Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах

Отриманi необхiднi та достатнi умови рекурентностi випадкових блукань на групах
 p-iчно рацiональних чисел Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}. Получены необходимые и достаточные условия возвратности случайных блужданий на
 группах p-ично рациональных чисел Hp = {m/p^n : n = 1, 2,...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Доповіді НАН України
Date:2015
Main Author: Миронюк, М.В.
Format: Article
Language:Ukrainian
Published: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2015
Subjects:
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96216
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах / М.В. Миронюк // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 4. — С. 18-22. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860019209784786944
author Миронюк, М.В.
author_facet Миронюк, М.В.
citation_txt Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах / М.В. Миронюк // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 4. — С. 18-22. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
collection DSpace DC
container_title Доповіді НАН України
description Отриманi необхiднi та достатнi умови рекурентностi випадкових блукань на групах
 p-iчно рацiональних чисел Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}. Получены необходимые и достаточные условия возвратности случайных блужданий на
 группах p-ично рациональных чисел Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}. We find the necessary and sufficient conditions for the recurrence of random walks on groups of
 the form Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}.
first_indexed 2025-12-07T16:46:52Z
format Article
fulltext УДК 519.214.7 М. В. Миронюк Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах (Представлено академiком НАН України Є.Я. Хрусловим) Отриманi необхiднi та достатнi умови рекурентностi випадкових блукань на групах p-iчно рацiональних чисел Hp = {m/pn : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}. Нехай (Ω,A, P ) — iмовiрнiсний простiр, X — злiченна дискретна абелева група, µ — роз- подiл на X. Нагадаємо, що випадковим блуканням на групi X, породженим розподiлом µ, називається послiдовнiсть Sn = ξ1 + · · ·+ ξn, n = 1, 2, . . . , де ξj — незалежнi однаково розподiленi з розподiлом µ випадковi величини, визначенi на (Ω,A, P ) зi значеннями в X. Випадкове блукання на групi X називається рекурентним, якщо всi елементи групи X рекурентнi, тобто для будь-якого x ∈ X виконано P{ω ∈ Ω: Sn(ω) = x для нескiнченної кiлькостi iндексiв n ∈ N} = 1. Позначимо через Z групу цiлих чисел, через Q — групу рацiональних чисел, що розгля- дається в дискретнiй топологiї, через Z(k) — циклiчну групу порядку k. Р. Дадлi (див. [1]) довiв, що на злiченнiй групi X iснує рекурентне випадкове блукання тодi i лише тодi, ко- ли X не мiстить пiдгрупи, iзоморфної Z3. Внаслiдок теореми Р. Дадлi виникає природна задача знаходження умов рекурентностi випадкових блукань для дискретних груп, якi не мiстять Z3. Такi умови вивчались: (a) на слабкому прямому добутку Z(2)ℵ0∗ [2]; (b) на слабкому прямому добутку P∗ i∈NZ(ki) [3]; (c) на фактор-групi Q/Z та її пiдгрупах [3]; (d) на слабкому прямому добутку Z(k)ℵ0∗ [4]; (e) на групах p-iчно рацiональних чисел Hp = {m/pn : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z} [4]; (f) на групi виду Zk × P∗ i∈NZ(ki) [5]. Нехай X — локально компактна абелева група, яка задовольняє другу аксiому злiчен- ностi, Y = X∗ — група характерiв групи X, (x, y) — значення характеру y ∈ Y на елементi x ∈ X. Нехай µ̂(y) = ∫ X (x, y) dµ(x) — характеристична функцiя розподiлу µ на