Un rezultat de descompunere pentru o clasa de distributii omogene

Σχετικά έγγραφα
Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

Curs 4 Serii de numere reale

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Curs 1 Şiruri de numere reale

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

Curs 2 Şiruri de numere reale

Integrala nedefinită (primitive)

Lucrare. Varianta aprilie I 1 Definiţi noţiunile de număr prim şi număr ireductibil. Soluţie. Vezi Curs 6 Definiţiile 1 şi 2. sau p b.

O generalizare a unei probleme de algebră dată la Olimpiada de Matematică, faza judeţeană, 2013

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

1.3 Baza a unui spaţiu vectorial. Dimensiune

Spatii liniare. Exemple Subspaţiu liniar Acoperire (înfăşurătoare) liniară. Mulţime infinită liniar independentă

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

Funcţii Ciudate. Beniamin Bogoşel

SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

f(x) = l 0. Atunci f are local semnul lui l, adică, U 0 V(x 0 ) astfel încât sgnf(x) = sgnl, x U 0 D\{x 0 }. < f(x) < l +

Criterii de comutativitate a grupurilor

CURS 11: ALGEBRĂ Spaţii liniare euclidiene. Produs scalar real. Spaţiu euclidian. Produs scalar complex. Spaţiu unitar. Noţiunea de normă.

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

z a + c 0 + c 1 (z a)

SEMINAR TRANSFORMAREA FOURIER. 1. Probleme

1. Sisteme de ecuaţii liniare Definiţia 1.1. Fie K un corp comutativ. 1) Prin sistem de m ecuaţii liniare cu n necunoscute X 1,...

8 Intervale de încredere

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Capitolul 4 PROPRIETĂŢI TOPOLOGICE ŞI DE NUMĂRARE ALE LUI R. 4.1 Proprietăţi topologice ale lui R Puncte de acumulare

riptografie şi Securitate

Principiul Inductiei Matematice.

Criptosisteme cu cheie publică III

Algebră liniară CAPITOLUL 3

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Spaţii vectoriale. Definiţia 1.1. Fie (K, +, ) un corp şi (V, +) un grup abelian.

Subiecte Clasa a VIII-a

2.1 Sfera. (EGS) ecuaţie care poartă denumirea de ecuaţia generală asferei. (EGS) reprezintă osferă cu centrul în punctul. 2 + p 2

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

Capitolul 3. Serii Fourier. a unei funcţii periodice de perioadă Dezvoltarea în serie Fourier

J F (ρ, ϕ, θ) = cos ϕ ρ sin ϕ 0. Teoremă (a diferenţiabilităţii compuse) (legea lanţului) Fie F : D deschis

Capitolul 2. Integrala stochastică

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Pseudoinversă şi inversă generalizată ale unei aplicaţii liniare

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

Geometrie afină. Conf. Univ. Dr. Cornel Pintea

Teorema lui Peano de existenţă

Concurs MATE-INFO UBB, 25 martie 2018 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

1.7 Mişcarea Browniană

CURS 5 Spaţii liniare. Spaţiul liniar R n

Subiecte Clasa a VII-a

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

Rădăcini primitive modulo n

* K. toate K. circuitului. portile. Considerând această sumă pentru toate rezistoarele 2. = sl I K I K. toate rez. Pentru o bobină: U * toate I K K 1

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

3 FUNCTII CONTINUE Noţiuni teoretice şi rezultate fundamentale Spaţiul euclidian R p. Pentru p N *, p 2 fixat, se defineşte R

Transformata Laplace

Integrale cu parametru

CURS VII-IX. Capitolul IV: Funcţii derivabile. Derivate şi diferenţiale. 1 Derivata unei funcţii. Interpretarea geometrică.

