Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Математическая теория энтропии

..pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
19.07 Mб
Скачать

122

Гл. 2. Энтропия и информация

гомоморфным образом другой. Легко видеть, что из изоморфлости систем следует их слабая изоморфность.

Следствие 2.38. Если две динамические системы слабо изо­ морфны, то их энтропии равны.

Теперь мы покажем, что во многих важных случаях наи­ большая возможная скорость создания информации (которая равна энтропии динамической системы) действительно дости­ гается, благодаря чему энтропию в этих слу<йях можно легко вычислить

Теорема 2.39. Если (Q, Э~, Р, Т) — обратимая динамическая система, а ц — измеримое разбиение, такое, что Я (TJ) < оо и

V jl_ <x>T-/ri =

8 (г. е. г\ — образующее разбиение для автомор­

физма Т), то

/г(Т) — /г (Т,

т]). Для

необратимых систем то же

утверждение справедливо,

если

= е-

Доказательство. Пусть | — конечное измеримое разбиение. Тогда, поскольку К » и У^1_теТ- /т1 = е, из теоремы 2.32 сле­

дует, что Л(Т, £)^А (Т, т)). Тем

самым А(Т)^А(Т, т)). Обрат­

ное неравенство следует из теоремы. 2.31.

 

Пример

2.40. Рассмотрим

динамическую систему

(2(S),

ST, ц, Т),

где

(2(S), , ц) — пространство Лебега описанное

в примере

1.3,

а Т — преобразование сдвига. Напомним,

что р

является продакт-мерой, порожденной функцией распределе­

ния f на конечном множестве

S.

Легко

видеть,

что

если

"П— „начальное**

(time

zero)

разбиение

[т.

е.

элементами т)

являются

множества вида

( ® е 2 (5): <о (0) =

s) для s е S], то т)

является

бернуллиевским

разбиением для

автоморфизма

Т и

V jl_ co Т_/т)= е. Таким

образом,

А(Т) = А(Т, т)) и

 

 

А(Т, -п)== lim - ^ - я ( V Т-7^

= —

У

f (s) log f (s).

 

 

 

OOn

V/-0

 

/

 

S € о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В частности,

если

S =

(0,

1}

и f (0) =

f (1) =

у ,

TO A(T) =

= log2 . Энтропия сдвига, построенного по множеству 5 = { 0 ,1, 2,} и функции распределения /(0)= ./(1) — / (2) = у , составляет log3, откуда и следует, что эти две системы неизоморфны.

Следствие 2.41. Если (Q, $F, Р, Т) — обратимая динамическая система и существует разбиение |, такое, что Я (|) < оо и

VJ10 Т-/§= в, то А (Т) = 0

 

 

2.8. Энтропия динамических систем

12&

Доказательство. Поскольку преобразование Т обратимо и;

УГ—=оТ“^ >

V“_0T_/I,

из теоремы 2.39

следует,

что h (Т) =

= h (Т, 1). Но в

силу того, что

И (|) < оо,

 

 

h (Т,

|) =

Я ( |/ V

Т_/| )

= Я ( т |/ V

Т_/| ) =

0.

Теорема 2.42. А(Т) = 0 тогда и только тогда, когда каждое конечное разбиение I измельчается разбиением V /liT - /£.

Доказательство.

Из конечности

разбиения

|

следует, что

его энтропия тоже

конечна, поэтому Л(Т, £) =

Я ( l / V ^ Т-/£).

Но правая часть этого равенства

обращается в нуль тогда и

только тогда, когда

V jl|T ~ ^ .

Утверждение

теоремы сле­

дует теперь из определения Л(Т).

 

 

 

Напомним, что в разд. 1.3 мы объяснили,

что соотношение

£=^Т1 означает, что исходы испытания, отвечающего разбие­

нию £, однозначно

восстанавливаются по исходам

испытания,

отвечающего разбиению TJ. Если | — измеримое

разбиение,

а преобразование

Т обратимо, то Т"| — тоже измеримое раз­

биение для любого положительного целого п. Элементы этой»

разбиения

можно представлять

себе как исходы испытания %.

