Step 1: pointwise bounds on ∂^α ∂_i T(t) from the L²_x bounds #
H² ⊂ L∞ (abs_le_sobolevConst_mul) applied to u = Dⁿ⁺¹T(·)(w, e_i) converts the all-orders
L²_x estimate on T into a pointwise bound on the order-n derivatives of ∂_i T.
theorem
AVenhance.Infra.Section5.AnalyticBridge.SupBound.basisVec_snoc
{n : ℕ}
(w : Fin n → Fin 2)
(v : Fin 2)
:
(fun (j : Fin (n + 1)) => Homogenization.basisVec (Fin.snoc w v j)) = Fin.snoc (fun (j : Fin n) => Homogenization.basisVec (w j)) (Homogenization.basisVec v)
theorem
AVenhance.Infra.Section5.AnalyticBridge.SupBound.basisVec_cons
{n : ℕ}
(w : Fin n → Fin 2)
(v : Fin 2)
:
(fun (j : Fin (n + 1)) => Homogenization.basisVec (Fin.cons v w j)) = Fin.cons (Homogenization.basisVec v) fun (j : Fin n) => Homogenization.basisVec (w j)
theorem
AVenhance.Infra.Section5.AnalyticBridge.SupBound.test_smooth_periodic
{f : Homogenization.Vec 2 → ℝ}
(hf : ContDiff ℝ (↑⊤) f)
(hp : IsZ2Periodic f)
(m : ℕ)
(w : Fin m → Fin 2)
:
(ContDiff ℝ ↑⊤ fun (y : Homogenization.Vec 2) =>
(iteratedFDeriv ℝ m f y) fun (j : Fin m) => Homogenization.basisVec (w j)) ∧ IsZ2Periodic fun (y : Homogenization.Vec 2) =>
(iteratedFDeriv ℝ m f y) fun (j : Fin m) => Homogenization.basisVec (w j)
The test function y ↦ Dᵐ f(y)(e_w) is smooth and periodic.
theorem
AVenhance.Infra.Section5.AnalyticBridge.SupBound.sqrt_l2NormSq_second_le
{f : Homogenization.Vec 2 → ℝ}
(hf : ContDiff ℝ (↑⊤) f)
{B a : ℝ}
(hreg :
∀ (n : ℕ) (i : Fin n → Fin 2),
√(l2NormSq fun (x : Homogenization.Vec 2) =>
(iteratedFDeriv ℝ n f x) fun (j : Fin n) => Homogenization.basisVec (i j)) ≤ B * ↑n.factorial * a ^ n)
(m : ℕ)
(w : Fin m → Fin 2)
(k : Fin 2)
:
√(l2NormSq fun (y : Homogenization.Vec 2) =>
(iteratedFDeriv ℝ 2
(fun (z : Homogenization.Vec 2) => (iteratedFDeriv ℝ m f z) fun (j : Fin m) => Homogenization.basisVec (w j))
y)
fun (x : Fin 2) => Homogenization.basisVec k) ≤ B * ↑(m + 2).factorial * a ^ (m + 2)
The L²_x bound for the second pure derivative of the test function.
theorem
AVenhance.Infra.Section5.AnalyticBridge.abs_iteratedFDeriv_fderiv_le
{f : Homogenization.Vec 2 → ℝ}
(hf : ContDiff ℝ (↑⊤) f)
(hp : IsZ2Periodic f)
{B a : ℝ}
(hB : 0 ≤ B)
(ha : 1 ≤ a)
(hreg :
∀ (n : ℕ) (i : Fin n → Fin 2),
√(l2NormSq fun (x : Homogenization.Vec 2) =>
(iteratedFDeriv ℝ n f x) fun (j : Fin n) => Homogenization.basisVec (i j)) ≤ B * ↑n.factorial * a ^ n)
(n : ℕ)
(w : Fin n → Fin 2)
(v : Fin 2)
(x : Homogenization.Vec 2)
:
|(iteratedFDeriv ℝ n (fun (y : Homogenization.Vec 2) => (fderiv ℝ f y) (Homogenization.basisVec v)) x)
fun (j : Fin n) => Homogenization.basisVec (w j)| ≤ 3 * sobolevConst * (B * ↑(n + 3).factorial * a ^ (n + 3))
Pointwise bound on the order-n derivatives of ∂_v f, from the L²_x bounds on f.