Cours de Master Recherche et de DEA
Cours de Master Recherche intensif comme professeur invité à l'université de Monastir , année 2009-2010 : Introduction aux espaces de Hardy
et à la théorie des opérateurs.
Gilles Cassier, chercheur CNRS
à l'Institut Camille Jordan.
Cours de Master Recherche 1er semestre, année 2008-2009 : Opérateurs polynomialement bornés sur l'espace
de Hilbert.
Ce cours est une synthèse de la recherche de pointe en théorie des opérateurs. Le premier objectif est l'acquisition des
outils qui ont eu le plus d'impact dans ce domaine ces dernières années et qui permettent d'aller plus loin, notamment
d'investiguer la théorie au delà du cas des contractions. Le deuxième objectif est d'utiliser ce matériel
pour établir des théorèmes comme celui de Gilles Pisier qui résout la conjecture de Halmos mais aussi
de prouver d'autres résultats fondamentaux. Il faut noter que ces outils se sont avérés utiles dans
d'autres secteurs des mathématiques. De plus, l'approche présentée ici nous permet à la fois
de traiter des questions relatives à la similarité et des questions sur
le problème du sous espace invariant. Nous illusterons ces résultats par de nombreux exemples concrets et très utiles.
Le programme est le suivant:
-
Théorèmes de dilatation :
Le théorème de dilatation de Stinespring, les dilatations de Nagy et de Ando pour les contractions, le relèvement du commutant
d'une contraction, le théorème de Berger-Foias-Lebow, la dilatation des représentations complètement positives des groupes
topologiques, dilatation et calcul $H^{\infty }$ pour les semi-groupes de contractions, inégalités opératorielles de Harnack
et versions fortes de l'inégalité de von Neumann avec des exemples d'applications à l'analyse harmonique.
-
Théorèmes d'extension et applications complètement bornées :
Les théorèmes d'extension d'Arveson et de Wittstock, critères
de similarité à une contraction de Hoolbrook et de Paulsen, critères de similarité à des isométries.
-
Problèmes de similarité :
Opérateurs de Hankel vectoriel, théorème de Nehari Page, le contre-exemple de Pisier et son théorème
de caractérisation des opérateurs de Foguel-Hankel polynomialement bornés, les problèmes de similarité dans les algèbres de
von Neumann finies avec la solution d'une conjecture de Kovac.
-
Décompositions canoniques et calcul fonctionnel :
Description complète du treillis des sous-espaces invariants d'une isométrie, partie complètement non unitaire
et opérateurs de défaut pour une contraction, décomposition en partie absolument continue (notation $PB_{abs}(H)$) et
en partie singulière d'un opérateur polynomialement borné, le calcul fonctionnel $H^{\infty }$ pour les opérateurs
de $PB_{abs}(H)$, les opérateurs de Toeplitz généralisés et leurs applications à l'étude
du comportement asymptotique d'un opérateur polynomialement borné.
-
Sous espaces invariants :
Existence de sous espaces invariants pour les opérateurs polynomialement bornés
qui ont un spectre contenant le tore (d'après C. Ambrosie et V. Muller).
-
Principaux ouvrages et travaux utilisés :
1. Y. A. Abramovich and C. D. Aliprantis, An invitation to operator theory, Academic Press. New York and London, 1972.
2. C. Ambrosie and V. Muller, Invariant subspaces for polynomially
bounded operators, J. Funct. Anal. 213 (2004), 321-345.
3. C. Badea and G. Cassier, Constained von Neumann inequalities,
Advances in Mathematics, 166 (2002), 145-162.
4. G.~Cassier. Semigroups in finite von Neumann algebras, Operator Theory: Advances and Applications, 104 (2001), 145-162.
5. G. Cassier, Generalized Toeplitz operators, restrictions to invariant
subspaces and similarity problems, J. Operator Theory 53:1 (2005),
49-89.
6. G.~Cassier and T.~Fack. On power-bounded operators in
finite von Neumann algebras, J. Funct. Analysis, vol. 141,
$No 1$, 10 octobre 1996, 133-158.