2.9 Forme biafine Forme pătratice afine. Aducerea la forma canonică Centre de simetrie Varietăţi pătratice...

Varietăţi algebrice. 1.1 Definiţia spaţiului proiectiv şi primele proprietăţi

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

Ecuatii trigonometrice

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Algebră liniară CAPITOLUL 1

Examen AG. Student:... Grupa:... ianuarie 2011

Ecuatii exponentiale. Ecuatia ce contine variabila necunoscuta la exponentul puterii se numeste ecuatie exponentiala. a x = b, (1)

ELEMENTE DE GEOMETRIA COMPUTAŢIONALĂ A CURBELOR Interpolare cu ajutorul funcţiilor polinomiale

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

MARCAREA REZISTOARELOR

Fişier template preliminar

Vectori liberi Produs scalar Produs vectorial Produsul mixt. 1 Vectori liberi. 2 Produs scalar. 3 Produs vectorial. 4 Produsul mixt.

Metode de demonstraţie pentru teorema de completitutine - studiu comparativ -

Matrice. Determinanti. Sisteme liniare

Seminar Algebra. det(a λi 3 ) = 0

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

CURS XI XII SINTEZĂ. 1 Algebra vectorială a vectorilor liberi

Sisteme de ecuaţii diferenţiale

Seminariile Capitolul IX. Integrale curbilinii

CURS METODA OPERAŢIONALĂ DE INTEGRARE A ECUAŢIILOR CU DERIVATE PARŢIALE DE ORDIN II

Geometrie computationala 2. Preliminarii geometrice

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Puncte de extrem pentru funcţii reale de mai multe variabile reale.

Transcript:

Un rezultat de descompunere pentru o clasa de distributii omogene Ingrid Beltiţă si Anders Melin Raport pentru contractul CEx-18 MDDS, faza octombrie 27 Introducere Consideram operatorii Schrödinger H v = v, unde v L q comp(r n ), q > n. In acest caz, operatorii de unda W ± = lim e t ± eithv ith exista si sunt completi completi si se poate defini matricea de scattering. Transformarea de backscattering v Bv pe care o consideram este, in afara unui termen neted dat de functiile proprii ale operatorului H v, transformata Fourier a partii antidiagonale a matricii de scattering (datele de backscattering). Atunci, daca v C (R n ), aplicatia λ B(λv) C (R n ) este intreaga analitica si exista operatorii N-liniari B N definiti pe C (R n ) cu valori in C (R n ) astfel incat B(λv) = λ N B N (v), 1 unde B N (v) = B N (v,, v). S-a aratat ca B N v este mult mai regulat decat v in cazul in care N este mare ([M3]). Mai precis, daca n 3 este impar, q > n, k N, atunci exista N suficient de mare, depinzand doar de n, q si k astfel incat daca Ω 1, Ω 2 sunt multimi deschise in R N, exista C = C(k, Ω 1, Ω 2, q) astfel incat k B N v L2 (Ω 1) C N v N L q/n!, pentru orice v L q cu supp v Ω 2 si pentru orice N N. Ramane deci de studiat ce se intampla cu termenii de ordin N mic, si de asemenea pentru v care nu are neaparat suport compact. Ne propunem sa stabilim estimari in spatii L 2 -Sobolev cu pondere pentru B N in dimensiuni impare arbitrare, iar dupa cum arata teorema de mai sus, un bun inceput este studiul termenilor de ordin mic. Cazul N = 2 face obiectul unui alt articol. Prezentul proiect isi propune obtinerea unor estimari in cazul N = 3. Fie E(y, z) = 4 1 (iπ) 1 n δ (n 2) ( y 2 z 2 ) solutia unica a operatorului ultra-hiperbolic y z care satisface: E(y, z) = E(z, y), iar E(y, z) este invarianta la rotatii separat in ambele variabile (a se vedea Corollary 1.2 of [M4]). 1

