Главная > КАМ-ТЕОРИЯ И ПРОБЛЕМЫ УСТОЙЧИВОСТИ(Ю. Мозер)
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

В приложении мы приведем доказательство леммы 5.5 и итерационное построение решения нелинейного уравнения (5.3), которое дает доказательство теоремы 5.1.

1. Доказательство леммы 5.3. Пусть λ=αr1,μ=βr1, где 1α+1β=1 и пусть
σjk=λ|jk|s|k|r+μ|jk|r|k|s[j]r,[k]=max(|k|,1).

Коэффициенты λ,μ выбраны так, что (x+y)rλxr+μyr для x,y0 и r1. Тогда по неравенству Шварца
|kxk|2k1σjk2rkσjk2rxk2r

для каждого j. Поскольку [j]r([k]+[jk])rλ[k]r+μ[jk]r, мы имеем
1σjkrλ[k]r+μ[jk]rλ[jk]s[k]r+μ[jk]r[k]s1[jk]s+1[k]s

и, таким образом,
k1σjk2rk4[k]2s=4Ss2

для любого j. Для немасштабированных соболевских норм мы получаем
ϕψr2=j[j]2r|kϕ^jkψ^k|2j[j]2r(k1σjk2r)(kσjk2r|ϕ^jk|2|ψ^k|2)42Ss2j,k(λ2[jk]2s[k]2r+μ2[jk]2r[k]2s)|ϕ^jk|2|ψ^k|2==42Ss2(λ2ϕs2ψr2+μ2ϕr2ψs2).

Этот результат для масштабированных соболевских норм доказывает лемму 5.3.

2. Доказательство леммы 5.4.

Лемма 8.1. Для целых r>n выполнено
ϕurcrϕr+n+1(1+uidr),

где u:T2nT2n такое, что uidHr(T2n).
Эта лемма следует из неравенства (2.4) в [19] и стандартной соболевской оценки.

В дальнейшем без оговорок будем считать, что rq>n — целые числа. Мы будем также писать Fr+1 вместо FF0r+1 для краткости. Наконец, для упрощения записи мы пишем X.. , если Xc(), где константа c зависит только от порядков норм, включенных в неравенство.

Напомним, что Pu=(C(F)FyC0)Au для u=1,2, где A1=A и A2=A¯.
Лемма 8.2. ЕслиFF0q+11, то
PuqCC0q+n+1+FF0q+1.

Кроме того, Pur1+γrFr+1 для rq, где γr=Cr+n+1.
ДоКАЗАТЕЛЬСТВО.
Мы имеем C(F)FyC0=(C(F)C0)Fy+C0(FyI). Поскольку C0 — постоянная матрица, мы можем применить лемму 8.1. Получим
C(F)FyC0q(CC0)(F)qFq+1+|C0|FF0q+1CC0q+n+1+FF0q+1

Вторая оценка следует из
C(F)FyrC(F)rFyq+C(F)qFyrC(F)r+γqFr+1γrFr+1.

Напомним, что Q=(I+P1)1P2 и G=(I+P1)1E. В дальнейшем символ « будет означать оценку с константами, которые зависят также от норм матрицы C.

Лемма 8.3. Если для некоторого q>n имеет место
Puqϑ1+ϑ,u=1,2

то Qqϑ. Более того, Qr1+Fr+1uGrEr+Fr+1Eq для rq.

ДоКАЗАТЕЛЬСТВо.
Записывая ряды Ньюмана (Neumann) для (I+P1)1 и используя свойство банаховой алгебры, мы получим
(I+P1)1q11P1q1+ϑ,

следовательно, Qq(1+ϑ)P2qϑ. Для общей оценки заметим, что (IP1)1r1+P1r1+Fr+1 по лемме 8.1 и лемме 8.2. Следовательно,
Gr(I+P1)1qEr+(I+P1)1rEqEr+(1+Fr+1)EqEr+Fr+1Eq.

То же самое выполняется для Qr.

Лемма 8.4. В предположениях леммы 8.3 с константой ϑ14 решение Z системы (5.19) существует и удовлетворяет неравенству ZrEr+Fr+1Eq для rq.

ДоКАЗАТЕЛЬСТВо.

По лемме 5.4 и предыдущей лемме
ZrGr+QrGqEr+Fr+1Eq+(1+Fr+1)EqEr+Fr+1E|q.

ДоКАЗаТЕЛЬСТВо ЛЕМмЫ 5.5.
По лемме 8.2 мы можем зафиксировать q>n+τ и ϑ<14 и выбрать δ настолько малым, что выполнено условие малости в лемме 8.3. Таким образом, можно применить две предыдущие леммы. Мы можем

определить F^=Fy(V+R), где R=[Fy]1[FyV]. Применяя неравенство Шварца к среднему значению, получим
|R||[Fy]1||[FyV]|F1V01FF01V0.

