Inégalité sur le tore

Bonjour,
Soit $h\in H^1(\mathbb T),$ où $\mathbb T:=\R/(2\pi \Z)$, on veut montrer qu'il existe $a<1$ tel que
$$\|h\|_{L^\infty} \leq a \|\partial_x h\|_{L^2} + b\|h\|_{L^2}.

$$ Si j'étais sur $\R$, j'aurais fait comme ça
\begin{align*}
\left| h\left( \varepsilon x\right) \right| ^{2}&=\left| \dfrac{1}{2\pi }\int \widehat{h}\left( \xi \right) e^{i\varepsilon x\xi }d\xi \right| ^{2}\\
&\leq \left| \int\ \left| \widehat{h}\left( \dfrac{\xi }{\varepsilon }\right) \right| \dfrac{d\xi }{2\pi \varepsilon } \ \right| ^{2}\\
&\leq \left( \int \left( 1+\left| \xi \right| ^{2}\right) \left| \widehat{h}\left(\dfrac{\xi}{\varepsilon}\right)
\right| ^{2}\dfrac{d\xi }{2\pi \varepsilon }\right) \cdot \left( \int \dfrac{1}{1+\xi ^{2}}\dfrac{d\xi }{2\pi \varepsilon}\right)\\
&=\dfrac{1}{2\varepsilon }\int \left| \widehat{h}\left( \dfrac{\xi }{\varepsilon }\right) \right| ^{2}\dfrac{d\xi }{2\pi \varepsilon }+\dfrac{1}{2\varepsilon }\int \left| \xi \right| ^{2}\left| \widehat{h}\left( \dfrac{\xi }{\varepsilon }\right) \right| ^{2}\dfrac{d\xi }{2\pi \varepsilon }\\
&=\dfrac{1}{2\varepsilon }\left\| h\right\| _{L^{2}}^{2}+\dfrac{\varepsilon }{2}\left\| \partial_x h\right\| _{L^{2}}^{2}

\end{align*} Existe-t-il une méthode proche de celle-là pour démontrer le résultat sur le cercle au lieu de $\R$ ? Et sinon, on procède comment ?

Merci d'avance !

Réponses

  • Dans le cas $\R$, tu compliques pour rien car tu as l'injection de Sobolev $H^1(\mathbb{R})\hookrightarrow L^\infty(\mathbb{R})$ qui te donne $\Vert h\Vert_{L^\infty}\leq \Vert h\Vert_{H^1}.$

    Dans le cas du tore je ne connais pas une référence
    Le 😄 Farceur


  • Je veux que $a$ défini plus haut soit strictement plus petit que 1, c'est pour cela que j'ai fait toute cette démonstration.
  • Tu ne vois pas comment de
    $\|h\|_{L^\infty} \leq \|h\|_{L^2} +\| h'\|_{L^2}$
    on déduit que
    $\|h\|_{L^\infty} \leq a \|h\|_{L^2} + \frac 1a \| h'\|_{L^2}$ pour tout $a>0 $?
    Le 😄 Farceur


  • Ah je n'avais pas remarqué ceci... Je pense qu'en prenant à la place du $ h,\ h_a= h(\frac{1}{a} \cdot)$ ça devrait se faire.

    Et d'ailleurs c'est ce que j'ai fait plus haut, c'est que j'ai en quelque sorte repris la démonstration de l'injection de Sobolev, mais en ajustant la paramétrisation...
  • (tu). De préférence, Tu prends $h_a (x)=h (\frac {x}{a^2}) $ pour tomber sur tes pieds.
    Le 😄 Farceur


  • Ok merci ! Et si quelqu'un a une démonstration pour le cas du tore $\mathbb T$ je suis encore preneur !
  • Comme j' ai dit plus haut, c'est une question de bibliographie, les injections de [large]S[/large]obolev se font aussi sur des variétés.

    [Sergueï Sobolev (1908-1989) prend toujours une majuscule. AD]
    Le 😄 Farceur


  • Je vois. Merci.
  • Amusement,

    quand j'avais écrit que $\Vert h\Vert_{L^\infty}\leq \Vert h\Vert_{H^1}$ au lieu de $\Vert h\Vert_{L^\infty}\leq c\Vert h\Vert_{H^1}$ (c>0) , est ce que c’était une coquille de ma part ou non ?
    Le 😄 Farceur


  • Si, il y a bien une constante. Mais avant que vous me posiez la question je n'avais pas remarqué que vous l'aviez oubliée car en générale, j'utilise ce genre d'inégalité $\lesssim$ et j'oublie tout le temps les constantes (:P).
    D'ailleurs, le calcul plus haut montre qu'il y a bien une constante (si on oublie les $\varepsilon$), mais après je ne connais pas la constante optimale...
    Si on traite les injections de Sobolev sur un ouvert borné, je pense que la constante peut également dépendre de la taille de l'ouvert en question.
  • Non!, ce n' était pas une coquille :-), c'était délibéré. Car en écrivant mon message, j' ai vu une preuve directe par densité qui montre l'inégalité avec la constante 1
    Le 😄 Farceur


  • OK. ;-)
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