в

прошлом, поскольку

ю е Т М

тогда

и

только тогда,

когда

Т-п© е

А,

т. е. событие А произошло п единиц времени

на­

зад. С этой точки зрения разбиение

 

полностью

опи­

сывает

прошлое нашего испытания. Поскольку Л(Т~1) =

Л(Т)1),

из теоремы

2.42 следует,

что

 

Л(Т) = 0 тогда и только тогда,

когда исход любого

конечного

испытания 1 в настоящем

пол­

ностью

определяется

его

исходами

в

прошлом,

т. . е.

£

VT-i

Поэтому обратимые динамические системы с ну­

левой энтропией называют детерминированными.2) .

 

 

 

Теорема 2.43. Если

(Q, У ,

Р, Т) — динамическая система', то

 

 

 

 

 

Я (Т*) =

| * | Л (Т)

 

 

(2.53)

для k = 0,

1,. 2, ....

Если

преобразование

Т обратимо,

то это

равенство справедливо и для отрицательных значений k . [Здесь Тк обозначает композицию преобразования Т с самим собой k раз

*) Это следует из того, что в силу теоремы 2.13 h (Т, |)= »Л (Т “ 1, |) для

любого конечного измеримого разбиения

Прим. перев.

2) Точнее, детерминированными называют стационарные случайные про­

цессы, для которых сдвиг в пространстве

траекторий имеет нулевую энтро­

пию. — Прим. перев.

 

124

Гл. 2. Энтропия и информация

для положительных k , Т° — тождественное преобразование и Т* = (Т“1) для отрицательных &.]

Доказательство. На основании определения легко получить,

ЧТО !А (Т°) = 0 и А(Т"1) = Л(Т) для обратимых Т. Тем самым •формулу (2.53) необходимо доказать только для положитель­ ных значений А.

Пусть I — конечное измеримое разбиение. Для

любого по­

ложительного целого п

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

kn

 

где 11=

V/_o Т

Следовательно,

 

 

Л(Т, I) = 4 * h

4 ) > T h (т ‘>&

(2.54)

поскольку Ц т ) ,

откуда А • Л(Т)^Л(Т*).

 

Используя равенство из формулы (2.54), получаем

Л (Т) =

sup | а ^Tft, V Т_/1^ : | — конечное разбиение | ^

что; завершает доказательство.

2.9. ФАКТОРАВТОМОРФИЗМЫ И ФАКТОРСИСТЕМЫ

Пусть

(Q,

Р, Т) —

обратимая динамическая система.

В разд.

1.7 мы показали,

каким образом каждому измеримому

разбиению | пространства состояний этой системы можно со­ поставить стационарный случайный процесс (Т, |). Напомним,

что если £°°= V/1_TOТ-/|, то факторпространство Р

является „естественным** для изучения этого процесса, по­ скольку все связанные с процессом события лежат в этом пространстве. Мы также показали, каким образом по преоб­ разованию Т можно определить преобразование Т^оо простран­

ства Q5°°, для которого (Qj~,

°°, Т|~) является динами­

ческой системой. Эта динамическая система называется факторсистемой исходной системы. Покажем теперь, как можно оп­ ределить факторсистемы и в более общей ситуации.

Заметим, что Т-1| то= ^|” . Это в действительности единствен­ ное условие на измеримое разбиение, которое необходимо для задания факторсистемы.

2.9. Факторавтоморфизмы и факторсистемы

125

Определение 2.44. Если £ — измеримое разбиение простран­

ства состояний динамической системы (Q, Ф, Р, Т),

такое, что

Т~1£ < £, то факторэндоморфизмом Тс, отвечающим разбиению £, называется метрический эндоморфизм, заданный на факторпро• странстве (Qc, ЗГ^, Рс) соотношением

Тс (с) = d

тогда и только тогда, когда Т-1 (N f1(d)) тот единственный элемент разбиения Т-1£, который содержит множество Nf'(c).

Нетрудно видеть, что Тс является метрическим автомор­

физмом тогда и только тогда, когда Т_1£= £. Динамическая система (Qc, Рс, Тс) называется факторсистемой, отвечаю­ щей разбиению £. Заметим, что для упомянутого выше раз­

биения £“ выполняется условие Т-1£00 = £00, так что Т5«,— это метрический автоморфизм. Факторсистема (Ojo», #*£<», Р^», Т5<х>)

полностью описывает случайный процесс (Т, |).

пространства

Предположим,

что

£ — измеримое

разбиение

состояний системы

(Q,

 

Р, Т), такое, что Т“ ‘£ <

£. Легко ви­

деть,

 

что

факторсистема

(Qc. &~t> Рс. Тс)

является гомоморф­

ным

образом системы

(Q, Ф , Р, Т)

при

канонической

проек­

ции

Nc.

