Hardy-Littlewood-Sobolev inequality for $p=1$

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Let $\mathcal{W}$ be a closed dilation and translation invariant subspace of the space of $\mathbb{R}^\ell$-valued Schwartz distributions in $d$ variables. We show that if the space $\mathcal{W}$ does not contain distributions of the type $a\otimes \delta_0$, $\delta_0$ being the Dirac delta, then the inequality $\|\operatorname{I}_\alpha [f]\|_{L_{d/(d-\alpha),1}}\lesssim \|f\|_{L_1}$ holds true for functions $f\in\mathcal{W}\cap L_1$ with a uniform constant; here $\operatorname{I}_\alpha$ is the Riesz potential of order $\alpha$ and $L_{p,1}$ is the Lorentz space. As particular cases, this result implies the inequality $\|\nabla^{m-1} f\|_{L_{d/(d-1),1}} \lesssim \|A f\|_{L_1}$, where $A$ is a cancelling elliptic differential operator of order $m$, and the inequality $\|\operatorname{I}_\alpha f\|_{L_{d/(d-\alpha),1}} \lesssim \|f\|_{L_1}$, where $f$ is a divergence free vector field. Bibliography: 59 titles.

Sobre autores

Dmitriy Stolyarov

Saint Petersburg State University; St. Petersburg Department of Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences

Email: d.m.stolyarov@spbu.ru
Candidate of physico-mathematical sciences, Associate professor

