Введение
Математическое неравенство в теории пространств Соболева
В математике неравенство Пуанкаре — это результат в теории пространств Соболева, названный в честь французского математика Анри Пуанкаре. Неравенство позволяет получить оценки для функции, используя оценки её производных и геометрию области определения. Такие оценки имеют большое значение в современных прямых методах вариационного исчисления. Очень тесно связанным результатом является неравенство Фридриха.
In mathematics, the Poincaré inequality is a result in the theory of Sobolev spaces, named after the French mathematician Henri Poincaré. The inequality allows one to obtain bounds on a function using bounds on its derivatives and the geometry of its domain of definition. Such bounds are of great importance in the modern, direct methods of the calculus of variations. A very closely related result is Friedrichs' inequality.
Классическое неравенство Понкаре
Пусть p, такое что 1 ≤ p < ∞, и Ω – подмножество, ограниченное хотя бы в одном направлении. Тогда существует константа C, зависящая только от Ω и p, такая что для каждой функции u из пространства Соболева W₀¹,ᵖ(Ω) с нулевым следом (то есть равной нулю на границе),
Неравенство Понкаре на метрических пространствах
С 90-х годов появилось несколько плодотворных подходов к изучению функций Соболева на общих метрических пространствах с мерой (метрические пространства, снабженные мерой, которая часто согласуется с метрикой в определенных смыслах). Например, подход, основанный на "верхних градиентах", приводит к ньютоновскому пространству Соболева функций. Таким образом, уместно говорить, что пространство "удовлетворяет неравенству Пуанкаре". Оказывается, что вопрос о том, удовлетворяет ли пространство какому-либо неравенству Пуанкаре, и если да, то каков критический показатель, при котором это происходит, тесно связан с геометрией пространства. Например, пространство, удовлетворяющее неравенству Пуанкаре, должно быть связным. Действительно, между любой парой точек должна существовать кривая, длина которой сопоставима с расстоянием между этими точками. Были установлены гораздо более глубокие связи, например, через понятие модуля семейств кривых. Хорошим и относительно недавним источником является монография "Пространства Соболева на метрических пространствах с мерой, подход, основанный на верхних градиентах", написанная Хайноненом и др.