Следовательно, V+RsVs для всех s0. Мы уже заметили в разделе 5, что Vrτ+|α^|Zr. Поскольку qτ>n и rq, мы получим
F^rτFyqτV+Rrτ+FyrτV+RqτVrτ+Fr+1VqτZr+Fr+1ZqEr+Fr+1Eq

по лемме 8.4. Оценка для (yE)Vrτ доказывается аналогично.
3. Следующее приближение. Для заданных оценок для линеаризованного уравнения существуют стандартная процедура в теории малых знаменателей и обобщенные теоремы о неявной функции, которые позволяют построить решение нелинейной задачи и показать его локальную единственность. Для полноты повествования и для удобства читателя мы предложим способ действия в этом частном случае.

Для нормированного решения F^,α^ уравнения (5.21) определим следующее приближение
F+=F+SNF^,α+=α+α^

к нулю функционала E, где SN определено в (5.22) и N выбрано соответствующим образом.

Лемма 8.5. Если CC0q+n+1+FF0q+1<δ, где δ достаточно малое и |E(F,α)q+|αα0∣⩽1, то следующее приближение F+,α+является вполне определенным и удовлетворяет
F+Fr+1Nrq+τ+1Eq,|α+α|Eq
 для rquE(F+,α+)qNs(1+Fq+s+τ+2)++Fq+s+τ+2λEq2λ+N2r+2Eq2
 для s0, где λ=q+τs+τ+1

Перед тем как представить доказательство, мы соберем несколько общих оценок. Первая из них показывает, что E — это смягченный (tamed) функционал, в смысле [10]: если FF0q+1+|αα0|1, то
E(F,α)r1+Fr+1,E(F,α)(V)rFr+1Vq+1+Vr+1,E(F,α)(V,W)rFr+1Vq+1Wq+1++Vq+1Wr+1+Vr+1Wq+1

для rq. Первая оценка следует из определения, вторая — из (5.9), последняя — из стандартных вычислений.

Сглаживающий оператор SN, определенный в (5.22), удовлетворяет соотношениям
SNϕϕsNsrϕr,sr,SNϕsNsrϕr,sr

для N1, проверяется непосредственно. Наконец, мы имеем логарифмическую выпуклость соболевских норм:
ϕλr+(1λ)sϕrλϕs1λ

для r,s>n и 0λ1. Для доказательства запишем ϕt ϕSNϕt+SNϕt, где t=λr+(1λ)s, применим сглаживающие оценки и определим минимум правой части по N.

ДоКАЗАТЕЛЬСТВО ЛЕММЫ 8.5.
Первая оценка вытекает из (8.2) и леммы 5.5, поскольку
F+Fr+1=SNF^r+1Nrq+τ+1F^qrNrq+τ+1Eq.

Используя формулу Тейлора с квадратичным остаточным членом R2=R2(F^,α^) и равенство (5.21), мы можем записать
E(F+,α+)=E(F,α)+E(F,α)F^+Eα(F,α)α^++E(F,α)(SNI)F^+R2==E(F,α)(SNI)F^+(yE)V+R2.

В первом члене смягченные оценки для E и (8.2) дают
E(F,α)(SNI)F^q(SNI)F^q+1NsF^q+s+1

и F^q+s+1Eq+s+τ+11+Fq+s+τ+2 по лемме 5.5. Во втором члене мы имеем из леммы 5.5, где r=q+τ, неравенство
(yE)VqEq+τEq+Fq+τ+1Eq2.

Из (8.3) и смягченных оценок вытекает
Eq+τEq1λ||Eq+s+τ+1λEq1λ(1+Fq+s+τ+2)λ,Fq+τ+1Fq+11λFq+s+τ+2λFq+s+τ+2λ,

здесь λ такое же, как и в лемме. Из последних трех неравенств получаем
(yE)Vq(1+Fq+s+τ+2)λEq2λ.

Квадратичный остаточный член R2 оценивается стандартным образом. Он дает третий вклад N2τ+2Eq2 в неравенство (8.0).
4. Итерационный процесс. Мы не будем давать детальных оценок, укажем лишь как получить сходящуюся итерационную схему. Положим
Fu+1=Fu+SNuF^u,αu+1=αu+α^u,

где F0=F0,α0=α0. Выберем параметры N0,κ и w так, что N01, 1<κ<2,w>2τ+2. Положим
Nu=N0κu.

Покажем по индукции, что
EuqNuw,Fu+1Fur+1Nurqa,rq,

где Eu=E(Fu,αu) и a=τ+1.
Для u=0 мы имеем
E0q|α0|CC0q.

