Uniqueness of the polar factorisation and projection of a vector-valued mapping
G.R. Burton
Department of Mathematical Sciences, University of Bath, Claverton Down, Bath BA2 7AY, UKR.J. Douglas
Department of Mathematics, University of Wales, Aberystwyth, Penglais, Aberystwyth SY23 3BZ, UK
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Abstract
This paper proves some results concerning the polar factorisation of an integrable vector-valued function into the composition , where is equal almost everywhere to the gradient of a convex function, and is a measure-preserving mapping. It is shown that the factorisation is unique (i.e., the measure-preserving mapping is unique) precisely when is almost injective. Not every integrable function has a polar factorisation; we introduce a class of counterexamples. It is further shown that if is square integrable, then measure-preserving mappings which satisfy are exactly those, if any, which are closest to in the -norm.
Résumé
Cet article prouve des résultats au sujet de la factorisation polaire d’une application à valeurs vectorielles sommable en une composition , où est égal presque partout à la dérivée d’une application convexe et est une application conservant la mesure. On démontre que la factorisation est unique (c’est à dire l’application conservant la mesure est unique), si et seulement si est presque injectif. Les applications sommables ne possèdent pas toujours les factorisations polaires ; on introduit des contre-examples. On prouve aussi que si est de carré sommable, alors les applications conservant la mesure qui satisfont sont précisement celles qui sont les plus près de en -norme.
Cite this article
G.R. Burton, R.J. Douglas, Uniqueness of the polar factorisation and projection of a vector-valued mapping. Ann. Inst. H. Poincaré Anal. Non Linéaire 20 (2003), no. 3, pp. 405–418
DOI 10.1016/S0294-1449(02)00026-4