1. Введение 3
2. Постановка задачи в R² 4
3. Оценка в R² 4
4. Пример в R² 5
5. Решение задачи для выпуклых множеств в R² 8
6. Постановка задачи в Rn 16
Список литературы 22
Неравенство Брунна–Минковского
(1) |A + B|1/n ⩾ |A|1/n + |B|1/n
(здесь A, B — непустые компакты в Rn, | · | обозначает меру Лебега) — одно из самых важных геометрических неравенств, имеющих множество приложений и обобщений, в том числе относящихся к дискретным задачам аддитивной комбинаторики, в которых A, B — конечные множества.
Равенство в (1) достигается для положительно–гомотетичных выпуклых тел (а также в тривиальных случаях, когда A или B — точка или |A + B| = 0, см. напр. [6]).
Когда B и A связаны таким образом, что гомотетичность исключается, неравенство (1) оказывается возможным усилить. В недавней работе [7] доказано, что если B = T A, где T — фиксированный линейный эндоморфизм Rn, а A — переменный компакт единичной меры Лебега, то имеет место соотношение
inf A |A + T A| = H(T ) := П n i=1 (1 + |λi|),
где λ1, . . . , λn — собственные числа T (с учётом алгебраической кратности).
Эта оценка совпадает с даваемой неравенством Брунна – Минковского оценкой (1 +| det T |1/n)n только когда все собственные числа равны по абсолютной величине.
Задачей настоящей работы является продолжение изучения экстремальных задач вида
|∑ N i=1 TiA| → min
для компактов A единчиной меры и фиксированных линейных операторов T1, . . . , TN.
Отметим, что дискретный аналог этой задачи активно изучался [1-5 и др.], но в основном в случаях, для которых неравенство Брунна–Минковского обращается в равенство (сумма гомотетичных образов множества).
Уже в случае нескольких одномерных проектирований непрерывная задача оказывается, как мы видим в дальнейшем, нетривиальной.
В ходе работы изучены суммы линейных образов множества на примере экстремальных задач вида
|∑ N i=1 TiA| → min
для компактов A единичной меры и фиксированных линейных операторов T1, . . . , TN.
[1] A. Balog, G. Shakan. On the sum of dilations of a set. Acta Arithmetica, 164(2):153-162, 2014.
[2] B. Bukh. Sums of dilates. Combinatorics, Probability and Computing, 17(05):627- 639, June 2008.
[3] Yong-Gao Chen, Jin-Hui Fang. Sums of dilates in the real numbers. Acta Arithmetica, 182(3):231-241, 2018
[4] S. Konyagin and I. Laba. Distance sets of well-distributed planar sets for polygonal norms. Israel Journal of Mathematics, 152(1):157-179, December 2006.
[5] A. Mudgal. Sums of linear transformations in higher dimensions. The Quarterly Journal of Mathematics, 70(3):965-984, May 2019.
[6] Ю. Д. Бураго, В. А. Залгаллер. Геометрические неравенства. Ленинград, “Наука”, 1980.
[7] D. Krachun, F. Petrov. On the size of A + XA for algebraic A. arXiv:2010.00119