Таким образом, достаточно предположить, что CC0q мало, отсюда, применяя лемму 8.5, мы получим F1 вместе с оценкой F1F0.

Чтобы продолжить итерационный процесс, мы, во-первых, должны удостовериться, что FuF0q+1 остается достаточно малым. По индукции, используя (8.5), мы получим
FuF0q+1μ=0u1Fμ+1Fμq+1μ=0NμaN0a,

а это можно сделать сколь угодно малым, потребовав, чтобы N0 было достаточно большим. Снова применяем лемму 8.5 и сразу получаем оценку Fu+1Fu. Остается оценить Eu+1.
Для этого мы используем грубую индуктивную оценку
FuF0q+s+τ+2Nu1s,

которая получается из (8.5) при r=q+s+a. Теперь, чтобы сделать каждую из трех компонент оценки Eu+1q в лемме 8.5 значительно меньше, чем Nu+1w=Nuκw=Nu1κ2w, нужно, чтобы
κ2w<(κ1)s2a,λs<(2κλ)κw,(2κ)w>2a.

Объединив первые два неравенства, получим
λs2κλ<κw<(κ1)s2aκ

Вспомним из леммы 8.5 , что λ=q+τs+a зависит от s и при s левая часть стремится к q+τ2κ, а правая часть стремится к бесконечности. Поэтому мы можем успешно выбрать
κ(1,2),w>2a2κ,q+τ(2κ)κ,

а затем s достаточно большое, чтобы все неравенства выполнялись. Наконец, выберем N0 достаточно большим, тогда итерационная схема сходится в Hq+1(T2n) к решению уравнения E(F,α)=0.

Чтобы доказать гладкость решения, надо показать, что Fu сходится в каждом пространстве Hr. Для этого нужно получить более общие оценки
EurcruNuw,Fu+1Fus+1cruNusra,sr.

Они аналогичны оценкам (8.4)-(8.5), где s и r заменяются на r и q соответственно и добавляется множитель cru. Для их доказательства показывается, во-первых, что в лемме 8.5 выполняются также более общие оценки
F+Fs+1Nsr+τ+1(Er+Fr+1Eq)

для sr и
E(F+,α+)rNs(1+Fr+s+τ+2)++Fr+s+τ+2λEr1λEq+N2τ+2ErEq.

Остальное доказывается так же, как и раньше с использованием уже установленных оценок (8.4)-(8.5). Это показывает, что последовательность Fu сходится в каждом пространстве Hr+1.

Наконец, мы укажем, как доказать локальную единственность. Предположим, что существует другое решение E(F,α)=0 в области FF0q+1+|αα0|<δ. Пусть
F=F+F~,α=α+α~,

где E(F,α)=0. По формуле Тейлора с квадратичным остаточным членом R2(F~,α~) мы имеем
E(F,α)=E(F,α)+E(F,α)F~+Eα(F,α)α~+R2,

следовательно, E(F,α)F~+Eα(F,α)α~+R2=0. Кроме того, поскольку E(F,α)=0, мы также имеем (yE)V~=0 для V~=Fy1F~ и поэтому
E(F,α)F~+Eα(F,α)α~+R2=(yE)V~.

К этому уравнению мы можем применить лемму 5.5 с R2 вместо E и получить оценку
F~qt+|α~|R2qF~q+12+|α~|2.

Из интерполяционных неравенств следует F~q+12F~qτμF~s2μ с μ=3/2 и с некоторым подходящим s. Поскольку F~s=FFs равномерно ограничено для локальных решений, используя оценки предыдущего параграфа и последнюю оценку, мы получим
F~qτ+|α~|F~s2μ||F~|qτμ+|α~|2(F~qτ+|α~|)μ,

или
1F~qτ+|α~|F~q+1+|α~|.

Это показывает, что в окрестности FF0q+1+|αα0|<δ, которая может быть выбрана меньше, чем исходная окрестность, решение уравнения E(F,α)=0 должно быть единственно.

Благодарности. Эта работа восходит к вопросу, поднятому Громовым, о комплексном аналоге результатов работы [19] о сохранении минимальных поверхностей коразмерности 1. Автор благодарит его за интересные обсуждения этой темы. Особую благодарность автор выражает B. Бангерту (V.Bangert), который предложил свое превосходное доказательство теоремы 7.1. В ходе этой работы автор извлек много полезного из содержательных дискуссий с Д. Бернсом (D. Burns), К. Фефферманом (C.Fefferman), P.Нарасимханом (R.Narasimhan), C. Вебстером (S. Webster) и З. Й (R.Ye). За помощь в подготовке рукописи автор благодарит С. Куксина и Ю. Пёшеля. Существенное упрощение техники оценивания принадлежит Пёшелю, эти оценки включены в пятый раздел и в приложение.

1
Оглавление
email@scask.ru