Formule de trace stochastique pour les collecteurs fermés et incurvés négativement

[PROJET] Dernière mise à jour par Joe Schaefer sur ven., 12 avr. 2024    source
 

Nid d'abeille hyperbolique.

Mon * 1997 Ph.D. thèse* comme une entrée de blog.

Il n’y a qu’une seule mesure de Wiener en n dimensions μ\mu

Approximations linéaires par morceaux au mouvement brownien

Carte de développement DM

La Formule Cameron-Martin

Les noyaux de chaleur comme dérivés de radon-nicodyme de Weiner Measure

Notation

Mestunecourbeneˊgativedim=ncollecteurRiemannienfermeˊavecmeˊtriqueg,connexiondemesure,et(nonneˊgatif)OpeˊrateurdeLaplaceBeltramiΔM.LaisserktΔ/2(x,y)repreˊsentelenoyaudechaleursurMM est une courbe négative \dim=n collecteur Riemannien fermé avec métrique g, connexion de mesure \nabla, et (non négatif) Opérateur de Laplace-Beltrami \Delta_M. Laisser k_{-t\Delta/2}(x,y) représente le noyau de chaleur sur M

Par conséquent ktΔ/2(x,x)=dDMμ/gdxk_{-t\Delta/2}(x,x) = dDM_*\mu/\sqrt{g}dx est le dérivé radon-nicodyme de la mesure de Wiener à n dimensions μ\mu, limité au retrait de l’espace de boucle continue Ωt(M)x\Omega_t(M)\vert_x, via l’inverse de la carte de développement de conservation des mesures de Weiner DMDM. Remarque : DM1ΩtxDM^{-1}\Omega_t\vert_x

Ωt0estlespacedesbouclescontractiblescontinuessurM\Omega_t^0 est l’espace des boucles contractibles continues sur M

Ωt[γ]estlespacedesbouclescontinuessurMhomotopiqueaˋlageˊodeˊsiquefermeˊeγ.Laisserγ0\Omega_t[\gamma] est l’espace des boucles continues sur M homotopique à la géodésique fermée \gamma. Laisser \gamma_0

DM1Ωt0[γ]estlapreˊimagedesbouclescontractiblescontinuessurMeˊcritcommedeˊcalageshomotopiqueaˋγ(s)=DM(s(γ)te1),0st.PensezCoordonneˊesHorocycliqueschaquefibrecommelimitegeˊomeˊtriquedespheˋresgeˊodeˊsiquespeˊriodiquesSγ0(s)n1(k(γ0)),0st,k,vectoriseˊdanslebundlenormalsurγ0.Noscontraintesdecourbureimpliquentdescoordonneˊeshorocycliquespourchaqueγ0existentcommedeslisses,DMcartedecoordonneˊescompatiblepourΩt0[γ]DM^{-1}\Omega_t^0[\gamma] est la préimage des boucles contractibles continues sur M écrit comme décalages homotopique à \gamma(s) = DM(\frac{s\ell(\gamma)}{t}\vec{e}^1), 0\leq s \leq t. Pensez Coordonnées Horocycliques — chaque fibre comme limite géométrique de sphères géodésiques périodiques S_{\gamma_0(s)}^{n-1}(k\ell(\gamma_0)), 0\leq s \leq t, k\rightarrow\infty, vectorisé dans le bundle normal sur \gamma_0. Nos contraintes de courbure impliquent des coordonnées horocycliques pour chaque \gamma_0 existent comme des lisses, DM-carte de coordonnées compatible pour \Omega_t^0[\gamma]

Maintenant x(τ)+(γ)e1\vec{x}(\tau)+\ell(\gamma)\vec{e}^1 est l’extrémité non développée de l’homotopique “offset” kinked geodesic à γ:DM(x(τ)+s(γ)te1),0st\gamma: DM(\vec{x}(\tau) + \frac{s\ell(\gamma)}{t}\vec{e}^1), 0\leq s \leq t. La courbe est périodique avec une période (γ0)\ell(\gamma_0), et il revisite son point de départ pervers DM(x(τ))DM(\vec{x}(\tau)) à temps tt, en faisant le calcul de sa dérivée avant J=limstDMDM(x(τ)+(γ)ste1)J=\lim_{s\uparrow t}DM^\prime\vert_{DM(\vec{x}(\tau) + \frac{\ell(\gamma)s}{t}\vec{e}^1)} tractible comme automorphisme linéaire de TDM(x(τ))MT_{DM(\vec{x}(\tau))}M. Surtout, JDM(x(τ)+(γ)e1)J_{DM(\vec{x}(\tau)+\ell(\gamma)\vec{e}^1)} peut être construit à l’aide de Jacobi Fields, car DMDM est la carte exponentielle (itérée) le long de toute série de lignes droites connectées dans Rn\Reals^n. Nous étudierons 1/20t<dX|dX>s 1/2 \int_0^t \bra{dX}\ket{dX}_s

Xt=X0+0tJXtdBt\begin{aligned} X_t &= X_0 + \int_0^t \sqrt{J}_{X_t} dB_t \\ \end{aligned}

ZΔ/2(t):=MktΔ/2(x,x)gdx=j=0eλit/2Z_{-\Delta/2}(t) := \int_M k_{-t\Delta/2}(x,x) \sqrt{g}dx = \sum_{j=0}^\infty e^{-\lambda_i t/2} est la trace du noyau de chaleur.

