Théorème De Liouville (Algèbre Différentielle)

Cette condition a la forme d'une dérivée logarithmique; on peut donc interpréter t comme une sorte de logarithme de l'élément s de F. De façon analogue, une extension exponentielle de F est une extension transcendante simple de F telle qu'il existe un s de F vérifiant; là encore, t peut être interprété comme une sorte d' exponentielle de s. Enfin, on dit que G est une extension différentielle élémentaire de F s'il existe une chaîne finie de sous-corps allant de F à G, telle que chaque extension de la chaîne soit algébrique, logarithmique ou exponentielle. Le théorème fondamental [ modifier | modifier le code] Théorème de Liouville-Rosenlicht — Soient F et G deux corps différentiels, ayant le même corps des constantes, et tels que G soit une extension différentielle élémentaire de F. Soit a un élément de F, y un élément de G, avec y = a. Il existe alors une suite c 1,..., c n de Con( F), une suite u 1,..., u n de F, et un élément v de F tels que Autrement dit, les seules fonctions ayant des « primitives élémentaires » (c'est-à-dire des primitives appartenant à des extensions élémentaires de F) sont celles de la forme prescrite par le théorème.

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De plus, le groupe de Galois d'une primitive donnée est soit trivial (s'il n'est pas nécessaire d'étendre le corps pour l'exprimer), soit le groupe additif des constantes (correspondant à la constante d'intégration). Ainsi, le groupe de Galois différentiel d'une primitive ne contient pas assez d'information pour déterminer si elle peut ou non s'exprimer en fonctions élémentaires, ce qui constitue l'essentiel du théorème de Liouville. Inversement, la théorie de Galois différentielle permet d'obtenir des résultats analogues, mais plus puissants, par exemple de démontrer que les fonctions de Bessel, non seulement ne sont pas des fonctions élémentaires, mais ne peuvent même pas s'obtenir à partir de primitives de ces dernières (ce ne sont pas des fonctions liouvilliennes). De manière analogue (mais sans utiliser la théorie de Galois différentielle), Joseph Ritt a obtenu en 1925 une caractérisation des fonctions élémentaires dont la bijection réciproque est également élémentaire [1]. Des exemples plus détaillés et une démonstration du théorème

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8, p. 77 Archivé 2017-08-30 à la Wayback Machine ^ Denhartigh, Kyle; Flim, Rachel (15 janvier 2017). "Théorèmes de Liouville dans les plans doubles et doubles". Journal de mathématiques de premier cycle Rose-Hulman. 12 (2). Liens externes "Théorème de Liouville". PlanèteMath. Weisstein, Eric W. "Le théorème de la limite de Liouville". MathWorld.

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De plus, le groupe de Galois d'une primitive donnée est soit trivial (s'il n'est pas nécessaire d'étendre le corps pour l'exprimer), soit le groupe additif des constantes (correspondant à la constante d'intégration). Ainsi, le groupe de Galois différentiel d'une primitive ne contient pas assez d'information pour déterminer si elle peut ou non s'exprimer en fonctions élémentaires, ce qui constitue l'essentiel du théorème de Liouville. Inversement, la théorie de Galois différentielle permet d'obtenir des résultats analogues, mais plus puissants, par exemple de démontrer que les fonctions de Bessel, non seulement ne sont pas des fonctions élémentaires, mais ne peuvent même pas s'obtenir à partir de primitives de ces dernières. De manière analogue (mais sans utiliser la théorie de Galois différentielle), Joseph Ritt (en) a obtenu en 1925 une caractérisation des fonctions élémentaires dont la bijection réciproque est également élémentaire [ 1]. Références (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article de Wikipédia en anglais intitulé « Liouville's theorem (differential algebra) » (voir la liste des auteurs).

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Puisque f est continue et P est compact, f ( P) est également compact et, par conséquent, il est borné. Donc f est constante. Le fait que le domaine d'une fonction elliptique non constante f ne puisse pas être, c'est ce que Liouville a effectivement prouvé, en 1847, en utilisant la théorie des fonctions elliptiques. En fait, c'est Cauchy qui a prouvé le théorème de Liouville. Des fonctions entières ont des images denses Si f est une fonction entière non constante, alors son image est dense dans Cela peut sembler être un résultat beaucoup plus fort que le théorème de Liouville, mais c'est en fait un corollaire facile. Si l'image de f n'est pas dense, alors il existe un nombre complexe w et un nombre réel r > 0 tels que le disque ouvert de centre w de rayon r n'a aucun élément de l'image de f. Définir Alors g est une fonction entière bornée, puisque pour tout z, Donc, g est constant, et donc f est constant. Sur des surfaces Riemann compactes Toute fonction holomorphe sur une surface de Riemann compacte est nécessairement constante.

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Il indique aussi que le module d'une fonction holomorphe sur un ouvert connexe réalise sa borne supérieure sur la frontière de l'adhérence de cet ouvert connexe. Principe du maximum Si est holomorphe sur l'ouvert connexe et s'il existe tel que dans un voisinage de ( admet un maximum local dans) alors est constante dans. Si l'ouvert est borné et dans et continue dans ( désignant l'adhérence de) alors.

Il présente une classe d'ensembles orthogonaux fermés, il développe la méthode asymptotique de Liouville -Steklov pour les polynômes orthogonaux et prouve des théorèmes sur les séries généralisées de Fourier. He introduced a class of closed orthogonal sets, developed the asymptotic Liouville –Steklov method for orthogonal polynomials, proved theorems on generalized Fourier series, and developed an approximation technique later named Steklov function. En théorie des nombres, il fut le premier à prouver l'existence des nombres transcendants[16], [17] par une construction utilisant les fractions continues (nombres de Liouville), et démontra son théorème sur les approximations diophantiennes. He is remembered particularly for Liouville's theorem. In number theory, he was the first to prove the existence of transcendental numbers by a construction using continued fractions ( Liouville numbers). En théorie des nombres, il fut le premier à prouver l'existence des nombres transcendants[9], [10] par une construction utilisant les fractions continues (nombres de Liouville), et démontra son théorème sur les approximations diophantiennes.