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POTENTIEL THÉORIE DU

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Théories axiomatiques et dérivées

Méthodes hilbertiennes

L'espace E des mesures d'énergie finie n'étant pas complet, Deny, en 1950, introduit les éléments du complété en développant une théorie du potentiel dans Rn, où le noyau est une distribution et le potentiel un produit de convolution de distributions (cf. distributions [Mathématiques]). Avec quelques restrictions, la théorie de Cartan peut être adaptée. Dans l'axiomatisation par Beurling et Deny des espaces de Dirichlet, on utilise le fait que la norme de Dirichlet est diminuée par les contractions normales : Si v varie moins vite que u, l'intégrale de Dirichlet relative à v est plus petite que l'intégrale de Dirichlet relative à u. Cette remarque, due à A. Beurling, permet de donner des démonstrations très courtes et très élégantes des résultats fondamentaux de la théorie du potentiel. Elle permet aussi de démontrer des théorèmes profonds de synthèse spectrale en analyse harmonique.

Théories axiomatiques sans noyaux

La théorie axiomatique de Brelot et de ses extensions ultérieures (Bauer, Constantinescu et Cornea) est inspirée d'une axiomatique probabiliste de Doob et fut précédée d'une tentative due à Tautz. Le principe en est le suivant.

Dans un espace Ω localement compact, on considère un faisceau d'espace vectoriel de fonctions numériques continues, appelées harmoniques (axiome 1). On suppose qu'il existe une base de domaines réguliers, c'est-à-dire tels qu'il existe une solution du problème de Dirichlet (axiome 2), et enfin (axiome 3) que tout ensemble filtrant croissant de fonctions harmoniques dans un domaine ω tend vers + ∞ ou une fonction harmonique. La théorie se développe considérablement si l'on ajoute le principe de domination (axiome D) comme nouvel axiome.

Les solutions dans un ouvert d'une équation du deuxième ordre de type elliptique à coefficients suffisamment réguliers vérifient les axiomes. Il en est de même, ce qui est plus difficile, pour des équations à coefficients discontinus (Mme Hervé). Cela apporte de considérables simplifications à l'étude directe de ces équations faites par Stampacchia.

En revanche, les solutions d'équations de type parabolique ne vérifient pas les axiomes 3 et D. C'est pourquoi Bauer modifia l'axiomatique précédente par l'introduction d'un nouvel axiome et l'affaiblissement de l'axiome 3, afin de contenir, dans les applications, les solutions d'équations de ce type.

Enfin, J. M. Bony est arrivé à caractériser de façon presque complète, en termes d'opérateurs différentiels, les théories axiomatiques du type Brelot, Bauer... dans Rn.

Soit, par exemple, H une théorie axiomatique de Brelot telle qu'il y ait « suffisamment » de fonctions de classe C. Il existe alors un ouvert dense dans lequel est défini un opérateur différentiel L à coefficients de classe C tel que toute fonction harmonique de classe C2 vérifie Lu = 0 et même encore, au sens des distributions, si u n'est pas de classe C2.

Théorie de Hunt et probabilités

Soit Ω un espace localement compact. On appelle noyau N une famille }μx{ de mesures dépendant mesurablement (en un sens à préciser) de x. On note μx(E) = N(x, E). À toute f borélienne ≥ 0, on associe :

également borélienne. On peut considérer N comme une application linéaire positive de l'ensemble des fonctions boréliennes positives dans lui-même. On peut donc composer deux noyaux. Si ν est une mesure positive, on définit la mesure νN par :

L'exemple classique est le noyau :

dans Rn. Ici N f est le potentiel newtonien de densité f et νN est absolument continue par rapport à la mesure de Lebesgue, ayant comme densité le potentiel Uν.

On dit que N satisfait au principe complet du maximum si, pour toute constante a ≥ 0 et tout couple ([...]

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Classification

Pour citer cet article

Arnaud de la PRADELLE. POTENTIEL THÉORIE DU [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 14/03/2009

Autres références

  • CHOQUET GUSTAVE (1915-2006)

    • Écrit par
    • 968 mots

    Trop jeune pour faire partie des fondateurs du groupe Bourbaki, mais trop vieux pour avoir été leur élève, Gustave Choquet est pourtant l'un de ceux qui, après la Seconde Guerre mondiale, modernisent la mathématique et son enseignement. Né à Solesmes (Nord) le 1er mars 1915, il est, dans...

  • ERGODIQUE THÉORIE

    • Écrit par
    • 3 277 mots
    Le lien avec la théorie du potentiel découle de recherches faites par A. Brunel, par P. A. Meyer et par Ackoglu qui ont utilisé le lemme suivant, appelé lemme ergodique maximal.
  • FONCTIONS ANALYTIQUES - Fonctions d'une variable complexe

    • Écrit par
    • 12 743 mots
    • 9 médias
    ...est égale à la valeur moyenne de f sur les cercles de centre a et de rayon r assez petit, ce qu'on exprime en disant que f possède la propriété de moyenne. Il est clair que la partie réelle et la partie imaginaire de f possèdent encore ces propriétés : ce sont desfonctions harmoniques.
  • GREEN GEORGE (1793-1841)

    • Écrit par
    • 312 mots

    Mathématicien anglais, né et mort à Sneinton (près de Nottingham). George Green, à travers sa recherche d'une formulation mathématique de la théorie de l'électricité statique et du magnétisme, est le créateur de la théorie du potentiel. Boulanger de son métier, il s'initia...