7. G. Cassier and N. Suciu, Mapping theorems and Harnack ordering for $\rho $-contractions, Indiana Univ. Math. J.
, Vol. 55, No 2 (2006), 483-523.
8. G. Cassier and N. Suciu, Sharpened forms of an inequality of von Neumann for $\rho$-contractions, Mathematica Scandinavica,
à paraître, 17 pages.
9. G. Cassier and Dan Timotin, Power boundedness and similarity to
contractions for some perturbations of isometries, J. Math. Anal.
Appl. 293 (2004), 160-180.
10. R. Douglas, Banach algebra techniques in operator theory, Academic Press. New York and London, 1972.
11. J. B. Garnett, Bounded analytic functions, Academic press, New
York, 1964.
12. B. Sz-Nagy and C. Foias, Analyse harmonique des opérateurs de
l'espace de Hilbert, Masson et Akad. Kiado, Paris, 1967.
13. Vern Paulsen, Completely bounded maps and operator algebras,
Cambridge Studies in Advances Mathematics, 2002.
14. N. Nikolski, Operators, functions and systems: an easy reading,
Mathematical survey and Monograhs, vol. 92, 2002.
15. G. Pisier, A polynomially bounded operator on Hilbert space which is
not similar to a contraction, J. Amer. Math. Soc. 10 (1996),
351-369.
16. G. Pisier, Similarity problems and completely bounded maps,
Lecture Notes in Mathematics, 2001.
Cours de Master Recherche 1er semestre, année 2005-2006 : Calcul fonctionnel et applications.
Le programme était le suivant :
-
Introduction à la théorie des opérateurs :
Rappels
sur les notions basiques concernant les opérateurs compacts,
opérateurs de Hilbert-Schmidt, opérateurs à trace et dualité
de Schatten, calcul fonctionnel classique.
-
Isométries :
Décomposition de Wold d'une isométrie
avec des illustrations au moyen d' exemples, factorisation par rapport au
commutant et description complète du treillis des sous-espaces
invariants d'une isométrie, applications à la théorie des
fonctions (espace de Hardy).
-
Espaces de Hardy :
Dualité, fonctions intérieures et
extérieures, factorisation, théorème de Beurling,
théorème de Helson-Szego, exemples d'opérateurs sur les espaces
de Hardy (opérateurs deToeplitz et opérateurs de
composition).
-
Dilatation et extensions :
Théorème d'Arveson, dilatation
et calcul $H^{\infty }$ pour les semi-groupes de contractions, critères
de similarité à une contraction de Hoolbrook et de Paulsen,
inégalités opératorielles de Harnack et du type von Neumann avec
des exemples d'applications à l'analyse harmonique.
-
Opérateurs polynômialement bornés :
Calcul fonctionnel $H^{\infty }$ pour les opérateurs polynômialement
bornés, étude de l'exemple de Pisier d'opérateur
polyômialement borné qui n'est pas similaire à une contraction,
existence de sous espaces invariants pour les opérateurs
polynômialement bornés qui ont un spectre contenant le tore
(d'après C. Ambrosie et V. Müller).
-
Principaux ouvrages et travaux utilisés :
1. C. Ambrosie and V. Müller, Invariant subspaces for polynomially
bounded operators, J. Funct. Anal. 213 (2004), 321-345.
2. C. Badea and G. Cassier, Constained von Neumann inequalities,
Advances in Mathematics, 166 (2002), 145-162.
3. G. Cassier, Generalized Toeplitz operators, restrictions to invariant
subspaces and similarity problems, J. Operator Theory 53:1 (2005),49-89.
4. G. Cassier and N. Suciu, Mapping theorems and Harnack ordering for rho-contractions,
Indiana Univ. Math. J., à paraître.
5. G. Cassier and Dan Timotin, Power boundedness and similarity to
contractions for some perturbations of isometries, J. Math. Anal.
Appl. 293 (2004), 160-180.
6. J. B. Garnett, Bounded analytic functions, Academic press, New
York, 1964.
