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PROBLEME DES MOMENTS DES FONCTIONS EXPONENTIELLES
SUR LE GROUPE DES ENTIERS p-ADIQUESℤ.
Andriamanohisoa Hery Zo
1, Randimbindrainibe F.2, Randriamitantsoa P.A.3
Ecole Doctorale Science et Technique de l’Ingénierie et de l’Innovation (ED –STII)
Laboratoire Sciences Cognitives et Applications (LR-SCA)
Ecole Supérieure Polytechnique – Université d’Antananarivo
Résumé :
Dans cet article, on résoud le problème des moments des fonctions exponentielles sur le groupe
des entiersadiques dans une extension :
β(z)
(n≥0)et(β−1)(z)
(n≥0),
,=et|−1|=<1.
Pour cela on construit une nouvelle base orthonormée (b.o.n) différente de la base orthonormée
standard dans l’espace des fonctions continuesℤ. Ensuite on définit l’algèbre des séries
formelles d’interpolation de Gauss à coefficients bornés,()()〉, qui est isomorphe et
isométrique à l’algèbre des mesures sur ,, (cf théorème 2, §5.2). A l’aide cette série
formelle on définit le logarithme formel de base,. Ensuite on utilise l’algèbre des séries
formelles de Newton
 et on introduit une autre algèbre de séries formelles.
Le résultat principal est donné par le théorème 3(§7.3) et le théorème 4 (§9.2). On démontre à la
fin que ces deux problèmes de moments sont équivalents.
Mots clés : Entier p-adique, valeur absolue p-adique, corps des nombres p-adiques, série
formelle d’interpolation de Gauss, série formelle de Newton, logarithme formel de
base,, mesure sur le groupe des entiers p-adiques, moments exponentiels p-adiques,
base orthonormée p-adique.
Abstract:
In this paper, we solve the problem of moments of exponential functions on the group of p-adic
integers in an extension :
β(z)
(n≥0)and(β−1)(z)
(n≥0),
where,= and|−1|=<1.
For this, we build a new orthonormal basis different from the standard one in the space of
continuous functions ℤ. Then we define the algebra of Gauss interpolation formal series
with bonuded coefficients, ,()()〉, which is isomrphic and isometric with the algebra of
measures on,, (seethéorème 2, §5.2). With the help of this formal series, we define the
formal logarithm of basis ,. After that we use the algebra of Newton formal series

and introduce another algebra of formal series . The principal result is given
by the théorem 3(§7.3)and thetheorem 4 (§9.2). Finally, we prove that those two problems of
moments are equivalent.
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Keywords : p-adic integer, p-adic absolute value, field of p-adic numbers, Gauss interpolation
formal series, Newton formal series, formal logarithm of basis,, measure on the group
of p-adic integers, p-adic exponential moments, p-adic orthonormal basis.
1. Généralités
1.1 Notations.
Comme notations dans cet article on désigne par
K
p
une extension de
p
complet par
rapport à la valeur absolue prolongeant la valeur absolue p-adique
p
, où
p
est un nombre
premier (
2p
). Les ensembles , , ,
=
)p(
)p/(
, avec
.p)p( =
, l’ensemble des multiples
dep,désignent respectivement l’ensemble des nombres entiers non négatifs, l’ensemble des
nombres entiers, l’ensemble des nombres rationnels, le corps résiduel des nombres congrus
modulo
p
, le corps des nombres réels. On désigne par l’algèbre des mesures surℤ, par