X. Позначимо через mX мiру Хаара на групi X. В роботi [6] С. Кестен та Ф. Спiцер довели такий критерiй рекурентностi випадкового блу- кання на дискретнiй абелевiй групi: © М. В. Миронюк, 2015 18 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №4 Теорема А [6]. Нехай X — злiченна дискретна абелева група. Нехай µ — розподiл на групi X. Випадкове блукання, породжене розподiлом µ, рекурентне тодi i лише тодi, коли ∫ Y Re 1 1− µ̂(y) dmY = ∞. (1) У випадках груп виду (b), (c), (d), (f) автори вiдповiдних статей при отриманнi необ- хiдних та достатнiх умов рекурентностi випадкових блукань використовували теорему А. У цих випадках групи характерiв вiдповiдних груп мають досить просту структуру. Випадок (e) бiльш складний. Автори статтi [4] стверджують, що теорема А некорисна для отримання необхiдних та достатнiх умов рекурентностi випадкових блукань на гру- пi X, якщо її група характерiв Y має складну структуру, як, наприклад, для групи p-iчно рацiональних чисел Hp. У цьому випадку група Y — це p-адичний соленоїд. В [4] необ- хiднi та достатнi умови рекурентностi випадкових блукань на групi Hp були отриманi без застосування теореми А. У цiй роботi, застосовуючи теорему А, ми знаходимо необхiднi та достатнi умови реку- рентностi випадкових блукань на групi p-iчно рацiональних чисел Hp. Цi результати iншим чином були отриманi в [4]. У роботi використовуються деякi результати теорiї двоїстостi Понтрягiна (див. [7]). Для того щоб застосовувати теорему А, нагадаємо опис групи характерiв групи Hp. Нехай ∆p — група цiлих p-адичних чисел. Розглянемо локально компактну абелеву гру- пу R × ∆p. Нехай u = (1, 0, 0, . . . , 0, . . .) ∈ ∆p, а B — пiдгрупа {(n, nu}∞n=−∞ в R × ∆p. Фактор-група Σp = R ×∆p/B називається p-адичним соленоїдом. Група Σp компактна та зв’язна (див. [7, § 10]). Група Σp топологiчно iзоморфна групi характерiв групи Hp (див. [7, § 25.3]). Позначимо через T групу обертiв кола (одновимiрний тор), тобто T = {z ∈ C : |z| = 1}. Нам в роботi зручно використовувати iншу реалiзацiю p-адичного соленоїда як пiдгрупу нескiнченновимiрного тора Tℵ0 . Розглянемо гомоморфiзм f : R ×∆p −→ Tℵ0 , який визначається формулою f(t,y) 7−→ z = (z1, z2, . . .), zj = exp ( 2πi pj (t− (y0 + py1 + · · ·+ pj−1yj−1)) ) , де t ∈ R, y = (y0, y1, . . .) ∈ ∆p. Не складно перевiрити, що f — неперервний гомоморфiзм, Ker f = B и G = Imf = = {z = (z1, z2, . . . , zn, . . .) ∈ Tℵ0 : zpk = zk−1} — замкнена пiдгрупа в нескiнченновимiрному торi Tℵ0 . Тодi G ∼= Σp. Реалiзацiя p-адичного соленоїда Σp у виглядi пiдгрупи G = {z = (z1, z2, . . . , zn, . . .) ∈ Tℵ0 : zpk = zk−1} дає можливiсть легко перевiрити таке: якщо h = m/pn — довiльний характер групи Σp, то (z, h) = zmn+1, z = (z1, z2, . . . , zn, . . .) ∈ G. Розглянемо групу X = Hp. Зазначимо, що числа e±0 = ±1, e±1 = ±1 p , e±2 ± 1 p2 , . . . , e±n = ± 1 pn , . . . є природними твiрними групи X. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №4 19 Розглянемо на X розподiл µ виду µ{e±j} = qj 2 , ∞∑ j=0 qj = 1, qj > 0, j = 0, 1, 2, . . . (2) Розподiл µ визначає деяке випадкове блукання на X. У нижчеподанiй теоремi 1 отриманi достатнi умови рекурентностi випадкового блукан- ня, породженого розподiлом µ, на групi X = Hp. Теорема 1. Нехай X = Hp. Нехай µ — розподiл на X виду (2). Умова ∞∑ n=1 1 pn √ qn + qn+1 + · · · = ∞ достатня для рекурентностi випадкового блукання, породженого розподiлом µ на X. У наведенiй далi теоремi 2 отриманi необхiднi умови рекурентностi випадкового блукан- ня, породженого розподiлом µ, на групi X = Hp. Нам потрiбна така добре вiдома властивiсть характеристичних функцiй (див., наприк- лад, [8, § 2]): Лема 1. Нехай X — локально