Définissons enfin ce qui suit à partir de leurs dérivés Radon-Nicodyme :

DMμ(Ωt):=MDMμ(Ωtxgdx)DMμ(Ωt0):=MDMμ(Ωt0xgdx)DMμ(Ωt[γ]):=MDMμ(Ωt[γ]xgdx)\begin{aligned} DM_*\mu(\Omega_t) &:= \int_M DM_*\mu(\Omega_t\vert_x \sqrt{g}dx)\\ DM_*\mu(\Omega^0_t) &:= \int_M DM_*\mu(\Omega^0_t\vert_x \sqrt{g}dx)\\ DM_*\mu(\Omega_t[\gamma]) &:= \int_M DM_*\mu(\Omega_t[\gamma]\vert_x \sqrt{g}dx) \\ \end{aligned}

Formule de trace stochastique

ZΔ/2(t)=DMμ(Ωt)=DMμ(Ωt0)+{γ}DMμ(Ωt[γ])DMμ(Ωt0)t0(2πt)n/2(vol(M)+t/6MK(x)gdx+O(t2)) by McKean-SingerDMμ(Ωt[γ])=e(γ)2/2tMDMμ(et<JBBt|Bt>Ωt0[γ]xgdx)  by Cameron-Martin=e(γ)2/2tTγ0ME(etJBΩt0[γ]x(τ))dx1(τ)dxn(τ)dτdDMμ(e(γ)x1(t)Ωt0[γ])dx1(τ)dxn(τ)dτy(τ)t0e<IJDM(x(τ),y(τ))x(τ)|x(τ)>/2t(2πt)(n+1)/2(1+O(t2)) semi-classical limitHorocyclic coordinates:z(τ)x(τ)=x+(γ)e1    M/S1S1kt(x,z)dx=limje(γ)2/2t2πtE(e<JXtjx|x>)=limje(γ)2/2t2πtMj/S1S112πtjndetIJXje(Xj)2/2tXj\begin{aligned} Z_{-\Delta/2}(t) = DM_*\mu(\Omega_t) &= DM_*\mu(\Omega^0_t) + \sum_{\set{\gamma}} DM_*\mu(\Omega_t[\gamma]) \\ DM_*\mu(\Omega_t^0) &\approx_{t\rightarrow 0} (2\pi t)^{-n/2}(vol(M) + t/6\int_M K(x)\sqrt{g} dx + O(t^2))\space \small\text{by McKean-Singer}\\ DM_*\mu(\Omega_t[\gamma]) &= e^{-\ell(\gamma)^2/2t}\int_M DM_*\mu(e^{\bra{J_BB_t}\ket{B_t}} _t \Omega_t^0[\gamma]\vert_x\sqrt{g}dx)\space\small \text{ by Cameron-Martin}\\ &= e^{-\ell(\gamma)^2/2t}\int_{T_{\gamma_0}M} E(e^{J_B}_{t} | \Omega_t^0[\gamma]\vert_{x(\tau)})dx^1(\tau)\dots dx^n(\tau) d\tau\\ \frac{dDM_*\mu(e^{-\ell(\gamma)x^1(t)}\Omega^0_t[\gamma])}{dx^1(\tau)\dots dx^n(\tau)d\tau}\vert_{\vec{y(\tau)}}&\approx_{t\rightarrow 0} \frac{e^{-\bra{|I-J_{DM(\vec{x}(\tau),\vec{y}(\tau))}\vec{x}(\tau)}\ket{\vec{x}(\tau)}/2t}}{(2 \pi t)^{(n+1)/2}}(1+O(t^2))\small \text{ semi-classical limit}\\ \text{Horocyclic coordinates}: z(\tau) - x(\tau) &= x + \ell(\gamma)\vec{e}^1\implies\\ \int_{M/S^1\oplus S^1}k_t(x,z) dx &=\lim_{j\rightarrow\infty}\frac{e^{-\ell(\gamma)^2/2t}}{\sqrt{2\pi t}}E(e^{\bra{J_{X^j_t}\vec{x}}\ket{\vec{x}}})\\ &=\lim_{j\rightarrow\infty}\frac{e^{-\ell(\gamma)^2/2t}}{\sqrt{2\pi t}}\int_{M^j/S^1\oplus S^1}\frac{1}{\sqrt{2\pi t}^{jn}\det|I-J_{X^j}|}e^{-\ell(X^j)^2/2t}X^{j}\\ \end{aligned}

