SMF

Sur les exposants caractéristiques de l'algorithme de Jacobi-Perron

On the characteristic exponents of the Jacobi-Perron algorithm

Anne Broise-Alamichel
  • Année : 2009
  • Tome : 19
  • Format : Papier
  • Langue de l'ouvrage :
    Anglais
  • Class. Math. : 11J70, 11K50, 11K55, 11J13, 37H15, 37A30
  • Pages : 153-173
L'algorithme de Jacobi-Perron est une façon naturelle de généraliser l'algorithme des fractions continues au cas de la dimension $d$. Comme en dimension 1, si on note $T$ la transformation de $[0,1]^d$ associée, il existe une unique mesure de probabilité $T$-invariante $\mu $ équivalente à la mesure de Lebesgue. Sa densité est strictement positive. Dans ce texte, on établit une relation entre les exposants caractéristiques $\lambda _{1},\lambda _{2}, \ldots , \lambda _{d+1}$ d'un produit de matrices associé à $T$ et des informations sur la qualité des approximations rationnelles simultanées obtenues par cet algorithme. On donne en particulier les idées principales de la démonstration des inégalités $ \lambda _{1}>\lambda _{2}>\cdots >\lambda _{d}>\lambda _{d+1} \mbox { et } \lambda _{2}+\lambda _{3}+\cdots +\lambda _{d}<0, $ valables $\mu $-presque partout. Dans le cas $d=2$, on construit un ensemble de points pour lesquels les exposants caractéristiques existent et vérifient $\lambda _{2}=\lambda _{3}$. Cet ensemble est dense dans le carré unité et invariant par $T$. Sur cet ensemble, l'algorithme de Jacobi-Perron donne de bonnes approximations simultanées au sens de Dirichlet.
The Jacobi-Perron algorithm is a natural way of generalising the continued fractions algorithm in the $d$-dimensional case. As in the one-dimensional case, if we denote by $T$ the associated map on the $d$-dimensional torus, there exists a unique $T$-invariant probability measure $\mu $ which is absolutely continuous with respect to the Lebesgue measure. Its density is a strictly positive function. The quality of the Diophantine approximations obtained by this algorithm is given by some inequalities between the characteristic exponents $\lambda _{1},\lambda _{2}, \ldots , \lambda _{d+1}$ of a product of matrices related to $T$. In this survey, we define these exponents, we show how they provide information on the quality of the approximations obtained by this algorithm and we give some explanations and an outline of the proof of the inequalities $ \lambda _{1}>\lambda _{2}>\cdots >\lambda _{d}>\lambda _{d+1} \mbox { and } \lambda _{2}+\lambda _{3}+\cdots +\lambda _{d}<0, $ which hold $\mu $-almost everywhere. At the end of the paper we construct, in the 2-dimensional case, a set of points for which the exponents exist and satisfy $\lambda _{2}=\lambda _{3}$. This set is dense in the square and $T$-invariant. For these points, the Jacobi-Perron algorithm gives some good simultaneous approximations in the Dirichlet sense.
Opérateur de transfert, produit de matrices aléatoires stationnaires, spectre de Lyapunov, algorithme de Jacobi-Perron, points périodiques, algorithme des fractions continues multidimensionnelles, algorithme de Brun, approximation diophantienne simultanée, convergence exponentielle presque sûre
Transfer operator, product of random stationary matrices, Lyapunov spectrum, Jacobi-Perron algorithm, periodic points, multidimensional continued fractions algorithm, Brun algorithm, simultaneous Diophantine approximation, almost everywhere exponential convergence