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¿Cuál es el complemento ortogonal de$H^1_0$ en$H^1$?

Deje $\Omega$ ser un dominio cerrado con superficie lisa límite en $\mathbb{R}^n$. Deje $H^1_0(\Omega)$ es el cierre de forma compacta compatible suave funciones de acuerdo a la norma $\|u\|_1 = \int_\Omega u^2 + |\nabla u|^2\ dx$ y deje $H^1(\Omega)$ es el cierre de lisa, funciones continuas en virtud de la misma norma.

Cualquier $H^1$ , la función que tiene nonvanishing de seguimiento no puede ser aproximado por cualquier secuencia de funciones en $H^1_0$. Por lo $H^1_0$ es un subespacio cerrado del espacio de Hilbert $(H^1, \|\cdot\|_1)$, por lo tanto, tiene un complemento ortogonal.

¿Qué es una generación del sistema del complemento ortogonal de $H^1_0$ en $H^1$?

La motivación es para tener en mis manos algunos ejemplos concretos, en lugar de sólo apelar a los teoremas que establecen la existencia de un derecho inversa de una traza de operador.

Por supuesto, si alguien tiene referencias, estoy encantado de que siga para arriba. He desnatada a través de Gilbarg-Trudinger y Evans y no encontraron nada, pero tal vez estoy buscando en el lugar equivocado.

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gerw Puntos 8424

Como reuns ha dicho en los comentarios, la respuesta depende en el interior del producto que usted elija en $H^1(\Omega)$. Fijemos la opción más común $$ (u,v)_{H^1(\Omega)} = \int_\Omega \nabla u \cdot \nabla v + u \ v \, \mathrm{d}x.$$

En este caso, el complemento ortogonal de $H_0^1(\Omega)$ consiste precisamente de la (débil) de soluciones de $u \in H^1(\Omega)$de $$ -\Delta u + u = 0$$ (sin C.). De hecho, la debilidad en la formulación de este PDE es $$(u,v)_{H^1(\Omega)} = 0 \quad\forall v \in H_0^1(\Omega).$$

Para diferentes interior de los productos, se obtienen diferentes ecuaciones en derivadas parciales.

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