Обратно,

если

(Q', Ф ', Р', Т') — гомоморфный

образ

системы

(Q, 3F, Р,

Т),

то

существует

измеримое

разбиение £,

такое,

что Т-1£ ^ £ и система (Qc, ЗГ\, Рс, Тс)

изоморфна

си­

стеме

(Q', 9r>, Р',

ТО-

Достаточно

в

качестве

£ взять

разбие­

ние S-1 (еО, где S — метрический гомоморфизм

пространства Q

на пространство Q', а в — точечное разбиение

Q'.

 

 

Поскольку факторсистемы являются гомоморфными образами

исходной системы, из теоремы 2.37

следует,

что А(Тс)*^/г(Т)

для любого измеримого разбиения £,

такого, что Т-1£ ^ £ .

 

Лемма 2.45. Если £ — измеримое разбиение пространства со­

стояний

динамической

системы

(Q, ?Г,

Р,

Т),

такое,

что

Т "'£ < £ ,

го

Л (Тс Г) = Л(Т, Nc1!')

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для любого измеримого разбиения

 

пространства Qc.

 

 

Доказательство. Поскольку Nc ° Т =

Тс®Nc, из теоремы 2.131)

следует,

что

 

 

 

 

= я (V Тс"7! ') .

 

 

 

я (V T- /N f 'r ) = я (V Nc“ 'Tc

 

!) См. примечание к доказательству теоремы 2.37. — Прим. перев.

126

Гл. 2. Энтропия и информация

Утверждение леммы вытекает теперь из определения скорости создания информации.

Теорема 2.46. Если £ — измеримое разбиение пространства состояний динамической системы (£2, 2Г, Р, Т), такое, что

то

 

 

 

Л (Тс) == sup {А (Т, £): I конечно,

£<£}.

Доказательство. Прежде всего заметим, что если | — любре

измеримое

разбиение

пространства £2, такое, что £ ^ £ , то

Nf*(NtC) =

C п. в. для

каждого элемента

С е £ . Таким обра­

зом,

 

 

 

ft(Tt) = sup {/i(Tt, I'): i' —конечное разбиение £2t}

=sup{ft(T, Nt~‘(£')): N^(S') конечно}

=sup{A(T, I): l конечно и £<£}.

Теорема доказана.

Предположим теперь, что | — конечное разбиение простран­ ства состояний обратимой динамической системы (£2, Ф", Р, Т),

и положим £= VJl.oo Т_/|. Тогда разбиение N;(£) {является

образующим для факторсистемы (£2t,

Pt, Tt)

и A(Tt) =

= h (Т, |),

как следует из

теоремы Колмогорова — Синая и

леммы 2.45.

разбиения

пространства

состояний

Если |

и т] — конечные

системы (£2, 9", Р, Т), то возникающим из этих разбиений слу­

чайным процессам отвечают факторсистемы (Ц»,

Р ^ , Т^~)

и (Q^oo, ^ с о , Р^со, Тчоо) соответственно. Если

процессы (Т, |) и

(Т, л) эквивалентны в смысле определения из

разд. 1.7, то эти

факторсистемы изоморфны. (Обратное утверждение неверно.) Вычисление энтропии факторсистем дает возможность дока­ зывать их неизоморфность, но не позволяет различать неэкви­ валентные случайные процессы, которым отвечают изоморфные динамические системы.

Теперь мы докажем несколько теорем о предельном пере­ ходе для энтропии факторавтоморфизмов и используем ихЦдля вычисления энтропии произведения двух эндоморфизмов.

Теорема 2.47. Если {£„} и £ — измеримые разбиения про­ странства состояний динамической системы (£2, 3~, Р, Т), такие,

что £„ f £ и T-1£„ < £„ для всех п *), то

h{ T g t M T c ) .

') Отсюда следует, что и Т

£• — Прим, перев.

2.9. Факторавтоморфизмы и факторсистемы

127

Доказательство. Переходя к факторпространству (Qt,

Р^),

мы можем считать разбиение £ точечным. Тогда Н (|/£„) | 0 для

любого

конечного разбиения

£, поскольку £„ f е.