Pentru 1 j < k 3 definim E (j,k) (x 1, x 2, x 3 ) = E 2 (x j, x k ) δ(x l ), unde {j, k, l} = {1, 2, 3}. Cum E 2 (x, y) este suportata pe multimea unde x = y se vede ca putem defini: E 3 = E (1,2) (E (1,3) E (2,3) ). Aceasta este o distributie omogena de ordin 3n + 4 cu suportul in multimea {(x 1, x 2, x 3 ) x 3 = x 1 + x 2 }. Se poate atunci arata ca (B 3 v)(x) = E 3 (x 1, x 2, x 3 )v(x 1 2 (x 1 + x 2 + x 3 )) v(x 1 2 ( x 1 + x 2 + x 3 ))v(x 1 2 (x 1 x 2 + x 3 )) dx 1 dx 2 dx 3 cand v C (R n ), unde integrala este interpretata in sensul distributiilor. Prezentul raport prezinta rezultate de teoria distributiilor care sunt utilizate pentru a studia in detaliu distributia E 3. In prima sectiune este introdusa o clasa de distributii pentru care se demonstreaza un rezultat de uniciate care generalizeaza intr-un anumit sens distributiile omogene. Mai precis, daca X este o submultime din R m care este o reuniune de subspatii ale lui R m, este introdusa o conditie de regularitate in raport cu aceasta multime X astfel incat o distribuite definita pe R m \X care satisface aceasta conditie se poate extinde in mod unic la R m. Un caz particular il constituie X = {} si distributiile omogene de ordin a > m. Al doilea rezultat continut in acest raport este o descompunere a unei clase de distributii omogene intr-o integrala de distributii ale caror suport poate fi controlat cu usurinta. Acesta este un pas tehnic in demonstrarea estimarilor in spatii Sobolev cu pondere, care inlocuieste o buna partitie a unitatii, si care permite controlul cresterilor in timp ce sunt estimate singularitatile. Primul rezultat prezentat mai sus arata ca distribuitia E 3 este o combinatie liniara de forma ϑ j 3 ( x 1 k+1 n x 2 l+1 n x 3 k l Y 1 ( x 3 x 1 x 2 ) (.1) unde j k + l + (n 1)/2, k, l (n 1)/2 Y 1 (s) = s cand s si Y 1 (s) = cand s <, iar ϑ 3 = x 3, x3. Descompunerea prezentata in sectiunea 3 permite obtinerea unei forme mai simple pentru partea din B 3 v corespunzatoare fiecarui termen din (.1). Cateva notatii. Fie n 2 intreg. Notam si definim Ṙ n = R n \ Ω = Ṙn Ṙn Ṙn. Vom folosi de asemenea notatia x = (x 1, x 2, x 3 ) R 3n unde x j R n, j = 1, 2, 3, si ˆx = x/ x cand x R n. De asemenea ϑ = x, x, iar eventualii indici arata variabila in care este aplicat acest operator. 2