Bibliografia

  1. D. R. Adams, L. I. Hedberg, Function spaces and potential theory, Grundlehren Math. Wiss., 314, Springer-Verlag, Berlin, 1996, xii+366 pp.
  2. A. Alvino, “Sulla diseguaglianza di Sobolev in spazi di Lorentz”, Boll. Un. Mat. Ital. A (5), 14:1 (1977), 148–156
  3. A. Arroyo-Rabasa, G. De Philippis, J. Hirsch, F. Rindler, “Dimensional estimates and rectifiability for measures satisfying linear PDE constraints”, Geom. Funct. Anal., 29:3 (2019), 639–658
  4. R. Ayoush, D. M. Stolyarov, M. Wojciechowski, “Sobolev martingales”, Rev. Mat. Iberoam., 37:4 (2021), 1225–1246
  5. R. Ayoush, M. Wojciechowski, On dimension and regularity of bundle measures
  6. J. Bennett, A. Carbery, T. Tao, “On the multilinear restriction and Kakeya conjectures”, Acta Math., 196:2 (2006), 261–302
  7. О. В. Бесов, В. П. Ильин, “Теорема вложения для предельного показателя”, Матем. заметки, 6:2 (1969), 129–138
  8. О. В. Бесов, В. П. Ильин, С. М. Никольский, Интегральные представления функций и теоремы вложения, 2-е изд., перераб. и доп., Наука, М., 1996, 480 с.
  9. J. Bourgain, A Hardy inequality in Sobolev spaces, Vrije Univ., Brussels, 1981
  10. J. Bourgain, H. Brezis, “On the equation $operatorname{div} Y = f$ and application to control of phases”, J. Amer. Math. Soc., 16:2 (2003), 393–426
  11. J. Bourgain, H. Brezis, “New estimates for the Laplacian, the div–curl, and related Hodge systems”, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, 338:7 (2004), 539–543
  12. J. Bourgain, H. Brezis, “New estimates for elliptic equations and Hodge type systems”, J. Eur. Math. Soc. (JEMS), 9:2 (2007), 277–315
  13. J. Bourgain, H. Brezis, P. Mironescu, “$H^{1/2}$ maps with values into the circle: minimal connections, lifting, and the Ginzburg–Landau equation”, Publ. Math. Inst. Hautes Etudes Sci., 99 (2004), 1–115
  14. P. Bousquet, J. Van Schaftingen, “Hardy–Sobolev inequalities for vector fields and canceling linear differential operators”, Indiana Univ. Math. J., 63:5 (2014), 1419–1445
  15. S. Chanillo, J. Van Schaftingen, Po-Lam Yung, “Bourgain–Brezis inequalities on symmetric spaces of non-compact type”, J. Funct. Anal., 273:4 (2017), 1504–1547
  16. E. Gagliardo, “Ulteriori proprieta di alcune classi di funzioni in piu variabili”, Ricerche Mat., 8 (1959), 24–51
  17. F. Gmeineder, B. Raita, J. Van Schaftingen, “On limiting trace inequalities for vectorial differential operators”, Indiana Univ. Math. J., 70:5 (2021), 2133–2176
  18. L. Grafakos, Modern Fourier analysis, Grad. Texts in Math., 250, 2nd ed., Springer, New York, 2009, xvi+504 pp.
  19. G. H. Hardy, J. E. Littlewood, “Some new properties of Fourier constants”, Math. Ann., 97:1 (1927), 159–209
  20. F. Hernandez, D. Spector, Fractional integration and optimal estimates for elliptic systems
  21. S. Janson, “Characterizations of $H^1$ by singular integral transforms on martingales and $R^n$”, Math. Scand., 41:1 (1977), 140–152
  22. С. В. Кисляков, “Соболевские операторы вложения и неизоморфность некоторых банаховых пространств”, Функц. анализ и его прил., 9:4 (1975), 22–27
  23. С. В. Кисляков, Д. В. Максимов, “Одна теорема вложения с анизотропией для векторных полей”, Исследования по линейным операторам и теории функций. 45, Зап. науч. сем. ПОMИ, 456, ПОМИ, СПб., 2017, 114–124
  24. S. V. Kislyakov, D. V. Maximov, D. M. Stolyarov, “Differential expressions with mixed homogeneity and spaces of smooth functions they generate in arbitrary dimension”, J. Funct. Anal., 269:10 (2015), 3220–3263
  25. В. И. Коляда, “О вложении пространств Соболева”, Матем. заметки, 54:3 (1993), 48–71
  26. V. I. Kolyada, “Embedding theorems for Sobolev and Hardy–Sobolev spaces and estimates of Fourier transforms”, Ann. Mat. Pura Appl. (4), 198:2 (2019), 615–637
  27. L. Lanzani, E. M. Stein, “A note on div curl inequalities”, Math. Res. Lett., 12:1 (2005), 57–61
  28. J. Lindenstrauss, A. Pelczynski, “Absolutely summing operators in $mathscr L_p$-spaces and their applications”, Studia Math., 29:3 (1968), 275–326
  29. V. Maz'ya, “Bourgain–Brezis type inequality with explicit constants”, Interpolation theory and applications, Contemp. Math., 445, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 2007, 247–252
  30. V. Maz'ya, “Estimates for differential operators of vector analysis involving $L^1$-norm”, J. Eur. Math. Soc. (JEMS), 12:1 (2010), 221–240