7. B. Sz-Nagy and C. Foias, Analyse harmonique des opérateurs de
l'espace de Hilbert,Masson et Akad. Kiado, Paris, 1967.
8. Vern Paulsen, Completely bounded maps and operator algebras,
Cambridge Studies in Advances Mathematics, 2002.
9.N. Nikolski, Operators, functions and systems: an easy reading,
Mathematical survey and Monograhs, vol. 92, 2002.
10. G. Pisier, A pollynomially bounded operator on Hilbert space which is
not similar to a contraction, J. Amer. Math. Soc. 10 (1997),
351-369.
11. G. Pisier, Similarity problems and completely bounded maps,
Lecture Notes in Mathematics, 1996.
Cours de DEA du 2nd semestre 2000 : Similarité,
opérateurs polynomialement bornés et applications.
Le programme était le suivant :
-
Espaces de Hardy :
Dualié, fonctions intérieures, fonctions
extérieures, factorisation, formule de Szëgo,
théorème de Beurling,
théorème de
Frostman, opérateurs de composition, interpolation de Carleson.
-
Similarité :
Critères de similarité à des opérateurs unitaires.
Algèbres d'opérateurs , théorèmes de Stinespring,
Averson, Wittstock et Paulsen. Etude
d'exemples et applications.
-
Inégalités opératorielles :
Estimées sur le rayon numérique dun
opérateur, inégalité de von Neumann
avec des généralisations et des
variantes
sous contraintes.
-
Opérateurs polynomialement bornés :
Décomposition en partie absolument
continue et en partie singulière. Nouvelles techniques
de calcul fonctionnel $H^\infty$ pour les opérateurs polynomialement
bornés absolument continus. Applications
aux exemples de G. Pisier d'opérateurs
polynomialement bornés qui ne sont pas
similaires à des contractions. Etude du treillis
des sous espaces invariants
pour de larges classes d'opérateurs de ce type.
-
Applications :
Générateur et co-générateur de semi-groupes. Théorie de la
dilatation et calcul H pour les semi-groupes. Application du calcul
fonctionnel$H^\infty$
aux équations différentielles et au contrôle robuste.
Cours de DEA du 2nd semestre 1999 : Théorie
des opérateurs et applications
La moitié de ce cours a été faite par J.B. Baillon. Dans ma partie,
j'ai traité les points suivants :
Isométries :
Décomposition de Wold d'une isométrie avec illustration
sur des exemples et applications à la théorie des fonctions (espaces
de Hardy), factorisation
par rapport au commutant d'une isométrie et description complète du treillis
des sous-espaces invariants d'une isométrie.
-
Calcul fonctionnel $H^\infty$ pour les opérateurs polynômialement bornés :
Décomposition de Nagy-Foias d'un opérateur à puissances bornées
selon le comportement de ses itérés, inégalité de von Neumann pour les contractions
et variantes, partie singulière et absolument continue, construction et application
du calcul fonctionnel $H^\infty$.
-
Problème du sous-espace invariant :
Existence et description des sous-espaces
invariants pour les opérateurs à puissances bornées de classe
$C_{1,1}$, méthode
d'approximation de
S. Brown, algèbre duale et application au problème du sous-espace
invariant.
Cours de DEA du 2nd semestre 1998 : Théorie
des opérateurs et applications
Le programme était le suivant :
-
Introduction à la théorie des opérateurs :
Notions basiques, opérateurs
compacts, opérateurs de Hilbert-Schmidt, opérateurs à trace et dualité
de Schatten.
-
Calcul fonctionnel :
Théorie spectrale, calcul fonctionnel classique et
calcul fonctionnel $H^\infty$ de Nagy-Foias pour les contractions.
-
Méthode d'approximation de Brown :
systèmes fonctionnels, classification
et factorisation pour le calcul fonctionnel isométrique, applications au
problème du sous-espace invariant, théorème de Bercovici-Chevreau et
factorisation spatiale.
-
Résolubilité de systèmes fonctionnels.
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Page modifiée le 10 mai 2010