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如何比較Besov 空間與Sobolev 空間?


謝邀: Besov有homo和inhomo兩種,我們就談常說的後者。今天被點贊的時候,我發現自己沒給一個direct answer,那就給吧:

首先是包含關係:

然後是實插入的關係:

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你問得模糊無比,而且這個問題很大,我給你指一條路,你按著這個路走比較好:要學好這個兩個空間,你要會調和分析,特別是dyadic decomposition(二進位分解)。確切的說,你要懂什麼是Littlewood–Paley分解。我先說一個「簡單通俗」的版本的吧(來自Adams 的Sobolev space)。

首先呢,我們可以找到所謂的dyadic decomposition,也就是一列的對稱光滑函數 psi_i 使得單位 1可以分解成它們的和,也就是 1sim sum psi_i ,其中 psi_i 的非零點只在某一個區域 (半徑2^i2^{i+2} 的區域)。然後,我們可以設每個 psi_i 的傅立葉變換的擬變換為 Psi ,也就是 mathcal{F}Psi_i=psi_i 。那麼我們有。然後我們對於 uin L^p ,我們定義一個「運算元」 T_ju=(2pi)^{-n/2}Psi_j*u .也就是說 T_ju 的傅立葉變換剛好是 psi_ihat{u} 的相乘,本質上來說就是把 u 按照頻率分解成很多不同的分段。根據Littlewood–Paley理論,我們可以知道

有趣的事情就是,sobolev空間可以刻畫為:

說白了就是收到了Littlewood–Paley的啟發,我們在每個「頻率空間」中加上權重後就能引導出sobolev空間。那麼,今天的主題是Besov空間,這個空間是怎麼刻畫的呢?它等價於

怎麼樣?很像吧?這就是它們的聯繫。當然了,由於篇幅所限,我只能先講這麼多了。剩下的自己去學習Littlewood–Paley理論和相關的知識把。

我推薦你也通過stein或者別的書學一點harmonic analysis的Littlewood–Paley理論,然後看Adams 的Sobolev space。最近,我在看的Fourier analysis and nonlinear PDEs (Hajer Bahouri等著),這本書說得更加現代和實用一點。

PS: (偏微分方程要學好分析功底要深,線性泛函分析,非線性泛函分析,凸分析,調和分析等等都得會一些,當然了,我個人其實可能過頭了,我特別喜歡分析)


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