компактна абелева група, яка задовольняє другу аксiому злiченностi, µ — розподiл на X. Еквiвалентними є такi умови: (i) носiй розподiлу µ не мiститься в жодному класi сумiжностi групи X за деякою пiдгрупою; (ii) {y ∈ Y : |µ̂(y)| = 1} = {0}. Теорема 2. Нехай X = Hp. Нехай µ — розподiл на X виду (2). Ми будемо передбачати, що в (2) всi qj > 0. Умова ∞∑ n=1 1 pn √ qn = ∞ необхiдна для рекурентностi випадкового блукання, породженого розподiлом µ на X. Як було зазначено вище, теореми 1 та 2 були доведенi в [4]. Наше доведення принципо- во вiдрiзняється, тому що ми використовуємо теорему А. Коротко опишемо основну iдею доведення теорем 1 та 2. Група характерiв групиX топологiчно iзоморфна групi Σp. Щоб не ускладнювати позна- чень, будемо вважати, що Y = Σp. Нам зручно розглядати реалiзацiю a-адичного соленоїда як пiдгрупи в Tℵ0 . Тодi елементами групи Y є послiдовностi y = (y1, y2, . . .), де yn ∈ T, ypn = yn−1. Покладемо yn = eibn . Таким чином, послiдовностi (y1, y2, . . .) вiдповiдає деяка послiдовнiсть (b1, b2, . . .). Числа bn визначенi за модулем 2π. Ми будемо брати цi числа або з iнтервалу [0, 2π), або з iнтервалу [−π, π) залежно вiд того, як нам буде зручно. Неза- лежно вiд того, в якому iнтервалi ми братимемо точки bn, непорозумiнь виникати не буде. Зазначимо, що an+1bn+1 = bn (mod 2π). Зазначимо також, що (e±j , y) = e±ibj+1 = cos bj+1 ± i sin bj+1. Тодi µ̂(y) = ∫ X (x, y)dµ(x) = 1 2 ∞∑ j=0 qj(ej , y) + 1 2 ∞∑ j=0 qj(e−j , y) = ∞∑ j=0 qj cos bj+1. 20 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №4 Для компактної групи Y будемо вважати, що мiра Хаара mY нормована так, що mY (Y ) = 1. Основна iдея доведення полягає в тому, щоб побудувати в p-адичному соленоїдi Σp сис- тему множин E0, E1, . . . , En, . . . , якi не перетинаються та для яких ∞∑ n=0 mY (En) = 1. Покладемо E0 = { y ∈ Y : b1 6∈ [ −π p , π p ]} . Використовуючи iнварiантнiсть мiри Хаара, отримуємо mY (E0) = p− 1 p . Зазначимо, що Y \ E0 = { y ∈ Y : b1 ∈ [ −π p , π p ] , b2 ∈ [ 2πk p − π p2 , 2πk p + π p2 ] (k = 0, 1, . . . , p− 1), . . . . . . , bn ∈ [ 2πk pn−1 − π pn , 2πk pn−1 + π pn ] (k = 0, 1, . . . , p − 1), . . . } . Покладемо E1 = { y ∈ Y \ E0 : b2 6∈ [ − π p2 , π p2 ]} = = { y ∈ Y \ E0 : b1 ∈ [ −π p , π p ] , b2 ∈ [ 2πk p − π p2 , 2πk p + π p2 ] (k = 1, . . . , p− 1) } . Легко бачити, що mY (E1) = p− 1 p2 . За iндукцiєю визначаємо послiдовнiсть множин En = { y ∈ Y \ n−1⋃ j=0 Ej : bn+1 6∈ [ − π pn+1 , π pn+1 ]} . (3) Насправдi множини En можна визначити за допомогою тiльки координати bn+1. Для кращого розумiння зазначимо, що En = { y ∈ Y : bn+1 ∈ [ 2πk p − π pn+1 , 2πk p + π pn+1 ] (k = 1, . . . , p − 1) } = = { y ∈ Y \ n−1⋃ j=0 Ej : b1 ∈ [ −π p , π p ] , b2 ∈ [ − π p2 , π p2 ] , . . . , bn ∈ [ − π pn , π pn ] , bn+1 ∈ [ 2πk p − π pn+1 , 2πk p + π pn+1 ] (k = 1, . . . , p − 1) } . ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2015, №4 21 Використовуючи (3) та iнварiантнiсть мiри Хаара, не складно за iндукцiєю перевiри- ти, що mY (En) = p− 1 pn+1 для всiх n = 0, 1, 2, . . .. За побудовою ми отримали, що Ei ⋂ Ej = ∅ при i 6= j та ∞∑ n=0 mY (En) = 1. Далi оцiнюємо на кожнiй з множин En функцiю µ̂(y). Потiм отримаємо оцiнки знизу та зверху iнтеграла (1). Зауваження 1. Аналiзуючи доведення теорем 1 та 2, ми вважаємо, що аналогiчнi ре- зультати можуть бути отриманi також на довiльних пiгрупах групи рацiональних чисел. 1. Dudley R.M. Random walks on abelian groups // Proc. Amer. Math. Soc. – 1962. – 13. – P. 447–450. 2. Darling D.A., Erdos P. On the recurrence of a certain chain // Ibid. – 1968. – 19. – P. 336–338. 3. Flatto L., Pitt J. Recurrence criteria for random walks on countable abelian groups // Ill. J. Math. – 1974. – 18. – P. 1–19. 