Пространства Соболева (теоремы вложения). Павлова М.Ф - 119 стр.

UptoLike

Рубрика: 

§ 6. Прямые и обратные теоремы о следах 121
к оператору следа на R
n
+
= R
n1
. Пусть v произвольная функция из
W
11/p
p
(Ω), тогда θ
j
v W
11/p
p
(R
n1
). Положим w
j
=
b
Πθ
j
v W
1
p
(R
n
+
)
и определим на функцию
u
j
(x) =
(
ω
j
(x)w
j
j
(x)), если x U
j
T
,
0, если x / U
j
T
.
Ясно, что функция u
j
W
1
p
(Ω) и непрерывно зависит от v W
11/p
p
(Ω).
Таким образом, линейный оператор Π, определяемый формулой
Πv =
N
X
j=1
u
j
,
непрерывен из W
11/p
p
(Ω) в W
1
p
(Ω). В силу того, что функции {ω
j
}
образуют разбиение единицы на , подчиненное покрытию {U
j
}, имеем
Υ Π v = v для всех v W
11/p
p
(Ω). Теорема доказана.
Доказанная теорема имеет фундаментальное значение в приложе-
ниях пространств Соболева к уравнениям в частных производных. Она
дает полное описание класса следов функций из пространства W
1
p
(Ω).
Заключительные замечания к главе.
1) Мы ограничились случаем 0 < s < 1 исключительно в целях
упрощения изложения. Нет никаких принципиальных по сравнению с
рассмотренным случаем трудностей для построения теории для произ-
вольных вещественных s > 0.
2) Используя другие полугруппы, отличные от полугруппы сдвигов,
можно построить различные эквивалентные нормировки пространств
Соболева дробного порядка, как это было сделано в параграфе 4.
3) Имеются важные с точки зрения приложений обобщения теоре-
мы о следах. Одно из обобщений связано с усложнением геометрии об-
ласти. Например, в случае кусочно-гладкой границы без нулевых углов
для корректного определения пространства W
s
p
(Ω) необходимо вводить
некоторые условия "склейки" в стыках гладких кусков.
4) Оператор восстановления функции по ее следу можно строить та-
ким образом, чтобы для заданного малого δ > 0 носитель восстановлен-
ной функции содержался в δ-окрестности носителя ее следа. Это упроща-
§ 6. Прямые и обратные теоремы о следах                                    121


                          n
к оператору следа на ∂R+     = Rn−1 . Пусть v — произвольная функция из
  1−1/p                       1−1/p                        b j v ∈ Wp1 (R+
Wp      (∂Ω), тогда θj v ∈ Wp       (Rn−1 ). Положим wj = Πθ             n
                                                                           )
и определим на Ω функцию
                       (                                 T
                         ωj (x)wj (Φj (x)), если x ∈ Uj Ω,
              uj (x) =                                   T
                                 0,           если x ∈
                                                     / Uj Ω.
                                                                 1−1/p
Ясно, что функция uj ∈ Wp1 (Ω) и непрерывно зависит от v ∈ Wp            (∂Ω).
Таким образом, линейный оператор Π, определяемый формулой
                                       N
                                       X
                                Πv =         uj ,
                                       j=1

                   1−1/p
непрерывен из Wp      (∂Ω) в Wp1 (Ω). В силу того, что функции {ωj }
образуют разбиение единицы на ∂Ω, подчиненное покрытию {Uj }, имеем
                        1−1/p
Υ Π v = v для всех v ∈ Wp     (∂Ω). Теорема доказана.
   Доказанная теорема имеет фундаментальное значение в приложе-
ниях пространств Соболева к уравнениям в частных производных. Она
дает полное описание класса следов функций из пространства Wp1 (Ω).

   Заключительные замечания к главе.
   1) Мы ограничились случаем 0 < s < 1 исключительно в целях
упрощения изложения. Нет никаких принципиальных по сравнению с
рассмотренным случаем трудностей для построения теории для произ-
вольных вещественных s > 0.
   2) Используя другие полугруппы, отличные от полугруппы сдвигов,
можно построить различные эквивалентные нормировки пространств
Соболева дробного порядка, как это было сделано в параграфе 4.
   3) Имеются важные с точки зрения приложений обобщения теоре-
мы о следах. Одно из обобщений связано с усложнением геометрии об-
ласти. Например, в случае кусочно-гладкой границы без нулевых углов
для корректного определения пространства Wps (∂Ω) необходимо вводить
некоторые условия "склейки" в стыках гладких кусков.
   4) Оператор восстановления функции по ее следу можно строить та-
ким образом, чтобы для заданного малого δ > 0 носитель восстановлен-
ной функции содержался в δ-окрестности носителя ее следа. Это упроща-