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En revanche, la plupart des extensions élémentaires de K ne vérifient pas cette propriété de stabilité. Ainsi, si on prend pour corps différentiel L = K (exp(-x 2)) (qui est une extension exponentielle de K), la fonction d'erreur erf, primitive de la fonction gaussienne exp(-x 2) (à la constante 2/
près), n'est dans aucune extension différentielle élémentaire de K (ni, donc, de L), c'est-à-dire qu'elle ne peut s'écrire comme composée de fonctions usuelles. La démonstration repose sur l'expression exacte des dérivées données par le théorème, laquelle permet de montrer qu'une primitive serait alors nécessairement de la forme P(x)/Q(x)exp(-x 2) (avec P et Q polynômes); on conclut en remarquant que la dérivée de cette forme ne peut jamais être exp(-x 2). On montre de même que de nombreuses fonctions spéciales définies comme des primitives, telles que le sinus intégral Si, ou le logarithme intégral Li, ne peuvent s'exprimer à l'aide des fonctions usuelles. Relation avec la théorie de Galois différentielle et généralisations
On présente parfois le théorème de Liouville comme faisant partie de la théorie de Galois différentielle, mais cela n'est pas tout à fait exact: il peut être démontré sans aucun appel à la théorie de Galois.
Théorème De Liouville Le
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.
Théorème De Liouville De
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.
6, 1841, p. 1-13 ( lire en ligne)
(en) Andy R. Magid, Lectures on differential Galois theory, AMS, coll. « University Lecture Series » ( n o 7), 1994, 105 p. ( ISBN 978-0-8218-7004-4, Math Reviews 1301076, lire en ligne)
(en) Andy R. Magid, « Differential Galois theory », Notices Amer. 46, n o 9, 1999, p. 1041-1049 ( Math Reviews 1710665, lire en ligne)
(en) Maxwell Rosenlicht, « Liouville's Theorem on Functions with Elementary integral », Pacific J. 24, 1968, p. 153-161 ( lire en ligne)
(en) Marius van der Put (de) et Michael F. Singer, Galois theory of linear differential equations, Springer-Verlag, coll. « Grund. Wiss. » ( n o 328), 2003, 438 p. ( ISBN 978-3-540-44228-8, Math Reviews 1960772, lire en ligne)
Voir aussi [ modifier | modifier le code]
Lien externe [ modifier | modifier le code]
Des exemples plus détaillés et une démonstration du théorème
Articles connexes [ modifier | modifier le code]
Algorithme de Risch
Fonction liouvillienne
Portail de l'analyse