Approximation et la formule de trace Selberg

Dans le dim=2\dim = 2 Courbure constante κ2-\kappa^2

Jx,ydRB=(eκd(x,y)/200eκd(x,y)/2)    <JdRB|JdRB>=eκ(B)dRB12eκ(B)dRB220t<JdB|JdB>=eκ(γ)eκ(γ)detIJγ=(eκ(γ)/2eκ(γ)/2)2\begin{aligned} \sqrt{J_{\vec{x}, \vec{y}}}dRB&= \begin{pmatrix} e^{\kappa d(\vec{x},\vec{y})/2} && 0\\ 0 && e^{-\kappa d(\vec{x},\vec{y})/2}\\ \end{pmatrix} \implies&\\ \bra{\sqrt{J}dRB}\ket{\sqrt{J}dRB} &= e^{\kappa \ell(B)}dRB_1^2 - e^{-\kappa \ell(B)}dRB_2^2\\ \int_0^t \bra{\sqrt{ J}dB}\ket{\sqrt{ J}dB} &= e^{\kappa\ell(\gamma)} - e^{-\kappa\ell(\gamma)}\\ \det I-J_{\gamma} &= (e^{\kappa\ell(\gamma)/2}- e^{-\kappa\ell(\gamma)/2})^2 \end{aligned}

qui est constant sur (x,τ)(\vec{x},\tau), l’approximation t0\approx_{t\rightarrow 0}

DMμ(Ωt[γ])=e(γ)2/2t(γ0)2πt(eκ(γ)/2eκ(γ)/2)γ(t)=γ0(kt)    =ek2(γ0)2/2t(γ0)22πtsinhkκ(γ0)/2\begin{aligned} DM_*\mu(\Omega_t[\gamma]) &= \frac{e^{-\ell(\gamma)^2/2t}\ell(\gamma_0)}{\sqrt{2 \pi t}(e^{\kappa\ell(\gamma)/2} -e^{-\kappa\ell(\gamma)/2})}\\ \gamma(t) = \gamma_0(kt)\implies \\ &=\frac{e^{-k^2\ell(\gamma_0)^2/2t}\ell(\gamma_0)}{2\sqrt{2\pi t}\sinh k\kappa\ell(\gamma_0)/2}\\ \end{aligned}

Dans le dim=3\dim=3 cas de manifold hyperbolique, nous utilisons des coordonnées complexes (z,zˉ)(z,\bar{z})

JDM(x+(τ+(γ))e1)=(eκ(γ)000eκ(γ)+iθ(γ)000eκ(γ)iθ(γ))    detIγ0k=1ek(κ(γ0)iθ(γ0))2\begin{aligned} J_{DM(\vec{x}+(\tau+\ell(\gamma))\vec{e}^1)} &= \begin{pmatrix} e^{\kappa\ell(\gamma)} && 0 && 0\\ 0 && e^{-\kappa\ell(\gamma)+i\theta(\gamma)} && 0 \\ 0 && 0 && e^{-\kappa\ell(\gamma)-i\theta(\gamma)} \\ \end{pmatrix}\\ \implies& \\ \det I-{\perp_{\gamma_0}}^k &= |1-e^{-k(\kappa\ell(\gamma_0)-i\theta(\gamma_0))}|^2 \end{aligned}

et depuis z=x2+ix3    dzˉdz=(dx2idx3)(dx2+idx3)=2idx2dx3z=x^2+ix^3 \implies d\bar{z}\wedge dz= (dx^2-idx^3)\wedge(dx^2+idx^3) = 2idx^2\wedge dx^3

κ=1    DMμ(Ωt[γ])=ek2(γ0)2/2t(γ0)22πt(1ek(γ0))ek(γ0)/2ek((γ0)/2iθ(γ0))\begin{aligned} \kappa &= 1 \implies \\ DM_*\mu(\Omega_t[\gamma]) &=\frac{e^{-k^2\ell(\gamma_0)^2/2t}\ell(\gamma_0)}{2\sqrt{2\pi t (1-e^{-k\ell(\gamma_0)})}|e^{k\ell(\gamma_0)/2}-e^{-k(\ell(\gamma_0)/2-i\theta(\gamma_0))}|}\\ \end{aligned}

Lien permanent  #géométrie   #mesure de weiner   #probabilité   #surfaces de triemann  

 

 

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