 l’algèbre des séries formelles de Newton, par()() l‘algèbre des séries
formelles d’interpolation de Gauss. Le symbole marque le début d’une démonstration et la
fin. On désigne par
[]
r
la partie entière de r appartenant à .Le symbole de type [1] envoie à la
référence.
1.2 Position du problème
Le problème des moments joue un rôle important tant en analyse classique 1 qu’en analyse non
archimédienne2,3,4,5.
Dans le présent article on considère le problème exponentiel des moments sur "le
segmentadique" , i.e. le problème qui consiste à trouver une mesure μ∈M,
satisfaisant la condition
βdμ(z)
(n≥0)(1)
ou le problème analogue
(β−1)dμ(z)
(n≥0)(2)
 et(
) sont des suites de scalaires données.
La résolution se fait dans une extension du corps des nombresadiques qui est
munie d’une valeur absolue|.| prolongeant la normeadique|.|. On fixe,
avec= et |−1|=<1.
1.3. Système de polynômes d’interpolation de Gauss.
1.3.1. On appelle coefficients généralisés de Gauss, les coefficients définis par :
n
m=(β−1)(β−1)(β−1)
(β−1)(β−1)(β−1), n,m(3)
Ils vérifient les relations de récurrence
n
mn−1
m+n−1
m−1(4)
1.3.2 On considère les polynômes de Gauss
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P()(X)=1,P()(X)=(X−1)(X−β)(X−β),n1(5)
et les polynômes d’interpolation de Gauss
Q
()(X)=P()(X)P()(β)(6)
1.3.3 On a les relations suivantes [1, 6, 7, 8]
P()(X)=(1)β
n
kX(n≥0)
 (7)
X=nkP()(X)
 (8)
Il en est de même de l’identité [7, 12]
Q
()(X,Y)=
i,j
n
,
 Q()(X)Q()(Y)(n≥0),(9)
i,j
n= j
n−i.P
β.
On définit ensuite les coefficients
()
n,kc
)(β
et
()
n,kd
)(β
par les développements
P()(X)=c()
 (n,i)(X−1)(n≥0)(10)
(X−1)=d()
 (n,i)P()(X)(n≥0)(11)
avec des matrices triangulaires inférieures inverses l’une de l’autre
C()=c()(n,i),D()=d()(n,i),(12)
Notons quec()(n,n)=d()(n,n)=1 etc()(n,0)=d()(n,0),.
En vertu des relations (7) et (10) on obtient la forme explicite des coefficients
c()(n,i)=D
i!P()(1)=(1)β
n
kki
 .(13)
D’où, d’après la formule d’inversion pour les coefficients de Gauss [8] (Aïgner)
c()(k,i)n
k
 =ni(14)
et en vertu de la réciprocité des matrices C() etD() on obtient
n
kd()(k,i)
 =ni.(15)
Enfin, par la formule d’inversion des coefficients binomiaux, on trouve l’expression explicite
d()(n,i)=(1)nkki
 .(16)
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Notons également la relation
(−1)
 kic()(n,k)=(1)β
ni(17)
2. Evaluation des coefficients
Dans ce paragraphe on va établir quelques évaluations des coefficients à l’aide de la valeur
absolue|.| définie sur le corps.
2.1. Lemme 1
On a l’évaluation suivante
c()(n,i)≤(≥)(18)
D’après la formule (13) on a
c()(n,i)=D
i!P()(1)≤ max
⊂,,…,1

,∉|1−|=.♦
2.2. Lemme 2
Soit=() une matrice triangulaire inférieure inversible(=0,) et soit=
() la matrice inverse telle que||≤(). Alors||≤.
On démontre par récurrence sur. De la relation

=
on obtient
=−+(1)



⋯
 ….
Par hypothèse on a
||≤max||,max


⋯

,…,

≤max,max


⋯

,…,
=.♦
2.3. Conséquence
Il résulte des lemmes 1 et 2
d()(n,i)≤(≥)(19)
2.4. Lemme 3
Soit=() une matrice triangulaire inférieure telle que
lim
⟶=0, <+.
Supposons de plus que
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lim
⟶=0.
Alors
lim
→
=0(20)
Par hypothèse‖()<+, alors(∀0)(∃)(∀)(||<.). De
même (∀0)(∃)(∀)||<
‖().
Posons=max,,…,
,. Alors pour on a

≤max
,


 
≤max
‖()‖(),
=.
2.5. Remarque
D’après le lemme 1, la matrice() satisfait le lemme3.
3. Espace des fonctions continuesℤ [12,13]
Considérons l’espace des fonctions continuesℤ sur le groupe des entiersadiques .
3.1. Un système de fonctions(()) est appelé base orthonormée (b.o.n) si chaque
fonctionℤ admet le développement
=
 ,aveclim
→=0et=sup||,0(21)
La base orthonormée standard deℤ est le système des polynômes binomiaux
=(−1)⋯(+1)
! (0)(22)
Dans cette base, les coefficients du développement
f(z)=zn
 (23)
sont donnés par la formule [9, 10]
=(−1)ni
 f(i)(≥0)(24)
En particulier le développement
β=(β1)
 zn(25)
définit une fonction exponentielle(β

β
,β|).
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