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Rohlin引理是遍历论中的—个基本工具,它首先在完备可分度量空间的非周期自同构上得到证明(见[18]).其主要内容是;设X是—个完备可分的度量空间,T:X→X是—个保测的非周期自同构,μ是X上一个T-不变的Borel概率测度(即对任何可测集A∈ X,有μ(T-1 A)=μ(A)).则对每个ε>0,每个n∈N+,存在一个可测集R(即所谓的(n,ε)-Rohlin集)使得T-i(R)(j=0,1,…,n-1)两两不交,且μ(Uj=0n-iT-j(R))>1-ε.特别地,Rohlin引理对生成子的构造必不可少.
标准的遍历论教材(见[7],[9],[17])中呈现的基本证明(见[11])用到了Kakutani塔型构造从而要求映射的正向可测性,但在通常情况下一个可测映射不一定是正向可测的,因此我们觉得有必要给出一个不依赖此假设的初等证明,并且我们的假设从完备可分的度量空间推广到了一般可分的度量空间上.我们这里改进了Heinemann和Schmitt的证明(见[12]),他们用到的主要工具是Poincare回复定理,而我们不需要.
经典遍历论的一个主要研究对象是流(即作用群为R的动力系统)的作用.但由于技术上的原因,大部分理论都首先对离散(即作用群为Z)的情形进行发展.接下来这个理论又扩充到了一般的群上,如Zd、Rd、Abel群,等等.其自然的假设是顺从群,在此情形下的Rohlin引理是:设G是一个可数的顺从群,自由作用于Lebesgue空间(X,∑,μ)上,保持测度μ.设T∈ G为—个铺砌G的有限集.则对每个ε>0,存在B∈ X,使得
(1)集合{tB:t∈T)为两两不交的;且
(2)μ(Ut∈T tB)>1-ε.
后来,Alpem发展并证明了多重的Rohlin塔定理,Eigen及Prasad利用Kakutani的证明对它给出了一个更简单的证明(见[8]).