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Cómo probar que $x \rightarrow e^{1/x}$ no es una restricción de cualquier distribución real a $ \mathbb {R}_+$?

Este es un ejercicio 2.2 de Hormander, vol. Yo:

¿Existe una distribución $u$ $\mathbb{R}$ con la restricción $x \rightarrow e^{1/x}$ $\mathbb{R}_+$?

La respuesta, siempre en el libro, es "No". Estoy tratando de "cocinar" adecuada función de prueba(s) tal que $ \int \phi(x)e^{1/x} \leq C\sum_{\alpha \leq k} \sup\left|\partial^{\alpha}\phi\right|$ no $k$, y no estoy seguro de que en todo lo que la función(s) a tomar. ¿Cuál es la función adecuada? Hay un método general que con sólo derecho, funciones de prueba?

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Josh King Puntos 31

Siguiente Fedja la sugerencia, vamos a $\phi$ ser no negativo de la función de prueba admitidos en $(1,2)$ tal que $\phi=1$$(5/4,7/4)$. Para $b>0$, vamos a $\phi_{b}(x):=\phi(bx)$. Observar que

$$\int_{\mathbb{R}}\phi_{b}(x)e^{1/x}dx=b^{-1}\int_{\mathbb{R}}\phi(x)e^{b/x}dx,\qquad\forall b>0$$

Supongamos que hay una distribución $u\in\mathcal{D}'(\mathbb{R})$ orden $k$ cuya restricción a$\mathbb{R}^{+}$$e^{1/x}$:

$$\left|\langle{u,\psi}\rangle\right|\leq C\sum_{\alpha\leq k}\left\|\partial^{\alpha}\psi\right\|_{\infty},\qquad\forall\psi\in C_{c}^{\infty}(\mathbb{R})$$

y, en particular, $$\left|\langle{u,\phi_{b}}\rangle\right|\leq C\sum_{\alpha\leq k}\left\|\partial^{\alpha}\phi_{b}\right\|_{\infty}\leq C\sum_{\alpha\leq k}b^{\alpha}\left\|\partial^{\alpha}\phi\right\|_{\infty}\leq Cb^{k}\sum_{\alpha\leq k}\left\|\partial^{\alpha}\phi\right\|_{\infty},\qquad\forall b\geq 1$$ Se puede comprobar que hay una constante $C'>0$ tal que

$$\dfrac{e^{b/x}}{b^{k+1}}\geq C'\dfrac{b}{x^{k+2}},\qquad\forall x>0$$

De dónde,

$$b^{-k}\left|\langle{u,\phi_{b}}\rangle\right|=b^{-k-1}\int_{\mathbb{R}}\phi(x)e^{b/x}dx\geq C' b\int_{1}^{2}\phi(x)x^{-k-2}dx$$

Desde el lado derecho tiende a $\infty$$b\rightarrow\infty$, se obtiene una contradicción.

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Lissome Puntos 31

Creo que el argumento es más simple de lo esperado, al menos que yo un terrible error...

Elija cualquier función de prueba con la propiedad de que $\phi(0) >1$ ($\phi(0)\neq 0$ en realidad es suficiente).

Desde $\phi(0)>1$ existe alguna $a$, de modo que $\phi >1$$[0,1]$.

Entonces

$$\int \phi(x) e^{\frac{1}{x}}> \int_0^a e^{\frac{1}{x}} dx = \int_\frac{1}{a}^\infty \frac{e^u}{u^2}du = \infty $$

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