Symmetry for extremal functions in subcritical Caffarelli-Kohn-Nirenberg inequalities

Nous utilisons le formalisme des entropies de Rényi pour établir le domaine de symétrie des fonctions extrémales dans une famille d'inégalités de Caffarelli-Kohn-Nirenberg sous-critiques. Par fonctions extrémales, il faut comprendre des fonctions qui réalisent le cas d'égalité dans les inégalités écrites avec des constantes optimales. La méthode étend des résultats récents sur les inégalités de Caffarelli-Kohn-Nirenberg critiques. En utilisant une heuristique donnée par une équation de diffusion non linéaire, nous donnons une preuve variationnelle d'un résultat de symétrie, grâce à un théorème de rigidité : dans la région de symétrie, tous les points critiques positifs sont à symétrie radiale et sont par conséquent égaux à l'unique point critique radial, positif, à une multiplication par une constante et à un changement d'échelle près. Ce résultat est optimal. La condition sur les paramètres est en effet complémentaire de celle qui définit la région dans laquelle il y a brisure de symétrie du fait de l'instabilité linéaire des fonctions radiales optimales. Comparé au cas critique, le domaine sous-critique nécessite de nouveaux outils. L'information de Fisher doit être remplacée par l'entropie de Rényi, et comme certaines invariances sont perdues, les estimations basées sur la transformation d'Emden-Fowler doivent être modifiées.