home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #19 / NN_1992_19.iso / spool / sci / math / 10641 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-08-27  |  1.7 KB

  1. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!not-for-mail
  2. From: edgar@function.mps.ohio-state.edu (Gerald Edgar)
  3. Newsgroups: sci.math
  4. Subject: Re: Elementary solution needed: harmonic bi-sequences
  5. Date: 27 Aug 1992 14:29:13 -0400
  6. Organization: The Ohio State University, Dept. of Math.
  7. Lines: 29
  8. Message-ID: <17j6tpINNo77@function.mps.ohio-state.edu>
  9. References: <1992Aug27.170048.26459@ugle.unit.no>
  10. NNTP-Posting-Host: function.mps.ohio-state.edu
  11.  
  12. In article <1992Aug27.170048.26459@ugle.unit.no> ap@levangerhs.no (Andrei Prasolov) writes:
  13. >   There is a problem which seems to have a very simple solution.
  14. >I remember that I heard one in my youth. That solution used
  15. >the epsilon-delta language only. However, I cannot recall that.
  16. >
  17. >DEF. Let`s call a bi-sequence (a(i,j), i,j from Z) HARMONIC if for all i,j
  18. >
  19. >(*)       a(i,j) = 1/4 (a(i,j+1) + a(i,j-1) + a(i+1,j) + a(i-1,j)).
  20. >
  21. >PROBLEM. Prove that any bounded (|a(i,j)| < C) harmonic bi-sequence is constant.
  22. >
  23.  
  24. Here is a proof that I like.  Whether you consider it "elementary" depends
  25. on your background.
  26.  
  27. The symmetric random walk on the two-dimensional integer lattice Z^2
  28. is recurrent: it visits each node repeatedly (with probability one).
  29. Apply the function a to that random walk.  The result is (by (*)) a
  30. martingale.  But a bounded martingale converges (almost surely),
  31. while _this_ bounded martingale runs repeatedly through all the values of
  32. the function a.  Therefore a is constant.
  33.  
  34. So maybe it's not elementary, but it is short and cute.
  35.  
  36. -- 
  37.   Gerald A. Edgar                Internet:  edgar@mps.ohio-state.edu
  38.   Department of Mathematics      Bitnet:    EDGAR@OHSTPY
  39.   The Ohio State University      telephone: 614-292-0395 (Office)
  40.   Columbus, OH 43210             -292-4975 (Math. Dept.) -292-1479 (Dept. Fax)
  41.