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Pré-Publication, Document De Travail Année : 2017

Free Boundary Regularity for Almost-Minimizers

Résumé

In this paper we study the free boundary regularity for almost-minimizers of the functional \begin{equation*} J(u)=\int_{\mathcal O} |\nabla u(x)|^2 +q^2_+(x)\chi_{\{u>0\}}(x) +q^2_-(x)\chi_{\{u<0\}}(x)\ dx \end{equation*} where $q_\pm \in L^\infty(\mathcal O)$. Almost-minimizers satisfy a variational inequality but not a PDE or a monotonicity formula the way minimizers do (see [AC], [ACF], [CJK], [W]). Nevertheless we succeed in proving that, under a non-degeneracy assumption on $q_\pm$, the free boundary is uniformly rectifiable. Furthermore, when $q_-\equiv 0$, and $q_+$ is H\"older continuous we show that the free boundary is almost-everywhere given as the graph of a $C^{1,\alpha}$ function (thus extending the results of [AC] to almost-minimizers).
On étudie la régularité des frontière libres des presque-minimiseurs de la fonctionnelle $$J(u)=\int_\O |\nabla u(x)|^2 +q^2_+(x)\chi_{\{u>0\}}(x) +q^2_-(x)\chi_{\{u<0\}}(x)\ dx,$$ où $q_\pm \in L^\infty(\O)$. Les presque-minimiseurs vérifient une in\'egalité variationnelle, mais pas une EDP ni une formule de monotonie comme le font les minimiseurs (voir \cite{AC}, \cite{ACF}, \cite{CJK}, \cite{W}). Néanmoins on démontre que, sous une hypothèse de non dégénérescence sur $q_\pm$, leur frontière libre est uniformément rectifiable. De plus, quand $q_-\equiv 0$ et $q_+$ est Höldérienne, on montre que la frontière libre coincide dans un voisinage de presque tout point avec un graphe de fonction $C^{1,\alpha}$, ce qui étend les résultats de \cite{AC} aux presque-minimiseurs.
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DETAMFreeBdryArXivVersion.pdf (809.85 Ko) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-01484862 , version 1 (07-03-2017)

Identifiants

Citer

Guy David, Max Engelstein, Tatiana Toro. Free Boundary Regularity for Almost-Minimizers. 2017. ⟨hal-01484862⟩
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