большим,

что

Зафиксируем

б > 0 и выберем

N

настолько

ШШп ) < Ь для

всех n ^ N . В силу

измеримости

разбиений $„

для любого заданного /г ^ Я

существует такая

последователь­

ность конечных измеримых разбиений {im}, что

f

и тем

самым

Я (!/im) I Н (Шп)> т.

е.

существует

такое

М,

что

Н(Шм)<6.

2.29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• По лемме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А (Т, I) <

Л (Т, | м) +

Я (|/Ы

<

А (Т, U

-Ь б.

 

 

Кроме того, 1м <

поэтому

в силу

теоремы

2.46 Л (Т, 1М) ^

< Л (Т 5п), откуда

Л(Т, g)<A(TtJ

+

6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

A(T)^A(Tjn) + б для

всех n ^ N . Поскольку

Л(Т:п)<А (Т),

теорема доказана.

 

 

 

 

 

 

 

Следствие

2.48.

Если

^

... — измеримые

разбиения

пространства состояний обратимой динамической системы (Q,

,

Р, Т), такие, что Я (|„) < оо для всех п и V “_, VJ1-«

= е, то

 

 

 

 

Л(Т, 1„)-*Л(Т).

 

 

 

 

 

В случае когда преобразование Т необратимо, то же утверждение справедливо, если

Доказательство.

Через

будем

обозначать

разбиение

V j l _ roT~1%п, если

преобразование

Т

обратимо, и

разбиение

V ^.0T-/£„, если Т необратимо. Тогда

по теореме 2.39

 

Л(Т*п) =

Л(Т’ *»)’

 

и доказываемый результат следует из теоремы 2.47.

 

Следствие 2.49.

Если h ^

£2 ^

. • • — измеримые

разбиения

с конечной, энтропией, такие, что \ п t е> то А(Т, |„)-»-Л(Т).

В качестве приложения последнего следствия мы сейчас вычислим энтропию произведения двух метрических эндомор­

физмов.

(Q,, &"i, Pi, Т,) и (Ог. У ъ ?2>Т2) — две динамические

Пусть

системы.

Их произведением называется

система

(Q, X Ог>

 

Р\У,Р2. Т, X Т2), пространством

состояний

которой

является обычное произведение пространств с мерой, а пре­

образование Т, X Т2

определяется формулой

Т , Х

Т 2(соь <D2) = (Т1 (<»i), Т2 (со2)).

12$

Г л. 2. Энтропия и информация

Теорема 2.50. Если (Qb &~и Рь Ti) и (Q2, & ъ Ръ Т2) — ди­ намические системы, то

Л (Т,Х Т2) = :А(Т,) + Л(Т2).

Доказательство. Если и | 2 — разбиения пространств £2( и Q2 соответственно, через li X £2 будем обозначать разбиение

{Ci X С2: Ci е I,, С2 е

£2} пространства Qt X й2Простая вы­

кладка показывает, что если разбиения £1

и | 2 конечны,

то

Л (Т, X Т2,

X У = Л (Т„ g,) +

h (Т2, У .

(2.55)

Пусть теперь {I"} и {£?} — последовательности конечных из­

меримых разбиений пространств £2] и Q2 соответственно,

такие,

чт'о f е, и g£ f е2, где

et и е2 — точечные

разбиения соответ­

ствующих пространств.

Тогда 1" X f в и в силу следствия 2.49

л ( т , х т 2, | ; х 12п) - ^ л (т 1 х т 2).

Используя формулу (2.55) и вновь применяя следствие 2.49, приходим к нужному результату.

Приведем теперь оценку сверху энтропии динамической си­ стемы, для получения которой не требуется никаких предполо­ жений о вероятностной структуре системы, а только лишь на­ личие у нее конечного образующего разбиения.

Теорема 2.51. Если £ — образующее разбиение динамической сйстемы (Q, 5F, Р, Т), состоящее из . К элементов, то

А (Т )^ log К.

Доказательство. Поскольку | — конечное образующее разбие- • ние, в силу теоремы 2.39 А(Т) = Л(Т, £). Из определения, след­ ствия 2.12 и теоремы 2.13 немедленно следует, что Л(Т, |)<Г ^ Н (£). По теореме 2.3 Н {%) ^ log К, что и завершает дока­ зательство.

Заключительный результат этого раздела относится к факторавтоморфизмам с нулевой энтропией. Мы покажем, что для любой динамической системы среди таких факторавто'морфизмЬв имеется максимальный. Этот результат был получен Пин­ чером [117].