1 Un rezultat de unicitate pentru distributii Fie V un spatiu liniar real m-dimensional impreuna cu o submultime X V care este o reuniune finita de subspatii. Vom introduce o conditie pentru u D (V ) astfel incat u este unic determinata de restrictia sa la V \ X. O situatie tipica este aceea cand V = R m si X = {}. Atunci, daca u este omogena de grad a, unde a nu este un intreg m, stim ca u este unic determinata de restrictia sa la V \ X. Un subspatiu liniar Y continut in X se numeste maximal pentru X daca Y nu este continut strict in nici un alt subspatiu liniar propriu al lui X. in X. Fie X 1,..., X N subspatiile liniare maximale ale lui V. (Daca X este reuniunea finita ale subspatiilor liniare Y k atunci subspatiile X j se gasesc printre Y k. Aceasta deoarece orice subpatiu liniar Y continut in X satisface Y = k (Y Y k ) deci Y trebuie sa fie continut intr-un Y k pentru un anume k.) Daca L este un camp vectorial pe V, spunem ca L este tangential la X daca L(v) ia valori in X j ori de cate ori v X j. Daca L este neted aceasta conditie nu inseamna altceva decat ca L este tangential, in sensul obisnuit, la orice v V pentru care X este o subvarietate neteda a lui V intr-o vecinatate a lui v. Spatiul L(V ) al aplicatiilor liniare pe V poate fi vazut ca spatiul campurilor vectoriale pe V ale caror coeficienti sunt forme liniare pe V. Daca A L(V ) este privit ca operator diferential si f C (V ), avem Af(v) = d dt f(v + tav) t=. Observam ca A L(V ) este tangential la X daca si numai daca subspatiile X j sunt subspatii invariante pentru A. Spatiul acestor A L(V ) este notat L X (V ). Consideram A X (V ) subalgebra algebrei Weyl A(V ) generata de 1 si L X (V ). Fie Π j : V V/X j proiectiile canonice si D j imaginea lui C (V/X j ) prin aplicatia f f Π j. Notam cu C(X) (V ) (sau D X (V )) subinelul fara unitate al lui C (V ) generat de D j. Intrucat aplicatiile Π j sunt liniare, rezulta ca spatiile D j, si deci si C (X) (V ), sunt invariante la dilatari. Lema 1.1. Exista f C(X) (V ) and supp(g) V \ X astfel incat 1 = f + g. Mai mult, A X (V )C(X) (V ) C (X)(V ). Dem. Alegem χ j C (V/X j ) astfel incat χ j = 1 intr-o vecinatate a lui si definim f j = χ j Π j, g j = 1 f j. Atunci N 1 = (f j + g j ) = f + g, 1 unde f C (X) (V ) iar g = g j are suport in complementara multimii X. Aceasta demonstreaza prima parte a lemei. Consideram A L X (V ). Daca A j : V/X j V/X j este aplicatia indusa de A, atunci Π j A = A j Π j, iar daca A si A j sunt priviti ca operatori diferenţiali, rezulta ca A(ϕ Π j ) = (A j ϕ) Π j cand ϕ C (V/X j ). Aceasta demonstreaza ca spaţiile D j sunt invariante la L X (V ), deci la A X (V ). Aplicari repetate ale formulei lui Leibniz arata atunci ca D X (V ) este invariant la A X (V ). Definitie. O distributie u D (V ) se numeste X-regulata (in origine) daca pentru orie f D X (V ) avem ca f(v/ε)u in D (V ) cand ε. 3

Lema 1.2. Daca u D (V ) este X-regulata in origine, atunci Qu este de asemenea X regulata in origine pentru orice Q A X (V ). In plus, daca u L 1 loc (V ), atunci u este X-regulata in origine. Dem. Notam f ε (v) = f(v/ε) pentru f C (V ) si observam ca (Af) ε = Af ε, unde A L(V ) este din nou privit ca operator diferential. Presupunem ca f D (X) (V ), A L X (V ) si scriem f ε (Au) = A(f ε u) (Af) ε u, unde u D (V ) este X-regulata in origine. Intrucat Af D (X) (V ), din lema 1.1 rezulta ca termenul din partea dreapta a egalitatii de mai sus tinde la in D (V ) cand ε. Deci Au este X-regulata in origine. Cum A X (V ) este generata de L X (V ), am demonstrat prima afirmatie din teorema. Cea de-a doua afirmatie rezulta din teorema Lebesgue de convergenta dominata, intrucat din f D X (V ) rezulta ca f este marginita si f(v/ε) a.p.t cand ε. Este usor de verificat ca daca X = {} iar u D (V ) este omogena de grad a > m, atunci u este X-regulata in origine. Pentru distributiile X-regulate putem demostra urmatorul rezultat de uniciate. Propozitie 1.3. Presupunem ca u D (V ) este X-regulata in origine si ca suportul sau este continut in X. Atunci u =. Dem. Vom folosi notatia din demostratia lemei precedente. Din lema 1.1 rezulta ca putem scrie 1 = f +g unde f D X (V ) si supp(g) V \ X. Atunci g ε u =, deci ceea ce incheie demonstratia. u = lim ε (f ε u + g ε u) = lim ε f ε u =, 2 O clasa de distributii omogene Consideram X = { x = (x 1, x 2, x 3 ) R n R n R n ; x 1 x 2 x 3 = }. (2.1) Atunci X este reuniunea subspatiilor X j = {x j = }, j = 1, 2, 3, care sunt subspatii maximale in X. Cu aceasta notatie avem Ω = (R n R n R n ) \ X. Pentru a 1, a 2, a 3 intregi si 1 p, notam prin Ha p 1,a 2,a 3 spatiul tuturor functiilor f(x 1, x 2, x 3 ) definite pe Ω astfel incat f este omogena de grad a j in variabila x j, j = 1, 2, 3, si f L p loc (Ω). Pentru µ intreg definim { Y (µ) Y + (x)x µ /( µ)! daca µ + (x) = δ (µ 1) (x) daca µ 1 si consideram u(x 1, x 2, x 3 ) = f(x 1, x 2, x 3 )Y (µ) (2.2) unde f H p a 1,a 2,a 3. In coordonate polare r j, ω j pentru x j distributia u are forma f(ω 1, ω 2, ω 3 )r a1+n 1 1 r a2+n 1 2 r a3+n 1 3 Y (µ) + (r 3 r 1 r 2 ), deci putem privi u ca si produsul tensorial al unei distributii in variabilele r j cu o distributie in variabilele ω j. Astfel u este bine definita pe Ω. 4

