於一致分布理論的著名研究。一致分布除自身的發展外,在解析數論、機率論和近似分析中都有重要的套用。其線性包給出每一黎曼可積函式。偏差是用來刻畫一致分布點集的分布誤差的。,此處с為一個正的絕對常數。外爾判別法及關於偏差的結果,在s維空間都有相應的推廣。

正文

研究實數的分數部分在區間

=【0,1)中的分布問題。一致分布理論的發展則開始於H.外爾1916年關於一致分布理論的著名研究。一致分布除自身的發展外,在解析數論、機率論和近似分析中都有重要的套用。例如,關於外爾和估計的研究是解析數論與堆壘數論中的核心。

(

=1,2,…)為

中的一個點集。對於任意正整數

及任意實數

,命

(

)表示

個點

(1≤

)落入區間【0,

)的點的個數。如果

,

則稱點集

(

=1,2,…)在

中一致分布。

外爾給出了判斷一致分布的重要法則,即所謂外爾判別法:點集

(

=1,2,…)在

中一致分布的充分必要條件為,對於任一

中的黎曼可積函式

(

),皆有

套用這一法則十分困難,因為需對所有黎曼可積函式進行研究才能證明點集的一致分布性,於是導致外爾在黎曼可積函式的集合中,選出一個特殊的序列

,

其線性包給出每一黎曼可積函式。從而他證明了下面更精密的判別法:數列

(

=1,2,…)在

中一致分布的充分必要條件為,對於任意整數

≠0,常有

例如,對於任何實無理數α,數列

α(

=1,2,…)對模1是一致分布,即它們的分數部分{

α}(

=1,2,…)在

中一致分布。又如,若多項式

(

)的次數大於或等於1,其係數為實數且至少有一個係數為無理數,則數列

(

)(

=1,2,…)對模1是一致分布。命

(

)稱為點列

(1≤

)的偏差。因此,若點集

(

=1,2,…)在

中一致分布,則

一致分布一致分布

(

)=

(1)。偏差是用來刻畫一致分布點集的分布誤差的。關於偏差的重要結果如下:

對於

中任意

個數

(1≤

)及任意正整數

皆有

一致分布一致分布

。這基本上是P.愛爾特希和P.圖蘭得到的。

對於

中任意

個點皆有

一致分布一致分布

,此處с為一個正的絕對常數。這是K.F.羅特得到的。

一致分布的定義可以推廣到s維歐幾里得空間,此處s≥2。命

表示s維單位立方體,即適合0≤

≤1,1≤

≤s的全體點尣 =(

,

,…,

)。命

(

)=(

(

),

(

),…,

(

))(

=1,2,…)為

中的點集。對於任意

=(

,

,…,

)∈

,命

(

)表示適合下麵條件的

(

)(1≤

)的個數0≤

(

)<

,1≤

≤s,則這

個點的偏差定義為

此處|

|=

。若

(

)=

(1),則稱點集

(

)(

=1,2,…)在

中一致分布。

外爾判別法及關於偏差的結果,在s維空間都有相應的推廣。

一致分布的定義及外爾判別法還可以推廣到緊緻空間與拓撲群。

一致分布理論中有不少待解決的問題。例如數列e(

=1,2,…)是否對模1為一致分布,就是未解決的著名問題。

參考書目

華羅庚著:《指數和的估計及其在數論中的套用》,科學出版社,北京,1963。

L.Kuipers and H.Niederreiter,Uniform Distribution of Sequences, John Wiley & Sons,NewYork, 1974.

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