  31. В. Г. Мазья, Пространства С. Л. Соболева, Изд-во Ленингр. ун-та, Л., 1985, 416 с.
  32. L. Nirenberg, “On ellipltic partial differential equations”, Ann. Scuola Norm. Sup. Pisa Cl. Sci. (3), 13:2 (1959), 115–162
  33. J. Peetre, New thoughts on Besov spaces, Duke Univ. Math. Ser., 1, Math. Department, Duke Univ., Durham, NC, 1976, vi+305 pp.
  34. A. Pelczynski, M. Wojciechowski, “Molecular decompositions and embedding theorems for vector-valued Sobolev spaces with gradient norm”, Studia Math., 107:1 (1993), 61–100
  35. S. Poornima, “An embedding theorem for the Sobolev space $W^{1,1}$”, Bull. Sci. Math. (2), 107:3 (1983), 253–259
  36. D. Preiss, “Geometry of measures in $mathbf R^n$: distribution, rectifiability, and densities”, Ann. of Math. (2), 125:3 (1987), 537–643
  37. B. Raiţă, $L^1$-estimates for constant rank operators
  38. M. Roginskaya, M. Wojciechowski, “Singularity of vector valued measures in terms of Fourier transform”, J. Fourier Anal. Appl., 12:2 (2006), 213–223
  39. J. Van Schaftingen, “Estimates for $L^1$-vector fields”, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, 339:3 (2004), 181–186
  40. J. Van Schaftingen, “A simple proof of an inequality of Bourgain, Brezis and Mironescu”, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, 338:1 (2004), 23–26
  41. J. Van Schaftingen, “Limiting fractional and Lorentz space estimates of differential forms”, Proc. Amer. Math. Soc., 138:1 (2010), 235–240
  42. J. Van Schaftingen, “Limiting Sobolev inequalities for vector fields and canceling linear differential operators”, J. Eur. Math. Soc. (JEMS), 15:3 (2013), 877–921
  43. J. Van Schaftingen, “Limiting Bourgain–Brezis estimates for systems of linear differential equations: theme and variations”, J. Fixed Point Theory Appl., 15:2 (2014), 273–297
  44. С. К. Смирнов, “Разложение соленоидальных векторных зарядов на элементарные соленоиды и структура нормальных одномерных потоков”, Алгебра и анализ, 5:4 (1993), 206–238
  45. С. Соболев, “Об одной теореме функционального анализа”, Матем. сб., 4(46):3 (1938), 471–497
  46. В. А. Солонников, “О некоторых неравенствах для функций из классов $vec W_{p}(R^n)$”, Краевые задачи математической физики и смежные вопросы теории функций. 6, Зап. науч. сем. ЛОМИ, 27, Изд-во «Наука», Ленинград. отд., Л., 1972, 194–210
  47. D. Spector, “New directions in harmonic analysis on $L^1$”, Nonlinear Anal., 192 (2020), 111685, 20 pp.
  48. D. Spector, “An optimal Sobolev embedding for $L^1$”, J. Funct. Anal., 279:3 (2020), 108559, 26 pp.
  49. D. Spector, J. Van Schaftingen, “Optimal embeddings into Lorentz spaces for some vector differential operators via Gagliardo's lemma”, Atti Accad. Naz. Lincei Rend. Lincei Mat. Appl., 30:3 (2019), 413–436
  50. И. Стейн, Сингулярные интегралы и дифференциальные свойства функций, Мир, М., 1973, 342 с.
  51. D. Stolyarov, Dimension estimates for vectorial measures with restricted spectrum
  52. D. Stolyarov, Hardy–Littlewood–Sobolev inequality for $p=1$
  53. Д. М. Столяров, “Слабо сокращающие операторы и сингулярные интегралы”, Труды МИАН, 312, Функциональные пространства, теория приближений и смежные вопросы анализа. Сборник статей. К 115-летию со дня рождения академика Сергея Михайловича Никольского (2021), 259–271
  54. D. M. Stolyarov, M. Wojciechowski, “Dimension of gradient measures”, C. R. Math. Acad. Sci. Paris, 352:10 (2014), 791–795
  55. M. J. Strauss, “Variations of Korn's and Sobolev's equalities”, Partial differential equations (Univ. California, Berkeley, CA, 1971), Proc. Sympos. Pure Math., 23, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 1973, 207–214
  56. T. Tao, Uchiyama's constructive proof of the Fefferman–Stein decomposition, 2007
  57. T. Tao, Symmetric functions in a fractional number of variables, and the multilinear Kakeya conjecture, 2019
  58. L. Tartar, “Imbedding theorems of Sobolev spaces into Lorentz spaces”, Boll. Unione Mat. Ital. Sez. B Artic. Ric. Mat. (8), 1:3 (1998), 479–500
  59. A. Uchiyama, “A constructive proof of the Fefferman–Stein decomposition of $operatorname{BMO}(mathbf R^n)$”, Acta Math., 148 (1982), 215–241

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Declaração de direitos autorais © Stolyarov D.M., 2022

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».