Lema 2.1. Presupunem ca a 1 + n >, a 2 + n >, a 1 + a 2 + a 3 + 3n > µ. (2.3) Atunci u se extinde in mod unic la o distributie X-regulata in R n R n R n. Dem. Unicitatea rezulta din propozitia 1.3. Presupunem intai ca µ. Intrucat r a1+n 1 1 r a2+n 1 2 r a3+n 1 3 (r 3 r 1 r 2 ) µ dr 1 dr 2 dr 3 r 1,r 2 r 3 R C 1 C 2 r 1,r 2 r 3 R R r a1+n 1 1 r a2+n 1 2 r a3+n 1 µ 3 dr 1 dr 2 dr 3 r a1+a2+a3+3n 1 µ 3 dr 3 C 3 R a1+a2+a3+3n µ cand R >, introducand coordonate polare si folosind omogeneitatea lui f, deducem ca u se extinde la o fuunctie local integrabila pe R n R n R n si deci la o distributie X-regulata. Pentru µ rationam prin inductie. Presupunem ca µ 1 si ca lema a fost demonstrata pentru valori mai mici ale lui µ. Scriem u = (ϑ 3 + 1 a 3 )w, unde w(x 1, x 2, x 3 ) = g(x 1, x 2, x 3 )Y (µ 1), si g(x 1, x 2, x 3 ) = f(x 1, x 2, x 3 )/ x 3 satisface aceleasi conditii de omogenitate ca si f cu a 3 si µ inlocuite de a 3 1 si µ 1. Din ipoteza de inductie rezulta ca w se extinde la o distribuite X-regulata w definita pe tot spatiul si ca ũ = (ϑ 3 + 1 c) w este extensia corespunzatoare a lui u. Aceasta extensie este X-regulata conform lemei 1.2. In ceea ce urmeaza, daca f H p a 1,a 2,a 3 si (2.3) este satisfacuta, vom nota f(x 1, x 2, x 3 )Y (µ) si extensia X-regulata a distributiei definita initial doar pe Ω. Definitie. Fie 1 p si µ, a 1, a 2, a 3 intregi astfel incat are loc (2.3). Spatiul Ha p,µ 1,a 2,a 3 toate distributiile in R n R n R n de forma unde f H p a 1,a 2,a 3. f(x 1, x 2, x 3 )Y (µ) consta din ca Presupunem ca µ, a j, b j, j = 1, 2, 3 sunt intregi si ca µ, b 1, b 2, b 3 satisfac (2.3). Presupunem in plus a 1 + b 1 + n >, a 2 + b 2 + n >, a 1 + a 2 + a 3 + b 1 + b 2 + b 3 + 3n > µ. 5