Теорема 2.52 (Пинскер). Если (Q, , Р, Т) — обратимая ди­ намическая система, то существует инвариантное измеримое раз­ биение п, такое, что Л(Т„) = 0, и для произвольного инвариант­ ного измеримого разбиения равенство A(Tt) = 0 выполнено тогда

и только тогда,

когда £ ^ п !).)*

 

*) Разбиение £

называется инвариантным относительно эндоморфизма Т,

если

Можно доказать, что всякий эндоморфизм с нулевой энтро-

2.9. Факторавтоморфизмы и факторсистемы

129

Доказательство. Обозначим через Z0 совокупность всех конеч­ ных измеримых разбиений | пространства Q, таких, что Л-(Т, I) — 0- Обозначим через 3 семейство множеств

^ = { i 4 e f : Л е Г для некоторого | е Zo}.

Мы докажем, что 3 является а-алгеброй, и возьмем в ка­ честве я соответствующее разбиение пространства Q.

Заметим прежде всего, что

^ = { Л е Г : h(Т, а) = 0; а = {А, Q - A }}.

Из этого описания 3 немедленно следует, что семейство 3 замкнуто относительно операции дополнения. Пусть А, В г 3 . Положим а = {A, Q — А), р = {В, Q — В), у = {Л U В, Q — A U Я}. Тогда, поскольку a V P ^ Y . из следствия 2.34 получаем

А(Т, у)<Л(Т, o V P) < A (T , о) + Л(Т, Р) = 0.

Поэтому 3* замкнуто относительно конечных объединений и, следовательно, является алгеброй множеств.

Пусть {Л„} — последовательность множеств

из 3 , такая, что

Л „ | Л. Положим ап= {Ап, Q — Ап), а = {А, Q

А). Поскольку

/>[ЛпП(£2-Л)] =

0 и Р [(Q — Л„)n(Q — -4)] = я (£2 — А),

 

 

Я (a/an) =» — { Р (А Ап) log рР % ~

+

 

 

 

 

+ P ( Q - ^ ) l o g / ^

~ £ -} ------P { A - A n) \ o g P ( A - A n) -

 

 

 

- Р (Q -

A) log Р (Q - А) +

Р (Q - Ап) log Р (Q -

Ап).

Отсюда

следует, что Я (a/a„) = 0, так как P(Q — Аа) -> Р (Q — А)

и Р (А — Л„) -*• 0.

По

лемме

2.29

 

 

 

 

 

 

 

 

А(Т, а)<Л(Т, а„) + Я (а/а„),

 

 

 

откуда

А(Т, а) =

0.

Таким

образом,

 

А<=3

и 3

является

a-алгеброй

множеств.

 

3

инвариантна

относи­

Покажем теперь,

что a-алгебра

тельно

Т.

Отсюда

будет

следовать,

что если ax'4 = 3 ,

то

Т-1я=^я. Пусть

А & З и а = {Л, Q — А). Тогда

 

 

0 =

h (Т, а) =

Я ( а / j/ Т_,а) = Я ( т _1а /V

Т_/ (Т"‘а ) ) ,

 

так что А(Т, Т- ,а) = 0. Поскольку Т-1а = {т-1Л, Q — Т- |Л), отсюда следует, что Т-1Л е 3 .

пией является в действительности автоморфизмом, поэтому разбиение я (равно как и все его инвариантные укрупнения) даже вполне инвариантно,

т. е. Т“ 1я = я. Теорема 2.52 справедлива и для необратимых динамических систем. — Прим. перев.

130

 

 

 

 

 

Га. 2. Энтропия и информация

 

 

 

 

 

Пусть

| — конечное измеримое разбиение пространства

Q,

такое,

что 1 ^ я .

Тогда каждый элемент А е

£

лежит в

 

т.

е.

А(Т, а) =

0,

где а=={Л, Q — Л}.

Поскольку

S = V ^ s5«.

получаем,

что

A(T, i ) ^ 2 X sjA(T, а) =

0.

Следовательно,

по

теореме 2.46

h (Т„) == 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

Наконец,

пусть £ — инвариантное измеримое разбиение про­

странства

Q, укрупняющее я. Поскольку

каждое

конечное

из­

меримое укрупнение £ является

также укрупнением

я, из тео­

ремы

2.46

следует, что Л(Т£) =

0. Наоборот, если

Л(Т£) =

0 и

£ — любое конечное укрупнение

£, то А(Т, £) =

0.

