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变 Ricci 界空间上的最优传输、梯度估计与路径wise布朗耦合

泛函分析 2021-02-23 v1 偏微分方程分析 微分几何 概率论

摘要

给定度量测度空间 (X,d,m)(X,\mathsf{d},\mathfrak{m}) 与下半连续、下有界函数 k ⁣:XRk\colon X\to\mathbb{R},我们证明在 xXx\in X 处 Ricci 曲率由 k(x)k(x) 从下方界定的合成方法之等价性,即:\bullet 以适当弱形式表述的 Bakry-\'Emery 估计 ΔΓ(f)/2Γ(f,Δf)kΓ(f)\Delta\Gamma(f)/2 - \Gamma(f,\Delta f) \geq k\,\Gamma(f),与 \bullet Lott-Sturm-Villani 意义下带变 kk 的曲率维数条件 CD(k,)\mathrm{CD}(k,\infty)。此外,对所有 p(1,)p\in(1,\infty),这些性质成立当且仅当扰动的 pp-传输代价 \begin{equation*} W_p^{\underline{k}}(\mu_1,\mu_2,t):=\inf_{(\mathsf{b}^1,\mathsf{b}^2)} \mathbb{E}\Big[\mathrm{e}^{\int_0^{2t} p \underline{k}\left(\mathsf{b}^1_{r}, \mathsf{b}^2_{r}\right)/2\,\mathrm{d} r} \mathsf{d}^p\!\left(\mathsf{b}^1_{2t},\mathsf{b}^2_{2t} \right)\!\Big]^{1/p} \end{equation*} 关于 tt 非增。此处下确界取遍在 X 上具给定初始分布 μ1\mu_1μ2\mu_2 的耦合布朗运动对 b1\mathsf{b}^1b2\mathsf{b}^2,且 k(x,y):=infγ01k(γs)ds\underline{k}(x,y) := \inf_\gamma \int_0^1 k(\gamma_s)\,\mathrm{d} s 表示沿连接 x 与 y 的测地线 γ\gammakk 的“平均”。进一步,对 X 上任意初始分布对 μ1\mu_1μ2\mu_2,我们证明存在耦合布朗运动对 b1\mathsf{b}^1b2\mathsf{b}^2 使得 a.s. 对每对 s,t[0,)s,t\in[0,\infty)sts\leq t,有 \begin{equation*} \mathsf{d}\!\left(\mathsf{b}_t^1,\mathsf{b}_t^2\right)\leq \mathrm{e}^{-\int_s^t \underline{k}\left(\mathsf{b}_r^1,\mathsf{b}_r^2\right)/2\,\mathrm{d} r} \mathsf{d}\!\left(\mathsf{b}_s^1,\mathsf{b}_s^2\right)\!. \end{equation*}

关键词

引用

@article{arxiv.1906.09186,
  title  = {Optimal transport, gradient estimates, and pathwise Brownian coupling on spaces with variable Ricci bounds},
  author = {Mathias Braun and Karen Habermann and Karl-Theodor Sturm},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1906.09186},
  year   = {2021}
}

备注

38 pages