Fie 1 p, q astfel incat 1/p + 1/q = 1/r 1. Consideram u = g(x 1, x 2, x 3 )Y (µ) unde g H q b 1,b 2,b 3. Daca f Ha p 1,a 2,a 3 vom nota cu fu unica distributie X-regulata care este egala cu f(x 1, x 2, x 3 )g(x 1, x 2, x 3 )Y pe Ω. In acest mod obtinem o aplicatie biliniara Avem de asemenea si aplicatiile liniare Ha p 1,a 2,a 3 H q,µ b 1,b 2,b 3 H r,µ a 1+b 1,a 2+b 2,a 3+b 3. (2.4) ϑ k a k : Ha p,µ 1,a 2,a 3 H p,µ+1 b 1,b 2,b 3, b j = a j + δ jk. (2.5) 3 Tehnici de descompunere pentru distributii din H p,µ a 1,a 2,a 3 Lema 3.1. Exista Ψ C (R n R n ) astfel incat 1/2 x j 2 pe suportul acestei functii, Ψ(x 1, x 2 ) este invarianta la rotatii separat in x 1 si x 2 si Dem. Observam mai intai ca si Ψ( x 1 tθ, x 2 t(1 θ) ) dt t dθ θ(1 θ) = 1 cand x 1, x 2. (3.1) ( x 1 + x 2 )/2 t 2( x 1 + x 2 ), x 1 4( x 1 + x 2 ) θ 1 x 2 4( x 1 + x 2 ) pe suportul integrandului din (3.1). Deci pentru orice multime compacta K din Ṙn Ṙn exista o multime compacta K R + (, 1) astfel incat suportul integrandului din (3.1) este continut in K cand (x 1, x 2 ) K. Alegem o functie Ψ in C (Ṙn Ṙn ), Ψ, cu suportul continut in multimea pe care 1/2 x j 2 si asftel incat Ψ depinde doar de x 1 si x 2. Definim Φ(x 1, x 2 ) = t 1 Ψ (x 1 /t, x 2 /t) dt. Atunci Φ C ((R n R n ) \ ) este omogena de grad and x 1 /4 x 2 4 x 1 pe suportul acesteia. Astfel Φ(x 1, x 2 ) = h( x 1 / x 2 ) cand x 2, unde h C (R) este suportata in intervalul (1/4, 4). Presupunem acum ca x 1, x 2 si punem ρ = x 1 / x 2. Atunci = 1 h(ρ 1 θ dθ ) θ θ(1 θ) = = Astfel (3.1) este adevarata pentru Ψ = Ψ /c. Ψ ( x 1 tθ, x 2 t(1 θ) ) dt t 1 h(ρs) ds s = h(ρ(1/θ 1)) dθ θ(1 θ) h(s) ds s = c >. 1 d(1 1/θ) 1/θ 1 6

Presupunem a 1 + n >, a 2 + n >, a 1 + a 2 + a 3 + 3n > µ, (3.2) unde a 1, a 2, a 3 si µ sunt intregi. Consideram si fie Ψ C (R n R n ) o functie ca in lema precedenta. Definim cand t > si < θ < 1. u p>1 H p,µ a 1,a 2,a 3 (3.3) ũ t,θ (x 1, x 2, x 3 ) = t 1 θ 1 (1 θ) 1 Ψ( x 1 tθ, x 2 t(1 θ) )u(x 1, x 2, x 3 ) (3.4) Lema 3.2. Presupunem ca (3.2) si(3.3) sunt adevarate. Atunci exista p (1, ) si L, N nenegative astfel incat ũ t,θ = ϑ j 3ũt,θ,j, < t, < θ < 1, j L unde x 3 N ũ t,θ,j L p (R n R n R n ) si x 3 N ũ t,θ,j L p dt dθ <, j L. (3.5) Mai mult x 1 + x 2 x 3 pe suportul lui ũ t,θ,j. Dem. Avem u(x 1, x 2, x 3 ) = f(x 1, x 2, x 3 )Y (µ) unde f H p a 1,a 2,a 3. Putem presupune p suficient de aproape de 1 pentru a garanta ca n + pa 1 >, n + pa 2 >, 3n + p(a 1 + a 2 + a 3 ) > µ. (3.6) Vom folosi aceeasi litera C pentru a nota diferite constante care depind numai de u. Presupunem intai ca µ =. Atunci, eventual inlocuind p cu un numar mai mic, daca este necesar, putem presupune ca pa 3 + n. Atunci ũ t,θ este o functie local integrabila astfel incat ũ t,θ (x 1, x 2, x 3 ) Ct 1 θ 1 (1 θ) 1 χ( x 1 tθ )χ( x 2 t(1 θ) ) f(x 1, x 2, x 3 ) Y, unde χ desemneaza functia caracteristica a inelului 1/2 x 2. Alegem N > astfel incat Cum x 3 t/2 pe suportul lui ũ t,θ, rezulta ca N > a 3 + n, N > 3n + a 1 + a 2 + a 3. (3.7) x 3 N ũ t,θ p L p Ct p θ p (1 θ) p γ p (t, θ) x 3 pa3 x 3 pn dx 3, (3.8) x 3 >t/2 7