В частности,

если

А е

 

то

а = {Л, Q — Л} ^ £, так

что

А(Т, а) = 0. .Но

это

означает, что

Л е ? . Следовательно,

£~ S & и £ ^ я .

 

2.10. ТЕОРЕМА ШЕННОНА. И СВОЙСТВО РАВНОМЕРНОЙ РАСПРЕДЕЛЕННОСТИ

В этом разделе мы докажем теорему Шеннона — Макййллана — Бреймана, которая была впервые сформулирована Шен­ ноном в его классической работе [138] по теории информации

идоказана для различных видов сходимости Макмилланом [87]

иБрейманом [26].

Для

обоснования формулировки этой теоремы рассмотрим

динамическую систему (2(S), SF, ц, Т), где Т — сдвиг, а ц - про-

дакт-мера,

полученная из распределения / на конечном мно­

жестве

S

(см. пример 1.3 и разд. 1.7). Эта система отвечает

случайной последовательности независимых случайных величин из (S, 9>) с распределением f.

Определим

функцию

г: 2(S)-»-S

соотношением 2 (ю) =

ю(0)

и заметим,

что

(г о Т;) (©) =

со (/), так

что

образующие последо­

вательность

случайные

величины

могут

быть

представлены

в виде

{2 ° Т ^ ._ то. Если | = 2 -1(е),

где

е — точечное разбие­

ние S,

то

разбиение 1 является

образующим

для рассматри­

ваемой

динамическрй

системы

и

А(Т) = А(Т, |) = Я(£)

по

следствию 2.28.

величину

h(Т, |)

скоростью создания инфор­

Мы

назвали

мации,

но

в

действительности

это

средняя скорость создания

информации,

поскольку

 

 

 

 

е { /(V T'V)},

 

 

lim i -Я (V T-V)= lim ±

 

 

л->ю

П

м*0

J

П-*00

п

'

\/—0

/ '

 

где Е обозначает операцию взятия математического ожидания. Попытаемся вычислить «настоящую» скорость создания инфор­ мации, т. е.

lim 1 / ( V Т-/| ) (со)

t-»oo п V /-0

J

для i o e S (S).

 

 

 

2.10. Теорема Шеннона

 

 

131

Из определения информационной функции [формула (2.5)]

следует; что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ ( V

r t )

(c o ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

— log р {б е= S (S): б (/) — о (/), 0 < j < п) =

 

 

=

— log | П

Р {б <= S (S)r б (/) — о (/)} | =

 

 

 

=

- %

lQg f .(® (Л) = -

§

(1ое / 0 *)0 т / («О-

Следовательно,,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim -i- / Г V

Т- /| )

(ю) =

Нт ■- У

(— log f <>г) о Т7 (о).

 

Если

обозначить — logf°z

через

Jti то предел в правой

части

этого

равенства

приобретает в

точности

тот же

вид,

что й

в формулировке эргодической теоремы.

 

Пусть

Докажем,

что

преобразование Т

эргодично.

С —

= {со: со (У)=

Sj, j'e G ) й

D =

{© : со (k) =

tk,

k s H} — цилиндри-

ческие множества. Если i > max Я — min G, то

 

 

T~lC П D =

{со: со (t + /) =

s,,

j e

G} П {©: со (6) = **,. .*€= Я}, -

так что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р(т_<с п я )=

П

f(s/)II У(У = р(С)р(Д)

 

 

 

 

 

/еО

*€3#

 

 

 

 

И

HmpOr'CnZ>) = p(C)p(D).

<-> оо

Поскольку цилиндрические множества порождают [всю cr-алгебру можно доказать, что из последнего равенства следует, что для любых измеримых множеств Л и В

lim р(Т - ,ЛПВ) = р(Л)р(В).

Преобразования Т, для которых выполняется это соотноше­ ние, называются сильно перемешивающими *). Легко видеть, что сильно -перемешивающие преобразования эргодичны. Дей­

ствительно, если Т-1Л = А и Т — сильно перемешивающее, то

р (Л)2 = Л т р (Т-<Л Л Л) = р (Л). <->ОО

и р(Л) есть нуль или единица.

') Чаше это свойство называют просто перемешиванием. — Ярил, перев.

Соседние файлы в папке книги