紧致流形上的 Wasserstein 不等式与极小 Green 能量
经典分析与常微分方程
2019-07-23 v1 数学物理
math.MP
摘要
设 M M M 为无边界的光滑紧致 d d d 维流形,d ≥ 3 d \geq 3 d ≥ 3 ,并令 G : M × M → R ∪ { ∞ } G: M \times M \rightarrow \mathbb{R} \cup \left\{\infty\right\} G : M × M → R ∪ { ∞ } 表示拉普拉斯算子 − Δ -\Delta − Δ (归一化均值为 0)的 Green 函数。我们证明了将 { x 1 , … , x n } ⊂ M \left\{x_1, \dots, x_n\right\} \subset M { x 1 , … , x n } ⊂ M 中的狄拉克测度输运到归一化体积测度 d x dx d x 的代价关于拉普拉斯算子的 Green 函数的一个界 W 2 ( 1 n ∑ k = 1 n δ x k , d x ) ≲ M 1 n 1 / d + 1 n ∣ ∑ k , ℓ = 1 k ≠ ℓ n G ( x k , x ℓ ) ∣ 1 / 2 . W_2\left( \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n}{\delta_{x_k}}, dx\right) \lesssim_M \frac{1}{n^{1/d}} + \frac{1}{n} \left| \sum_{k, \ell=1 \atop k \neq \ell}^{n}G(x_k, x_{\ell})\right|^{1/2}. W 2 ( n 1 k = 1 ∑ n δ x k , d x ) ≲ M n 1/ d 1 + n 1 k = ℓ k , ℓ = 1 ∑ n G ( x k , x ℓ ) 1/2 . 对球面 S d \mathbb{S}^d S d (d ≥ 3 d \geq 3 d ≥ 3 )上的库仑核 G ( x , y ) = 1 / ∥ x − y ∥ d − 2 G(x,y) = 1/\|x-y\|^{d-2} G ( x , y ) = 1/∥ x − y ∥ d − 2 ,我们得到相同结果,其中我们证明 W 2 ( 1 n ∑ k = 1 n δ x k , d x ) ≲ 1 n 1 / d + 1 n ∣ ∑ k , ℓ = 1 k ≠ ℓ n ( 1 ∥ x k − x ℓ ∥ d − 2 − c d ) ∣ 1 2 , W_2\left(\frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n}{ \delta_{x_k}}, dx\right) \lesssim \frac{1}{n^{1/d}} + \frac{1}{n} \left| \sum_{k, \ell=1 \atop k \neq \ell}^{n}{\left(\frac{1}{\|x_k - x_{\ell}\|^{d-2}} - c_d \right)} \right|^{\frac{1}{2}}, W 2 ( n 1 k = 1 ∑ n δ x k , d x ) ≲ n 1/ d 1 + n 1 k = ℓ k , ℓ = 1 ∑ n ( ∥ x k − x ℓ ∥ d − 2 1 − c d ) 2 1 , 其中 c d c_d c d 是将库仑核归一化均值为 0 的常数。我们由此表明,紧致流形上离散 Green 能量的极小化子具有最优收敛速率 W 2 ( 1 n ∑ k = 1 n δ x k , d x ) ≲ n − 1 / d W_2\left( \frac{1}{n} \sum_{k=1}^{n}{\delta_{x_k}}, dx\right) \lesssim n^{-1/d} W 2 ( n 1 ∑ k = 1 n δ x k , d x ) ≲ n − 1/ d 。第二个不等式蕴含了 S d \mathbb{S}^d S d 上库仑能量极小化子的相同结果,该结果最近由 Marzo & Mas 证明。
引用
@article{arxiv.1907.09023,
title = {A Wasserstein Inequality and Minimal Green Energy on Compact Manifolds},
author = {Stefan Steinerberger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.09023},
year = {2019}
}