unde Daca t > 1, din (3.7) rezulta ca γ p (t, θ) = x 3 >t/2 x 1 pa1 x 2 pa2 χ( x 1 tθ )χ( x 2 t(1 θ) ) dx 1dx 2 C(tθ) n+pa1 (t(1 θ)) n+pa2. (3.9) x 3 pa3 x 3 pn dx 3 Ct p(a3 N)+n, (3.1) in timp ce daca t < 1 atunci Din (3.8) (3.1) se deduce ca x 3 >t/2 x 3 pn x 3 pa3 dx 3 C(1 + t pa3+n ). (3.11) x 3 N ũ t,θ L p Ct 1 θ 1 (1 θ) 1 (tθ) n/p+a1 (t(1 θ)) n/p+a2 t a3 N+n/p Aceasta inegalitate, impreuna cu (3.6) si (3.7), arata ca x 3 N ũ t,θ L p dt dθ <. (1, ) (,1) Daca t < 1 din (3.8), (3.9) si (3.11) rezulta ca x 3 N ũ t,θ L p Ct 1 θ 1 (1 θ) 1 (tθ) n/p+a1 (t(1 θ)) n/p+a2 (1 + t a3+n/p ), iar atunci (3.6) implica x 3 N ũ t,θ L p dt dθ <. (,1) (,1) Aceasta demonstreaza lema in cazul µ =. Daca µ <, u se poate scrie ca o combinatie liniara de distributii de forma u j,k,l = f j,k,l (x 1, x 2, x 3 )Y unde f j,k,l (x 1, x 2, x 3 ) = x 1 j x 2 k x 3 l f(x 1, x 2, x 3 ) iar j, k, l sunt intregi nenegativi satisfacand j + k + l = µ. Atunci u j,k,l H p, a 1+j,a 2+k,a 3+l, unde p poate fi ales arbitrar de aproape de 1. Intrucat a 1 + j + n >, a 2 + k + n >, a 1 + a 2 + a 3 + j + k + l + 3n > din prima parte a demonstratiei rezulta ca ũ t,θ satisface (3.5) daca N este destul de mare. 8

