電極介面現象

[拼音]:yizhi fenbu

[外文]:uniform distribution

研究實數的分數部分在區間U1=[0,1)中的分佈問題。一致分佈理論的發展則開始於H.外爾1916年關於一致分佈理論的著名研究。一致分佈除自身的發展外,在解析數論、概率論和近似分析中都有重要的應用。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。

命xj(i=1,2,…)為U1中的一個點集。對於任意正整數n及任意實數r∈U1,命Nn(r)表示n個點xj(1≤i≤n)落入區間[0, r)的點的個數。如果

則稱點集xj(i=1,2,…)在U1中一致分佈。

外爾給出了判斷一致分佈的重要法則,即所謂外爾判別法:點集xj(i=1,2,…)在U1中一致分佈的充分必要條件為,對於任一U1中的黎曼可積函式ƒ(x),皆有

應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佈性,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xj(i=1,2,…)在U1中一致分佈的充分必要條件為,對於任意整數h≠0,常有

例如,對於任何實無理數α,數列nα( n=1,2,…)對模1是一致分佈,即它們的分數部分{nα}(n=1,2,…)在U1中一致分佈。又如,若多項式ƒ(x)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ƒ(x)(x=1,2,…)對模1是一致分佈。

D(n)稱為點列xj(1≤i≤n)的偏差。因此,若點集xj(i=1,2,…)在U1中一致分佈,則

或D(n)=O(1)。偏差是用來刻畫一致分佈點集的分佈誤差的。關於偏差的重要結果如下:

對於U1中任意n個數xj(1≤i≤n)及任意正整數m皆有

。這基本上是P.愛爾特希和P.圖蘭得到的。

對於U1中任意n個點皆有

,此處с為一個正的絕對常數。這是K.F.羅特得到的。

一致分佈的定義可以推廣到s維歐幾里得空間,此處s≥2。命Us表示s維單位立方體,即適合0≤xj≤1,1≤i≤s的全體點尣 =(x1,x2,…,xs)。命p(h)=(x1(h),x2(h),…, xs(h))(h=1,2,…)為Us中的點集。對於任意r=(r1,r2,…,rs)∈Us,命Nn(r)表示適合下面條件的p(h)(1≤h≤n)的個數0≤xj(h)< rj,1≤i≤s,則這n個點的偏差定義為

此處|r|=r1r2…rs。若D(n)=O(1),則稱點集p(h)(h=1,2,…)在Us中一致分佈。

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。

一致分佈的定義及外爾判別法還可以推廣到緊緻空間與拓撲群。

一致分佈理論中有不少待解決的問題。例如數列ex(x=1,2,…)是否對模1為一致分佈,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應用》,科學出版社,北京,1963。

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