4. Ферейг Н., Молчанов С.А. О случайных блужданиях на абелевых группах бесконечным числом обра- зующих // Вестн. Моск. ун-та. Мат., мех. – 1978. – № 5. – С. 22–29. 5. Касымджанова М.А. Возвратность инвариантных цепей Маркова на одном классе абелевых групп // Там же. – 1981. – № 3. – С. 3–7. 6. Kesten S., Spitzer F. Random walk on countably infinite abelian groups // Acta. Math. – 1965. – 114. – P. 237–265. 7. Hewitt E., Ross K.A. Abstract harmonic analysis. Vol. 1. – Berlin; Gottingen; Heildelberg: Springer, 1963. – 519 p. 8. Feldman G.M. Functional equations and characterization problems on locally compact Abelian groups. – Zürich: European Math. Society, 2008. – 256 p. – (Tracts in Mathematics; Vol. 5). Надiйшло до редакцiї 13.11.2014Фiзико-технiчний iнститут низьких температур iм. Б. I. Вєркiна НАН України, Харкiв М.В. Миронюк О случайных блужданиях на дискретных абелевых группах Получены необходимые и достаточные условия возвратности случайных блужданий на группах p-ично рациональных чисел Hp = {m/pn : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}. M.V. Myronyuk Random walks on discrete Abelian groups We find the necessary and sufficient conditions for the recurrence of random walks on groups of the form Hp = {m/pn : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}. 22 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2015, №4
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-96216
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1025-6415
language Ukrainian
last_indexed 2025-12-07T16:46:52Z
publishDate 2015
publisher Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format dspace
spelling Миронюк, М.В.
2016-03-12T15:31:34Z
2016-03-12T15:31:34Z
2015
Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах / М.В. Миронюк // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 4. — С. 18-22. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
1025-6415
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96216
519.214.7
Отриманi необхiднi та достатнi умови рекурентностi випадкових блукань на групах
 p-iчно рацiональних чисел Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}.
Получены необходимые и достаточные условия возвратности случайных блужданий на
 группах p-ично рациональных чисел Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}.
We find the necessary and sufficient conditions for the recurrence of random walks on groups of
 the form Hp = {m/p^n : n = 1, 2, . . . ;m ∈ Z}.
uk
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
Доповіді НАН України
Математика
Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
О случайных блужданиях на дискретных абелевых группах
Random walks on discrete Abelian groups
Article
published earlier
spellingShingle Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
Миронюк, М.В.
Математика
title Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
title_alt О случайных блужданиях на дискретных абелевых группах
Random walks on discrete Abelian groups
title_full Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
title_fullStr Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
title_full_unstemmed Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
title_short Про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
title_sort про випадковi блукання на дискретних абелевих групах
topic Математика
topic_facet Математика
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96216
work_keys_str_mv AT mironûkmv provipadkoviblukannânadiskretnihabelevihgrupah
AT mironûkmv oslučainyhbluždaniâhnadiskretnyhabelevyhgruppah
AT mironûkmv randomwalksondiscreteabeliangroups