In final, consideram cazul µ >. Observam ca f(x 1, x 2, x 3 )Y = (ϑ 3 + 1 a 3 ) x 3 1 f(x 1, x 2, x 3 )Y (µ 1) daca f Ha p 1,a 2,a 3 si µ >. Aici am folosit faptul ca distributiile din ambii membrii ai egalitatii de mai sus sunt X-regulate. Avem asftel Ha p,µ 1,a 2,a 3 ϑ 3 H p,µ 1 a + 1,a 2,a 3 1 Hp,µ 1 a. 1,a 2,a 3 1 Cazul µ > se reduce la cazul µ = prin iterarea incluziunii de mai sus. Teorema 3.3. Presupunem ca (3.2), (3.3) sunt satisfacute si definim ũ t,θ prin (3.4), unde Ψ satisface conditiile lemei 3.1. Atunci ϕ, u = ϕ, ũ t,θ dt dθ, ϕ C (R n R n R n ). (3.12) Dem. Din lemm 3.2 rezulta ca integrala din partea dreapta a egalitatii (3.12) este o integrala convergenta si defineste o distributie U actionand pe φ. Din aceeasi lema este de asemenea clar ca putem scrie U = k L ϑk 3U k, unde U k sunt functii local integrabile. Rezulta (din lemma 1.2) ca U este X-regulata. Intrucat u este de asemena X-regulata, conform lemei 2.1, este suficiet sa demonstram ca ϕ, U = ϕ, u pentru ϕ suportata in Ω. Insa pentru astfel de ϕ avem ϕ, U = ϕ t,θ, u dt dθ, unde ϕ t,θ (x 1, x 2, x 3 ) = t 1 θ 1 (1 θ) 1 Ψ( x 1 tθ, x 2 t(1 θ) )ϕ(x 1, x 2, x 3 ). Ca o simpla consecinta a observatiilor de la inceputul demonstratiei lemei 3.1 vedem ca in integrala de mai sus putem integra intai in raport cu t si θ, iar apoi aplica distributia u. Teorema rezulta imediat tinand cont si de (3.1) Daca t > vom folosi notatia ϕ t (y) = ϕ(ty), cand ϕ L 1 loc (RM ), pentru un M >. Corolar 3.4. Fie a 1, a 2, a 3 si µ intregi satisfacand (3.2). Consideram u(x 1, x 2, x 3 ) = f(x 1, x 2, x 3 )Y (µ) unde f Ha p 1,a 2,a 3 pentru un p (1, ]. Atunci exista o functie ψ C (R n R n ) cu suportul in multimea unde 1/2 x j 2, j = 1, 2, si astfel incat ϕ, u = t 3n µ+a1+a2+a3 1 θ n+a1 1 (1 θ) n+a2 1 ϕ t, u(θ) dθ dt (3.13) pentru ϕ C (R n R n R n ). Aici u(θ) D (R n R n R n ) este definita prin ϕ, u(θ) = Y (µ) + ( x 3 θ x 1 (1 θ) x 2 ) x 3 a3 ψ(x 1, x 2 ) f(ˆx 1, ˆx 2, ˆx 3 )ϕ(θx 1, (1 θ)x 2, x 3 ) dx 1 dx 2 dx 3. (3.14) Integrala din (3.14) trebuie considerata in sensul distributiilor. 9

Dem. Corolarul rezulta imediat din teorema precedenta. Intr-adevar, pentru ϕ C (R n R n R n ) scriem ϕ, ũ t,θ = ϕ, ũ t,θ T t,θ T 1 t,θ, unde T t,θ (x 1, x 2, x 3 ) = (tθx 1, t(1 θ)x 2, tx 3 ). Astfel Observam intai ca Din omogeneitatea lui f si Y (µ) + rezulta ca ϕ, ũ t,θ = θ n (1 θ) n t 3n ϕ T t,θ, ũ t,θ T t,θ. (3.15) (ϕ T t,θ )(x 1, x 2, x 3 ) = ϕ t (θx 1, (1 θ)x 2, x 3 ). (ũ t,θ T t,θ )(x 1, x 2, x 3 ) = θ a1 1 (1 θ) a2 1 t a1+a2+a3 µ 1 ψ(x 1, x 2) x 3 a3 f(ˆx 1, ˆx 2, ˆx 3 )Y (µ) + ( x 3 θ x 1 (1 θ) x 2 ), unde ψ(x 1, x 2 ) = x 1 a1 x 2 a2 Ψ(x 1, x 2 ), iar Ψ este o functie ca in lema 3.1. Am obtinut astfel ca ϕ, ũ t,θ = t 3n µ+a1+a2+a3 1 θ n+a1 1 (1 θ) n+a2 1 ϕ t, u(θ), cu u(θ) ca (3.14). Aceasta incheie demonstratia corolarului. References [BM] [H1] [M4] [M3] I. Beltita, A. Melin, Multilinear integral singular operators in backscattering. In Proceedings of the Conference on Mathematical Modelling of Wave Phenomena 25, Växjö, AIP Conference Proceedings 834, pp. 225-233, 26. L. Hörmander, The analysis of linear partial differential operators I, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 183-1985. A. Melin, Some transforms in potential scattering in odd dimension. Contemporary Mathematics 344, 24, 13 134. A. Melin, Smoothness of higher order terms in backscattering. In Wave phenomena and asymptotic analysis, RIMS Kokyuroku 1315 (23), 43 51. 1