On weighted Sobolev spaces: Trudinger-Moser and isoperimetric inequalities

dc.creatorLeandro Gonzaga Fernandes Junior
dc.date.accessioned2019-11-23T00:21:13Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:51:00Z
dc.date.available2019-11-23T00:21:13Z
dc.date.issued2019-09-19
dc.description.abstractThe main topic of the thesis is the study of Elliptic Partial Differential Equations. The thesis is divided into two Parts: (I) Trudinger-Moser Type inequality on weighted Sobolev spaces; and (II) on existence and nonexistence of isoperimetric inequalities with different monomial weights. In part I, we establish the Trudinger-Moser inequality on weighted Sobolev spaces in the whole space, and for a class of quasilinear elliptic operators in radial form of the type $\displaystyle Lu:=-r^{-\theta} (r^{\alpha}\vert u'(r)\vert^{\beta}u'(r))',$ where $\theta, \beta\geq 0$ and $\alpha>0$, are constants satisfying some existence conditions. It is worth emphasizing that these operators generalize the $p$- Laplacian and $k$-Hessian operators in the radial case. Our results involve fractional dimensions, a new weighted P\'olya-Szeg{\"o} principle, and a boundness value for the optimal constant in a Gagliardo-Nirenberg type inequality. In part II, we consider the monomial weight $x^{A}=\vert x_{1}\vert^{a_{1}}\ldots\vert x_{N}\vert^{a_{N}}$, where $a_{i}$ is a nonnegative real number for each $i\in\{1,\ldots,N\}$, and we establish the existence and nonexistence of isoperimetric inequalities with different monomial weights. We study positive minimizers of $\int_{\partial\Omega}x^{A}\mathcal{H}^{N-1}(x)$ among all smooth bounded open sets $\Omega$ in $\mathbb{R}^{N}$ with fixed Lebesgue measure with monomial weight $\int_{\Omega}x^{B}dx$.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/31236
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/
dc.subjectMatemática – Teses
dc.subjectEquações diferenciais Elípticas – Teses.
dc.subjectSobolev, Espaço de - Teses
dc.subject.otherweighted Trudinger-Moser inequality
dc.subject.otherweighted rearrangement
dc.subject.otherSchwarz symmetrization
dc.subject.otherisoperimetric inequalities
dc.subject.otherSobolev Inequalities
dc.subject.othermonomial weights
dc.titleOn weighted Sobolev spaces: Trudinger-Moser and isoperimetric inequalities
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Emerson Alves Mendonça de Abreu
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0989407026771712
local.contributor.referee1Ederson Moreira dos Santos
local.contributor.referee1Ezequiel Rodrigues Barbosa
local.contributor.referee1Lucas Catão de Freitas Ferreira
local.contributor.referee1Marcos da Silva Montenegro
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5761417192608218
local.description.resumoO objetivo geral da tese é o estudo de Equações Diferenciais Parciais Elípticas. A tese é dividida em duas Partes: (I) Desigualdade do Tipo Trudinger-Moser sobre espaços de Sobolev com pesos; e (II) A existência e não-existência de desigualdades isoperimétricas com pesos monomiais diferentes. Na Parte I, estabelecemos uma desigualdade do tipo Trudinger-Moser sobre espaços de Sobolev com pesos sobre o intervalo $(0,+\infty)$, relacionada com a classe de operadores elípticos quasilineares cuja forma radial é dada por $\displaystyle Lu:=-r^{-\theta} (r^{\alpha}\vert u'(r)\vert^{\beta}u'(r))',$ onde $\theta, \beta\geq 0$ e $\alpha>0$, são constantes satisfazendo algumas condições de existência. Vale enfatizar que esses operadores generalizam o $p$-Laplaceano e $k$- Hessiana, no caso radial. Os resultados envolvem dimensão fracionária, um princípio de P\'olya-Szeg{\"o} com pesos e uma limitação para a constante ótima associada com a desigualdade do tipo Gagliardo-Nirenberg. Na Parte II, consideramos pesos monomiais $x^{A}=\vert x_{1}\vert^{a_{1}}\ldots\vert x_{N}\vert^{a_{N}}$, onde $a_{i}$ é um número real não negativo para cada $i\in\{1,\ldots,N\}$, e estabelecemos a existência e não-existência de desigualdades isoperimétricas com pesos monomiais diferentes. Estudamos minimizadores positivos de $\int_{\partial\Omega}x^{A}\mathcal{H}^{N-1}(x)$ sobre todos os conjuntos abertos, limitados e suaves cujo volume $\int_{\Omega}x^{B}dx$ é fixo.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Matemática

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