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RÉSUMÉ
Des outils d’analyse pour accéder aux résultats généraux de la théorie spectrale et à ceux spécifiques relatifs aux opérateurs compacts, existent déjà, notamment ceux encadrant la théorie des fonctions analytiques. Cependant, aborder en profondeur les opérateurs normaux nécessite des outils supplémentaires : théorie de la mesure, topologies découlant d’une famille de semi-normes ainsi que sur la notion algébrique d’idéal et sur l’axiome du choix. Cet article présente divers aspects du théorème spectral des opérateurs normaux. Ainsi, l’intégrale de Dunford permet de construire des projecteurs réduisant l’opérateur selon ses composantes élémentaires. Cependant, en l’absence de décomposition du spectre en composantes connexes, la construction de projecteurs nécessite le recours aux outils de la théorie de la mesure.
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Analysis tools for accessing to the general results of the spectral theory and the specific results concerning compact operators already exist, in particular those governing th etheory of nanlytical functions. However, the in-depth study of normal operators requires supplementary tools: the theory of measurement, topologies derived from a seminorm family as well the algebraic notion of ideal and the axiom of choice. this article presents several aspects of the spectral theorem of normal operators. Indeed, the Dunford integral allows for designing projectors which reduce the operator according to its elementary compounds. However, in the absence of the decomposition of the spectrum into related compounds, the design of projectors requires recoursing to measurement theory tools.
Auteur(s)
-
Marc LENOIR : Directeur de recherche au CNRS - École nationale supérieure des techniques avancées
INTRODUCTION
Les outils d’analyse que sont la théorie des fonctions analytiques et celle des espaces de Banach et de Hilbert permettent d’accéder aux résultats généraux de la théorie spectrale et à ceux spécifiques relatifs aux opérateurs compacts. Une analyse approfondie des opérateurs normaux, c’est-à-dire commutant avec leur adjoint et qui ne satisfont pas I’hypothèse de compacité, nécessite de faire appel à des outils supplémentaires de diverses natures : théorie de la mesure, topologies découlant d’une famille de semi-normes ainsi qu’à la notion algébrique d’idéal et à l’axiome du choix.
Ce document peut être considéré comme la suite de l’article [AF 567] théorie spectrale et applications ; il a pour but de présenter divers aspects du théorème spectral des opérateurs normaux. Lorsque le spectre se résout en composantes connexes, et tout particulièrement lorsqu’il est discret l’intégrale de Dunford, permet de construire des projecteurs réduisant l’opérateur selon ses composantes élémentaires. Cette stratégie reste valable dans son principe pour l’analyse des opérateurs normaux, mais en l’absence de décomposition du spectre en composantes connexes, la construction de projecteurs nécessite le recours aux outils de la théorie de la mesure.
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2. Le calcul fonctionnel continu
Lorsque l’opérateur T est normal dans une algèbre stellaire , l’application Φ, qui à ϕ holomorphe au voisinage du spectre de T fait correspondre ϕ (T) est une isométrie de C0 (Σ (T)) dans A. En effet, comme le calcul holomorphe transporte le spectre, on a Σ (ϕ (T)) = ϕ (Σ (T)), et comme de plus il conserve le caractère normal des opérateurs, ϕ (T) est normal et par conséquent la norme de ϕ (T) dans est égale à son rayon spectral, soit , ce qui s’écrit encore .
Les restrictions à Σ (T) des fonctions holomorphes au voisinage du spectre ne constituent qu’un sous-ensemble réduit des fonctions continues sur le spectre ; l’objet de ce paragraphe consiste à montrer de quelle façon cette isométrie peut être prolongée à C0 (Σ (T)) tout entier.
2.1 Opérateurs auto-adjoints et unitaires
Le spectre d’un opérateur T auto-adjoint étant réel, en vertu du théorème de Weierstrass, l’ensemble des polynômes est dense dans C0 (Σ (T)), d’où il résulte par complétude, que Φ se prolonge isométriquement à C0 (Σ (T)). Ce prolongement a pour image l’adhérence de l’ensemble des polynômes de T, c’est-à-dire en fait C* (T), puisque T* = T. On sait par ailleurs que si ϕ est holomorphe au voisinage du spectre, où ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ARVESON (W.) - A short course on spectral theory - Springer, Graduate texts in Mathematics 209 (2002).
-
(2) - ARVESON (W.) - An invitation to C* -algebras - Springer, Graduate texts in Mathematics 39 (1976).
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(3) - BIRMAN (M.S.), SOLOMJAK (M.Z.) - Spectral theory of self-adjoint operators in Hilbert space - Reidel (1987).
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(4) - CONWAY (J.) - A course in functional analysis - Springer, Graduate texts in Mathematics 96 (1990).
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(5) - DESCOMBES (R.) - Intégration - Hermann (1972).
-
(6) - LÉVY-BRUHL (P.) - Introduction à la théorie spectrale - Dunod (2003).
-
(7)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
PAULIN (F.). – Compléments de théorie spectrale et d'analyse harmonique http://www.math.u-psud.fr/∼ paulin/notescours/cours_magistere2.pdf
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